河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院QINGGONGCOLLEGE,HEBEI畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)〔論文〕題目：選礦廠礦石破碎S7-300PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：***學(xué)號：2***專業(yè)班級：0***班學(xué)部：***指導(dǎo)教師：**教授2012年05月18日摘要我國鋼鐵產(chǎn)量位居世界前位，選礦工業(yè)是傳統(tǒng)的根底工業(yè)，雖然已具備相當(dāng)規(guī)模，從業(yè)人員眾多，但除少數(shù)大型選廠有一些自動(dòng)化裝備外，大多數(shù)選廠還是人工操作，在舊的管理方式下運(yùn)作。突出問題是能耗高、效率低、自動(dòng)化水平低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低，而且隨礦石性質(zhì)及操作條件的變化很不穩(wěn)定。解決這些問題的重要方法就是開發(fā)研究選礦工業(yè)生產(chǎn)過程的關(guān)鍵技術(shù)、裝備、儀器儀表，實(shí)現(xiàn)選礦工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。對于實(shí)現(xiàn)選礦工業(yè)過程自動(dòng)化可使能耗和原材料消耗顯著降低，勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，產(chǎn)品質(zhì)量可以提高而且穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)選礦工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化主要包括破碎作業(yè)、磨礦分級作業(yè)、選別作業(yè)、濃縮過濾作業(yè)、尾礦輸送作業(yè)等全套選礦生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度和管理，使整個(gè)選礦生產(chǎn)過程處于最正確狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和金屬回收率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，到達(dá)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、減人增效、節(jié)能降耗的目的。本文即介紹了西門子S7-300可編程控制器在選礦綜合自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。此次選礦綜合自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)、控制軟件梯形圖設(shè)計(jì)、組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)三個(gè)局部。本文根據(jù)選礦生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求，詳細(xì)介紹了S7-300PLC控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。首先，簡單介紹選礦自動(dòng)化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),然后詳細(xì)介紹了如何使用WinCC系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)監(jiān)控，最后結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試、檢驗(yàn)。選礦自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠明顯提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在選礦行業(yè)中有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:S7-300;選礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；組在軟件；WinCC；調(diào)試AbstractChina'ssteeloutputranksfirstintheworld.Mineralprocessingindustryisthetraditionalbasicindustries,ithaslarge-scale,employingmany,butasmallnumberoflarge-scaleprocessingplantinadditiontoanumberofautomatedequipment,themajorityofplantselectionormanualoperation,intheoldmodeofoperationofthemanagement.Problemsishighenergyconsumption,lowefficiency,lowlevelofautomation,labor-intensive,processingtechnologyofloweconomicindicators,butalsowiththenatureandoperationofmineralchangesinveryunstableconditions.Tosolvetheseproblemsisanimportantresearchanddevelopmentprocessofbeneficiationofindustrialproductionofkeytechnologies,equipment,instrumentation,mineralprocessingtoachievetheautomationofindustrialprocesses.Dressingfortherealizationofautomatedindustrialprocessesandenergyconsumptioncansignificantlyreducerawmaterialconsumption,reducelaborintensity,improveproductqualityandstability.Problemsishighenergyconsumption,lowefficiency,lowlevelofautomation,labor-intensive,processingtechnologyofloweconomicindicators,butalsowiththenatureandoperationofmineralchangesinveryunstableconditions.Tosolvetheseproblemsisanimportantresearchanddevelopmentprocessofbeneficiationofindustrialproductionofkeytechnologies,equipment,instrumentation,mineralprocessingtoachievetheautomationofindustrialprocesses.Dressingfortherealizationofautomatedindustrialprocessesandenergyconsumptioncansignificantlyreducerawmaterialconsumption,reducelaborintensity,improveproductqualityandstability.ThisarticleintroducestheapplicationofSIEMENSS7–300ProgramableLogicControllerinautomationofmineralprocessingcontrolsystem.Thedesignofautomationofmineralprocessingcompositecomcontrolsystemincludehadwaredesign,STEP7softwarecontrolprogramandconfigurationinterfacesoftwaredesign.TextbelowparticularlyintroducestheS7-300ProgramableLogicControlleronfigurationinterfacesoftwaredesign.Firstofall,asimpleintroductionoftotallydesigningmethodwillbegiven,thenwewilltalkingaboutthedetailedprogramminginWinCClanguagewithstatemethod,atlasttherewillbethetestinganddebugging.However,theapplicationoftheautomationofmineralprocessingcontrolsystemwillraisetheproductingefficiencyremarkablely,saveenergyresourcesandimprovetheproductqualities.it’sobviousthattheautomationofmineralprocessingcontrolsystemcanbewidespreadinguseinmineralindustry.Keywords:S7-300;Automationofmineralprocessing;WinCClanguage;test目錄TOC\o"1-3"\h\u8212摘要 Ⅰ6282Abstract Ⅱ218060引言 1183581緒論 270601.1磁鐵礦選礦介紹 287121.2選礦工藝及設(shè)備介紹 2151552選礦廠自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 446152.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 4283522.2系統(tǒng)的根本功能 472742.3系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié) 4208902.4現(xiàn)場控制與遠(yuǎn)程控制 667733可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述 7240153.1可編程控制器〔PLC〕概述 7298073.2STEP7概述 979943.3狀態(tài)法編程概述 11247764破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設(shè)計(jì) 13277744.1破碎環(huán)節(jié)控制流程 14219294.1.1遠(yuǎn)程控制 15155994.1.2現(xiàn)場控制 1519814.1.3系統(tǒng)啟停順序 16109154.2破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址〔M〕的分配 16267344.3破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)和模塊選型 24272104.4破碎環(huán)節(jié)梯形圖程序 26263534.5破碎PLC程序結(jié)構(gòu)及各程序塊功能 2737045WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) 2848255.1WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件簡介 28231745.2WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)流程 28296975.2.1新建工程 28181605.2.2畫面組態(tài) 35252055.2.3變量組態(tài) 4095295.2.4報(bào)警組態(tài) 49266936仿真調(diào)試 5050156.1S7-PLCSIM仿真軟件簡介 5024776.2系統(tǒng)模擬運(yùn)行 50325057結(jié)論 566498參考文獻(xiàn) 576255謝辭 580引言選礦是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生的有用礦物盡可能相互別離，除去或降低有害雜質(zhì)，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。選礦使有用組分富集，減少冶煉或其他加工過程中的燃料、運(yùn)輸?shù)鹊南模沟推肺坏呢毜V石能得到經(jīng)濟(jì)利用。國內(nèi)的一些選礦廠設(shè)備單一、陳舊，選礦技術(shù)落后，采用粗放的開展模式，生產(chǎn)力十分有限。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，檢測技術(shù)，等科學(xué)技術(shù)的開展，對選礦中的的破碎、磨碎、分級、選別、過濾脫水、精礦出廠和尾礦處理等過程進(jìn)行的自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)選礦生產(chǎn)過程自動(dòng)化，可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高選礦回收率和精礦品位，改善勞動(dòng)條件，降低藥劑和電能的消耗。使選礦生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)合理。選礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的投入可以大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提高企業(yè)的裝備技術(shù)水平，提高企業(yè)的管理水平。通過選礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施，可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量以及合格率，降低能源消耗，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，縮短設(shè)備檢修時(shí)間，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少崗位人員的數(shù)量，降低環(huán)境污染等。1緒論1.1磁鐵礦選礦介紹磁鐵礦在我國鐵礦物的儲量中占了很大的比例。找出合理的選礦工藝及選礦設(shè)備來處理磁鐵礦物對于我們國家礦山的開展及整個(gè)鋼鐵業(yè)的開展都有著極為重要的意義。近年來我國的選礦工作者經(jīng)過了不懈的努力使磁鐵礦選礦工藝及設(shè)備有了很大的開展，鐵精礦品位有了很大的提高。個(gè)別選礦廠已經(jīng)到達(dá)了70％，全國平均提高了l％以上；而且雜質(zhì)含量明顯下降，有的選礦廠應(yīng)用單一磁選法把二氧化硅含量降到了2％以下。但選礦行業(yè)仍存在以下問題：鐵礦產(chǎn)品細(xì)度不盡合理；鐵礦設(shè)備單一；選別作業(yè)存在問題；1.2選礦工藝及設(shè)備介紹選礦工藝技術(shù)與選礦設(shè)備的開展是同步的，設(shè)備的技術(shù)水平不僅是工藝水平的最好表達(dá)，其生產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)也直接影響著生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益?！?〕破碎篩分工藝破碎是大塊物料在機(jī)械力作用下粒度變小的過程。破碎是礦物加工過程的重要環(huán)節(jié)。破碎可分為四個(gè)階段：破碎、超細(xì)破碎、超微破碎。破碎過程是高能耗的作業(yè)，破碎過程的根本原那么是“多碎少磨”?，F(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的破碎設(shè)備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設(shè)備可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)等。振動(dòng)篩是工業(yè)中普遍采用的一種篩子，應(yīng)用范圍廣，適用于中、細(xì)碎的預(yù)先和檢查篩分。根據(jù)篩框運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn)，可分為圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和直線振動(dòng)運(yùn)動(dòng)篩兩類。前者包括單軸慣性振動(dòng)篩、自定中心振動(dòng)篩和重型振動(dòng)篩；后者包括雙軸慣性振動(dòng)篩和共振篩，按篩網(wǎng)層數(shù)還可以分為單層篩和雙層篩兩類。〔2〕磨礦工藝對選礦而言，采用一段或兩段磨礦，便可經(jīng)濟(jì)地把礦石磨至選礦所需要的任何粒度。兩段以上的磨礦，通常是由進(jìn)行階段選別的要求決定的。各種規(guī)格子型球磨機(jī)的構(gòu)造根本相同，球磨機(jī)的筒體用厚約18～36毫米的鋼板卷制焊成，它的兩端焊有鑄鋼制的法蘭盤，筒體內(nèi)裝有襯板，用錳鋼、鉻鋼、耐磨鑄鐵或橡膠等材料制成，其中高錳鋼應(yīng)用較廣，使用橡膠尚處于試制階段。襯板厚50～130毫米，與筒殼之間有10～14毫米的間隙，用膠合板、石棉墊、或塑料極或橡皮鋪在其中，用來減緩鋼球?qū)嗴w的沖擊。2.棒磨機(jī)目前選礦廠使用的棒磨機(jī)，只有溢流型和開口型兩種，前者用得較普遍，后者現(xiàn)已停止制造。棒磨機(jī)的構(gòu)造與溢流型球磨機(jī)大致相同。所用磨礦介質(zhì)為長圓棒。螺旋分級機(jī)是借助于固體粒大小不同，比重不同，因而在液體中的沉降速度不同的原理，細(xì)礦粒浮游在水中成溢流出，粗礦粒沉于槽底。由螺旋推向上部排出，來進(jìn)行機(jī)械分級的一種分級設(shè)備，能把磨機(jī)內(nèi)磨出的料粉級于過濾，然后把粗料利用螺旋片旋片旋入磨機(jī)進(jìn)料口，把過濾出的細(xì)料從溢流管子排出。該機(jī)底座采用槽鋼，機(jī)體采用鋼板焊接而成。螺旋軸的入水頭、軸頭、采用生鐵套，耐磨耐用，提升裝置分電動(dòng)和手動(dòng)兩種.〔3〕磁選工藝磁選機(jī)的工作原理：礦漿經(jīng)給礦箱流入槽體后，在給礦噴水管的水流作用下，礦粒呈松散狀態(tài)進(jìn)入槽體的給礦區(qū)。在磁場的作用，磁性礦粒發(fā)生磁聚而形成“磁團(tuán)”或“磁鏈”，“磁團(tuán)”或“磁鏈”在礦漿中受磁力作用，向磁極運(yùn)動(dòng)，而被吸附在圓筒上。由于磁極的極性沿圓筒旋轉(zhuǎn)方向是交替排列的，并且在工作時(shí)固定不動(dòng)，“磁團(tuán)”或“磁鏈”在隨圓筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于磁極交替而產(chǎn)生磁攪拌現(xiàn)象，被夾雜在“磁團(tuán)”或“磁鏈”中的脈石等非磁性礦物在翻動(dòng)中脫落下來，最終被吸在圓筒外表的“磁團(tuán)”或“磁蓮”即是精礦。精礦隨圓筒轉(zhuǎn)到磁系邊緣磁力最弱處，在卸礦水管噴出的沖洗水流作用下被卸到精礦槽中。非磁性或弱磁性礦物被留在礦漿中隨礦漿排出槽外，即是尾礦。2選礦廠自動(dòng)化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想選礦自動(dòng)化主要圍繞提高產(chǎn)量與品位，節(jié)能降耗，增加效益為目標(biāo)。選礦自動(dòng)化系統(tǒng)是指運(yùn)用各種自動(dòng)控制技術(shù)完成破碎篩分、磨礦、分級、選別、濃縮脫水、過濾、精礦輸送等工序，從而篩選出高質(zhì)量精礦的控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性是系統(tǒng)必備的要素。在工業(yè)生產(chǎn)中大力開發(fā)使用PLC完成控制功能的選礦自動(dòng)化系統(tǒng)是非常必要的。本設(shè)計(jì)正是完成基于PLC為控制器的組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的選礦廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。[1][2]2.2系統(tǒng)的根本功能〔1〕上位機(jī)監(jiān)視、控制、操作系統(tǒng)的功能；〔2〕中空室設(shè)操作臺—操作、控制系統(tǒng)的單個(gè)設(shè)備啟停的功能；〔3〕手動(dòng)模式—操作臺控制的功能；〔4〕自動(dòng)模式—上位機(jī)控制的功能；〔5〕現(xiàn)場模式—現(xiàn)場控制柜控制的功能；〔6〕自動(dòng)模式下故障的自動(dòng)檢測和報(bào)警；〔7〕關(guān)鍵設(shè)備電機(jī)的油溫、油位、電流、礦量等參數(shù)的上位機(jī)顯示和報(bào)警功能；〔8〕磨礦環(huán)節(jié)給水量的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能；〔9〕磨礦環(huán)節(jié)給料量的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能；2.3系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)按照實(shí)際情況將選礦廠分為破碎和磨礦兩個(gè)獨(dú)立的環(huán)節(jié)，但兩個(gè)環(huán)節(jié)又以傳送皮帶和物料緩沖倉為紐帶構(gòu)成一個(gè)整體的選礦廠系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)本著“集中管理,分散控制”為原那么,分別將每個(gè)環(huán)節(jié)分為三個(gè)緊密的局部：[3]第一局部上位機(jī)〔工業(yè)控制計(jì)算機(jī)〕由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)主機(jī)，上位機(jī)中央控制系統(tǒng),包括1臺工業(yè)控制機(jī),顯示器,UPS電源,打印機(jī)和操作鍵盤等是系統(tǒng)的中樞,它接收下位機(jī)的信號,除顯示打印存儲外,還按照程序要求回饋下位機(jī)運(yùn)行方式和數(shù)據(jù)。第二局部下位機(jī)〔S7—300PLC〕下位機(jī)采用抵抗工業(yè)惡劣環(huán)境能力強(qiáng)且可靠性高的S7—300PLC實(shí)現(xiàn)。第三局部生產(chǎn)車間上位機(jī)和下位機(jī)通過MPI總線聯(lián)系通信；下位機(jī)和生產(chǎn)車間設(shè)備那么通過數(shù)據(jù)電纜通信；這樣這三個(gè)局部便構(gòu)成了整個(gè)生產(chǎn)管理及控制體系。上位機(jī)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)集中管理任務(wù)。下位機(jī)系統(tǒng)用于采集和處理各種信號,并輸入上位機(jī),完成獨(dú)立系統(tǒng)的分散控制功能。圖2.1系統(tǒng)組成示意圖2.4現(xiàn)場控制與遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備控制柜設(shè)有啟停等操作按鈕，為繼電接觸器控制系統(tǒng)；[4]遠(yuǎn)程中控室設(shè)置操作臺和上位機(jī)，操作臺上分別設(shè)置每個(gè)設(shè)備的啟停等操作按鈕，這些操作按鈕連接PLC輸入端，由按鈕通過PLC控制設(shè)備運(yùn)行；遠(yuǎn)程中控室設(shè)置操作臺設(shè)有“現(xiàn)場”和“手動(dòng)”和“自動(dòng)”切換開關(guān)：當(dāng)開關(guān)放在“現(xiàn)場”位置時(shí)遠(yuǎn)程中央控制失效，由操作員現(xiàn)場本地操作控制；當(dāng)開關(guān)放在“手動(dòng)”位置時(shí)，操作員可通過中控室操作臺人工操作控制系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)開關(guān)放在“自動(dòng)”位置時(shí)，操作員可通過中控室上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件Wincc操作控制系統(tǒng)。3可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述3.1可編程控制器〔PLC〕概述〔1〕PLC的由來和特點(diǎn)1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動(dòng)裝配線上試用獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。多年來，可編程控制器(以下簡稱PLC)從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍，其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都己大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。[7]1.高可靠性；2.豐富的I/O接口模塊；3.采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要；4.編程簡單易學(xué)；5.安裝簡單，維修方便；〔2〕PLC的應(yīng)用PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。目前，PLC使用情況主要分為如下幾類：取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺設(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、造紙、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的開展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便?！?〕S7-300的組成西門子S7系列PLC產(chǎn)品中S7-200是針對低性能要求的小型PLC，S7-300是模塊式中小型PLC，最多可以擴(kuò)展32個(gè)模塊，S7-400是大型PLC，可以擴(kuò)展300多個(gè)模塊。S7-300/400可以組成MPI,PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等。[5]S7-300主要組成局部有：導(dǎo)軌、中央處理單元模板、接口模板(IM)、信號模板(SM)、功能模板(FM)等。S7－300組成如下列圖所示。圖3.1S7-300組成1.負(fù)載電源模塊(PS)：用于將S7-300連接到120/230V交流電源，或24V等直流電源。2.中央處理單元(CPU)：不同的CPU有不同的性能，有的CPU上集成有I/O點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFIBUS－DP通訊接口等。3.信號模塊(SM)：用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出。4.通訊處理器(DP)：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)連接5.功能模塊(FM)：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作(開環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。6.接口模塊(IM)：用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架(ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。3.2STEP7概述PLC控制軟件使用西門子STEP7軟件開發(fā)，STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器的組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。標(biāo)準(zhǔn)軟件包運(yùn)行再操作系統(tǒng)Windows下并與Windows的圖形對象和面向?qū)ο蟮牟僮髟敲聪嗥ヅ洹?biāo)準(zhǔn)軟件包的功能：標(biāo)準(zhǔn)軟件支持自動(dòng)任務(wù)創(chuàng)立過程的各個(gè)階段?；诖?，本設(shè)計(jì)選用STEP7V5.3進(jìn)行程序開發(fā)。STEP7包括以下組件：[8]1.SIMATIC管理器，用于集中管理所有工具以及自動(dòng)化工程數(shù)據(jù)；2.程序編輯器，用于以LAD、FBD和STL語言生成用戶程序；3.符號編輯器，用于管理全局變量；4.硬件組態(tài)，用于組態(tài)和參數(shù)化硬件；5.硬件診斷，用于診斷自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)；〔1〕STEP7中PLC程序的根本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的PLC軟件采用了STEP7語言中的類似于一般高級語言子程序的功能，STEP7將用戶程序分成不同的塊類型。程序塊分為兩大類：系統(tǒng)塊和用戶塊。系統(tǒng)塊是存儲在CPU操作系統(tǒng)中預(yù)定義的功能或功能塊，可以被用戶程序調(diào)用。用戶塊也稱程序塊，是提供應(yīng)用戶用于管理用戶程序代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)域。用戶塊包括：OB：組織塊；FB：功能塊；FC：功能；DB：數(shù)據(jù)塊。主程序可以放入“組織塊”(0B)中，而子程序可以放入“功能塊”(FB或FC)中。OB1是主程序，通過"CALL"調(diào)用語句，依次調(diào)用各模塊，到達(dá)組織整個(gè)程序的目的。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊(主程序)，它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序(組織塊)中斷。在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB,SFB,FC或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。〔2〕STEP7的編程語言在標(biāo)準(zhǔn)的STEP7軟件包中包括LAD、FBD、STL這幾種編程語言表示類型，也可購置作為可選軟件包的其它的編程語言。PLC編程語言定義了5種編程語言:①結(jié)構(gòu)文本ST(Structuredtext)：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)。②編程語言SCL〔結(jié)構(gòu)化控制語言〕：是一個(gè)可選軟件包，它是按照國際電工技術(shù)委員會(huì)IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)定義的文本語言。ASCAL類型語言在編寫諸如回路和條件分枝時(shí)，用其高級語言指令要比STL容易。因此，SCL適合于公式計(jì)算，復(fù)雜的最優(yōu)化算法或管理大量的數(shù)據(jù)。③梯形圖LD(Ladderdiagram)：西門子簡稱為LAD。圖形編程語言梯形邏輯是基于電路圖表示法的根底之上，在程序段中將電路圖中的元素如常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)組合而成。一個(gè)邏輯塊的程序局部由一段或多段程序組成。梯形梯形邏輯編程語言包含在STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包中。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。④功能塊圖FBD(Functionblockdiagram)：標(biāo)準(zhǔn)中稱為功能方框圖語言。編程語言功能塊圖〔FBD〕使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯。一些復(fù)雜功能諸如算術(shù)功能等，可直接用邏輯框表示。FBD編程語言包含在STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包中。⑤連續(xù)功能圖〔ContinuousFunctionChart〕：西門子稱之為S7CFC編程語言。可選軟件包CFC〔ContinuousFunctionChart，連續(xù)功能圖〕是一種用圖形的方法連接復(fù)雜功能的編程語言。編程語言S7CFC用于連接已存在的各種功能。有許多標(biāo)準(zhǔn)功能不需要用戶編程，而是可以使用含有標(biāo)準(zhǔn)塊〔例如：邏輯、算術(shù)、控制和數(shù)據(jù)處理等功能〕的程序庫。使用CFC不需要用戶掌握詳細(xì)的編程知識以及有關(guān)可編程序控制方面的專門知識。只需要具有行業(yè)所必需的工藝技術(shù)方面的知識就可以。用戶生成的程序塊可按自己的意愿進(jìn)行連接，連接的方法分不同的情況，如果用SIMATICS7，可用S7編程語言中的任一種，如果是用于SIMATICM7那么用C/C++編程語言。程序是按CFC圖表生成并存儲。這些程序存在S7program下面的“Charts”文件夾中。這些圖表可編譯成用戶程序中的S7程序塊[5]。(2)編程語言的相互轉(zhuǎn)換與選用在STEP7編程軟件中，如果程序塊沒有錯(cuò)誤，并且被正確地劃分為網(wǎng)絡(luò)，在梯形圖、功能塊圖和語句表之間可以轉(zhuǎn)換。如果局部網(wǎng)絡(luò)不能轉(zhuǎn)換，那么用語句表表示。①語句表可供喜歡用匯編語言編程的用戶使用。語句表的輸入快，②可以在每條語句后面加上注釋。設(shè)計(jì)高級應(yīng)用程序時(shí)建議使用語句表。③梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。設(shè)計(jì)復(fù)雜的觸點(diǎn)電路時(shí)最好用梯形圖。④功能塊圖適合于熟悉數(shù)字電路的人使用。⑤S7SCL編程語言適合于熟悉高級編程語言(例如PASCAL或C語言)的人使用。⑥S7Graph,HiGraph和CFC可供有技術(shù)背景，但是沒有PLC編程經(jīng)驗(yàn)的用戶使用。S7Graph對順序控制過程的編程非常方便，HiGraph適合于異步非順序過程的編程，CFC適合于連續(xù)過程控制的編程。你可以選擇一系列不同的編程方法〔梯形邏輯、功能塊圖、語句表、高級語言、順序控制或狀態(tài)圖形〕。還可以選擇是用文本方式編程，還是用圖形方式編程。選擇好編程語言，也就確定了可以用哪種輸入方式。圖LD(Ladderdiagram)：西門子簡稱為LAD。圖形編程語言梯形邏輯是基于電路圖表示法的根底之上，在程序段中將電路圖中的元素如常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)組合而成。一個(gè)邏輯塊的程序局部由一段或多段程序組成。梯形邏輯編程語言包含在STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包中。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。在本設(shè)計(jì)中，主要利用梯形圖LAD編程對組態(tài)軟件進(jìn)行調(diào)試。3.3狀態(tài)法編程概述狀態(tài)法編程的思想來源于—“順序控制繼電器指令”，而順序控制繼電器指令也稱狀態(tài)器，順序控制繼電器指令也用于步進(jìn)順序控制指令。狀態(tài)法編程的可以這樣描述：對于較為復(fù)雜的控制過程，可將它分割為一個(gè)個(gè)小的狀態(tài)，分別對每個(gè)小的狀態(tài)編程后，再根據(jù)這些小狀態(tài)的聯(lián)系將程序連接起來，用以實(shí)現(xiàn)總的控制任務(wù)。狀態(tài)法指令就是針對小狀態(tài)及小狀態(tài)指令的聯(lián)系安排的。每段小程序開頭的第一個(gè)內(nèi)部點(diǎn)置位〔得電〕那么標(biāo)志著該狀態(tài)程序段的開始，每段小程序最后一個(gè)相應(yīng)內(nèi)部點(diǎn)復(fù)位〔失電〕那么標(biāo)志著該程序段的結(jié)束。4破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設(shè)計(jì)破碎工序是選礦廠的第一道工序，該工序能否穩(wěn)定正常的工作直接影響后續(xù)作業(yè)情況。通過對油溫、油位的檢測實(shí)施對破碎機(jī)平安工作狀態(tài)的分析和報(bào)警；通過對破碎機(jī)工作電流和給礦量的檢測和分析實(shí)施破碎機(jī)優(yōu)化給礦的控制；通過對料倉料位的檢測和各破碎機(jī)能力的分析實(shí)施自動(dòng)布料和破碎機(jī)工作的優(yōu)化平衡，最終使整個(gè)系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。運(yùn)用該系統(tǒng)后將大大的節(jié)約電能、降低油耗、提高破碎機(jī)工作效率、減少崗位人員配置、提高設(shè)備的平安可靠性、減少設(shè)備維修的費(fèi)用、通過人性化的組態(tài)接口使操作起來簡單方便，便于管理。圖破碎環(huán)節(jié)工藝流程圖4.1破碎環(huán)節(jié)控制流程圖4.2破碎環(huán)節(jié)布局示意圖在破碎車間設(shè)置中控室，中控室設(shè)操作臺，操作臺上分布各個(gè)設(shè)備的啟停控制按鈕和指示燈。系統(tǒng)啟動(dòng)之前，操作員首先應(yīng)在操作臺上選擇“自動(dòng)”、“手動(dòng)”或“現(xiàn)場”三個(gè)操作模式中的一個(gè)。啟動(dòng)前準(zhǔn)備：破碎中控室向現(xiàn)場發(fā)啟動(dòng)前問詢信號，現(xiàn)場操作人員收到信號后：檢查現(xiàn)場設(shè)備電源開關(guān)是否閉合；檢查各個(gè)皮帶是否有堆積并去除；檢查顎破機(jī)內(nèi)是否有余礦并去除；檢查兩個(gè)圓錐破內(nèi)是否有余礦并去除；檢查圓錐破潤滑油油質(zhì)如何并開啟油泵；以上工作做好后，現(xiàn)場操作員向中控室發(fā)響應(yīng)信號，當(dāng)破碎中控室操作員收到現(xiàn)場響應(yīng)信號后首先在操作臺上選擇操作模式，準(zhǔn)備啟動(dòng)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程控制中選擇“自動(dòng)”模式時(shí)，操作臺上控制按鈕開關(guān)等失效且現(xiàn)場的控制柜上只有急停按鈕起作用，其他控制按鈕失效。操作員可在上位機(jī)上通過WinCC組態(tài)監(jiān)控界上一鍵控制系統(tǒng)的啟停。并且該模式具有自動(dòng)檢測故障，報(bào)警的功能。顯示器和上位機(jī)分別置于操作臺上，在上位機(jī)上通過STEP7軟件編寫好程序后經(jīng)通信電纜〔MPI〕下載到下位機(jī)PLC里。現(xiàn)場的儀表柜和控制柜通過信號電纜將輸入信號給PLC，PLC又通過MPI傳給上位機(jī)，通過WinCC組態(tài)監(jiān)控界面里顯示出設(shè)備的運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)和一些關(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)，如電流、電壓、溫度等。中選擇“手動(dòng)”模式時(shí)，上位機(jī)操作和現(xiàn)場操作均失效。操作員只有在操作臺上通過設(shè)置的按鈕開關(guān)來控制設(shè)備的運(yùn)行。該模式是為了集中調(diào)試方便而使用。現(xiàn)場控制中選擇“現(xiàn)場”模式時(shí)，上位機(jī)和操作臺操作均失效，操作員只有在現(xiàn)場通過現(xiàn)場控制柜上的按鈕控制設(shè)備運(yùn)行。該模式是為了現(xiàn)場調(diào)試方便而使用。這時(shí)，現(xiàn)場控制柜上的急停按鈕有效，可供現(xiàn)場操作員及時(shí)處理事故時(shí)緊急停車使用。系統(tǒng)啟停順序自動(dòng)啟動(dòng)和停止順序，系統(tǒng)采取“逆流啟動(dòng)，順序停車”的原那么，啟動(dòng)前各設(shè)備均空載。自啟動(dòng)順序：8#，7#，6#，4#，3#，2#皮帶依次啟動(dòng)→電振篩→2#圓錐破→5#皮帶→1#圓錐破→1#皮帶→鱷破啟動(dòng)→給料裝置→結(jié)束自停止順序：給料裝置→鱷破→1#皮帶→1#圓錐破→5#皮帶→2#圓錐破→電振篩→2#，3#，4#，6#，7#，8#皮帶依次停車→結(jié)束當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，此環(huán)節(jié)之前的所有動(dòng)作都必須馬上停止；環(huán)節(jié)之后按順序停止。4.2破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址〔M〕的分配表4—1破碎環(huán)節(jié)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)及符號表[12]符號名測控點(diǎn)統(tǒng)計(jì)類型PLC物理地址備注、說明MC模式切換DOWincc顯示遠(yuǎn)程、現(xiàn)場模式SM現(xiàn)場模式DIWincc顯示現(xiàn)場模式HM手動(dòng)模式DIWincc顯示手動(dòng)模式AM自動(dòng)模式DIWincc顯示自動(dòng)模式FeedOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕FeedState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)FeedRun_c啟動(dòng)DIFeedsStop_c停止DIFeed_BpqOut壓頻輸出AO輸出驅(qū)動(dòng)給料電機(jī)，控制轉(zhuǎn)速來控制給料量JawMotorOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕JawMotorState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)JawMotorFRFR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)JawMotorES緊急停車DIWincc有急停狀態(tài)顯示JawRun_c啟動(dòng)DIJawStop_c停止DIBelOut_1啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_1返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_1啟動(dòng)DIBeltStop_c_1停止DIBeltTcyLockAlarm_1故障信號DIWincc顯示1#皮帶故障狀態(tài)，該皮帶停車，并報(bào)警BeltTraffic_1流量信號AIWincc顯示流量數(shù)值ConeMotorOut_1啟,停DOWincc有ON/OFF按鈕ConeMotorOn_1運(yùn)行DOWincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_1啟動(dòng)返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_1運(yùn)行返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_1FR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)ConeMotorES_1緊急停車DOWincc顯示緊急停車OFF狀態(tài)ConeTempAlarm_1潤滑油油溫檢測AIWincc顯示數(shù)值，≥60℃ConeCurrent_1電機(jī)電流檢測AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_1啟動(dòng)DIConeStop_c_1停止DIBelOut_2啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_2返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_2啟動(dòng)DIBeltStop_c_2停止DI磁化輪××磁化輪〔去毛〕為皮帶所自帶設(shè)備無需控制BelOut_3啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_3返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_3啟動(dòng)DIBeltStop_c_3停止DIBelOut_4啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_4返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_4啟動(dòng)DIBeltStop_c_4停止DIIESieveOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕ESieveState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ESieveRun_c啟動(dòng)DIEsieveStop_c停止DIBelOut_5啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_5返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_5啟動(dòng)DIBeltStop_c_5停止DIBelOut_8啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_8返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_8啟動(dòng)DIBeltStop_c_8停止DIConeMotorOut_2啟,停DOWincc有ON/OFF按鈕ConeMotorON_2運(yùn)行DOWincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_2啟動(dòng)返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_2運(yùn)行返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_2FR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)ConeMotorES_2緊急停車信號DIWincc顯示緊急停車OFF狀態(tài)ConeTempAlarm_2潤滑油油溫檢測AIWincc顯示數(shù)值，≥60℃ConeCurrent_2電機(jī)電流檢測AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_2啟動(dòng)DIConeStop_c_2停止DIBelOut_6啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_6返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_6啟動(dòng)DIBeltStop_c_6停止DIBelOut_7啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_7返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_7啟動(dòng)DIBeltStop_c_7停止DIFeedAlarm給料報(bào)警DOJawAlarm鱷破報(bào)警DOBeltAlarm皮帶類報(bào)警DOTcyLockAlarm金屬探測報(bào)警DOConeAlarm錐破報(bào)警DOESieveAlarm篩子報(bào)警DOAlarmReset報(bào)警復(fù)位DIAllReset總復(fù)位DI表4-2破碎符號表數(shù)據(jù)檢測DB11DB11仿真數(shù)據(jù)DB610FB610檢測調(diào)用塊FB100FB100檢測調(diào)用塊模擬量標(biāo)度變換模塊FB101FB101模擬量標(biāo)度變換模塊模擬量輸入模塊FB102FB102模擬量輸入模塊設(shè)備狀態(tài)檢測快FB103FB103設(shè)備狀態(tài)檢測快手動(dòng)運(yùn)行調(diào)用塊FB110FB110手動(dòng)運(yùn)行調(diào)用塊皮帶秤料重檢測FB111FB111模擬量輸入轉(zhuǎn)換FB112FB112模擬量輸出轉(zhuǎn)換FB113FB113自動(dòng)控制調(diào)用塊FB130FB130自動(dòng)控制調(diào)用塊PID計(jì)算FB131FB131PID計(jì)算自動(dòng)報(bào)警調(diào)用塊FB140FB140自動(dòng)報(bào)警調(diào)用塊錐破報(bào)警FB141FB141錐破報(bào)警料位報(bào)警FB142FB142料位報(bào)警皮帶測皮調(diào)用塊FB160FB160皮帶測皮調(diào)用塊皮帶測皮計(jì)算FB161FB161皮帶測皮計(jì)算仿真調(diào)用塊FB610FB610仿真調(diào)用塊計(jì)算機(jī)操作接口與控制狀態(tài)FC1FC1計(jì)算機(jī)操作接口與控制狀態(tài)公共控制程序FC2FC2公共控制程序模式控制FC3FC3模式控制錐破手動(dòng)FC111FC111錐破手動(dòng)皮帶手動(dòng)運(yùn)行FC112FC112皮帶手動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)FC113FC113手動(dòng)停止模式FC120FC120停止模式皮帶停止FC121FC121皮帶停止皮帶自啟動(dòng)FC130FC130皮帶自啟動(dòng)自動(dòng)模式FC131FC131自動(dòng)模式模擬量處理FC161FC161輸出調(diào)用塊FC170FC170輸出調(diào)用塊手動(dòng)信號返回FC611FC611模擬仿真FC612FC612StopModeBOOL計(jì)算機(jī)停止模式HandRunModeBOOL手動(dòng)模式AutoRunModeBOOL自動(dòng)模式BeltstopModeBOOL皮帶停止模式BeltrunModeBOOL皮帶自動(dòng)運(yùn)行模式BeltHandModeBOOL皮帶手動(dòng)模式AutoStopBOOL計(jì)算機(jī)自動(dòng)停止HandRunBOOL計(jì)算機(jī)手動(dòng)AutoRunBOOL計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行BeltRunBOOL皮帶計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行BeltStopBOOL皮帶計(jì)算機(jī)停止運(yùn)行BeltHandBOOL皮帶計(jì)算機(jī)手動(dòng)運(yùn)行BeltStepOnBOOL皮帶自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)條件BeltPulseBOOL皮帶自動(dòng)運(yùn)行脈沖信號DebugFzBOOL仿真AutoRunStep1BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟1AutoRunStep2BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟2AutoRunSrep3BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟3AutoRunStep4BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟4AutoRunStep5BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟5AutoRunStepOnBOOL自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)條件AutoRunStep0BOOL自動(dòng)運(yùn)行步驟0AutoRunPulseBOOL自動(dòng)運(yùn)行脈沖信號MeasureStep0BOOL測皮步驟0endMeasureBOOL測皮結(jié)束MeasureModeBOOL測皮模式MeasurePulseBOOL檢測脈沖LevelHighAlarmPulseBOOL料位高報(bào)警脈沖LevelHighAlarmBOOL高料位報(bào)警LevelLowAlarmPulseBOOL料位低報(bào)警脈沖LevelLowAlarmBOOL低料位報(bào)警ConeCurrentAlarmPulse_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電流報(bào)警脈沖ConeCurrentAlarmPulse_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電流報(bào)警脈沖ConeTempAlarmPulse_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)軸溫報(bào)警ConeTempAlarmPulse_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)軸溫報(bào)警ConeMotorAlarmBOOL圓錐破碎機(jī)報(bào)警FaultAlarmBOOL總報(bào)警AlarmResetBOOL報(bào)警復(fù)位FeedsStop_cBOOL電振給料電機(jī)停止FeedRun_cBOOL電振給料電機(jī)啟動(dòng)FeedMotorOutBOOL電振給料電機(jī)輸出FeedMotorStateBOOL電振給料電機(jī)返回信號JawStop_cBOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)停止JawRun_cBOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)JawMotorOutBOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)輸出JawMotorStateBOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)返回信號JawMotorFRBOOL顎式破碎機(jī)過載JawMotorESBOOL顎式破碎機(jī)緊急停車ConeStop_c_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)停止ConeRun_c_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)ConeMotorOut_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)輸出ConeMotorOn_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運(yùn)行ConeRunState_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)返回信號ConeOnState_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運(yùn)行返回信號ConeMotorFR_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)過載ConeMotorES_1BOOL1#圓錐破碎機(jī)緊急停車ConeStop_c_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)停止ConeRun_c_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)ConeMotorOut_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)輸出ConeMotorON_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運(yùn)行ConeRunState_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)返回信號ConeOnState_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運(yùn)行返回信號ConeMotorFR_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)過載ConeMotorES_2BOOL2#圓錐破碎機(jī)緊急停車EsieveStop_cBOOL電振篩電機(jī)停止ESieveRun_cBOOL電振篩電機(jī)啟動(dòng)ESieveMotorOutBOOL電振篩電機(jī)輸出ESieveMotorStateBOOL電振篩電機(jī)返回信號BeltStop_c_1BOOL1#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_1BOOL1#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_1BOOL1#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_1BOOL1#皮帶電機(jī)返回信號BeltTcyLockAlarm_1BOOL金屬探測信號BeltStop_c_2BOOL2#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_2BOOL2#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_2BOOL2#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_2BOOL2#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_3BOOL3#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_3BOOL3#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_3BOOL3#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_3BOOL3#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_4BOOL4#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_4BOOL4#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_4BOOL4#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_4BOOL4#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_5BOOL5#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_5BOOL5#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_5BOOL5#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_5BOOL5#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_6BOOL6#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_6BOOL6#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_6BOOL6#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_6BOOL6#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_7BOOL7#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_7BOOL7#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_7BOOL7#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_7BOOL7#皮帶電機(jī)返回信號BeltStop_c_8BOOL8#皮帶電機(jī)停止BeltRun_c_8BOOL8#皮帶電機(jī)啟動(dòng)BeltMotorOut_8BOOL8#皮帶電機(jī)輸出BeltMotorState_8BOOL8#皮帶電機(jī)返回信號BeltStep1BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟1BeltStep2BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟2BeltStep3BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟3BeltStep4BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟4BeltStep5BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟5BeltStep6BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟6BeltStep7BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟7BeltStep8BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟8BeltStep0BOOL皮帶順序啟動(dòng)步驟0CycleExecutionOB1OB1主程序CYC_INT5OB35OB35中斷COMPLETERESTARTOB100OB100仿真ConeCurrent_1PIW102WORD1#電機(jī)電流檢測信號ConeCurrent_2PIW104WORD2#電機(jī)電流檢測信號ConeTempAlarm_1PIW106WORD1#潤滑油油溫檢測信號ConeTempAlarm_2PIW108WORD2#潤滑油油溫檢測信號BeltScalePressurePIW110WORD皮帶秤壓力信號FeedLevelPIW112WORD給料料位ady1PIW200WORD1#秤壓力信號Feed_BpqOutPQW100WORD電振篩變頻器輸出4.3破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)和模塊選型〔1〕電源模塊的選型[14]S7-300需要24V直流電源。PS307負(fù)載電源模塊將120V或230V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?4V直流工作電壓。24V直流電源用來為SIMATICS7-300和傳感器及執(zhí)行元件供電。電源模塊安裝在DIN導(dǎo)軌上(插槽1)，緊靠在CPU或IM361(擴(kuò)展機(jī)架上)的左側(cè)。使用電源連接器(已包括)連接到的CPU或IM361上。本階段選用電源模塊為PS3075A〔2〕CPU模塊的選型根據(jù)被控對象的I/O點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，選用SIEMENS公司的S7-300系列PLC的CPU為315-2DP。CPU315－2DP是唯一帶現(xiàn)場總線〔PROFIBUS〕SINECL2-DP界面的CPU模板，具有48KB的RAM,80KB的裝載存儲器，可用存儲卡擴(kuò)充裝載存存儲容量最大到512KB。最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量或128個(gè)模擬量。〔3〕數(shù)字量輸入模塊的選型數(shù)字I/O模塊包括用于SIMATICS7-300的數(shù)字輸入和輸出。通過這些模塊，可將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與SIMATICS7-300相連。SM321數(shù)字量輸入模板將現(xiàn)場送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平，有四種型號模板可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入，直流32點(diǎn)輸入，交流8點(diǎn)輸入，交流32點(diǎn)輸入。因?yàn)槠扑殡A段統(tǒng)計(jì)出DI=46點(diǎn)，所以選擇直流32點(diǎn)和直流16點(diǎn)輸入的SM321數(shù)字量輸入模塊?！?〕數(shù)字量輸出模塊的選型SM322數(shù)字量輸出模板將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成所要求的外部信號電平，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。因?yàn)槠扑殡A段統(tǒng)計(jì)出DO=13點(diǎn)，所以選擇直流32點(diǎn)繼電器輸出SM322數(shù)字量輸出模塊。〔5〕模擬量輸入模塊的選型SIMATICS7-300的模擬輸入用于連接電壓和電流傳感器、熱電耦、電阻器和電阻式溫度計(jì)。SM331模擬輸入模塊將擴(kuò)展過程中的模擬信號轉(zhuǎn)化為S7-300內(nèi)部處理用的數(shù)字信號。電壓和電流傳感器、熱電耦、電阻和電阻式溫度計(jì)均可作為傳感器與該模塊相連。本階段選用SM331AI8×12位模擬量輸入模塊。破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)圖4.5硬件組態(tài)圖標(biāo)雙擊Hardware翻開硬件組態(tài)界面，安照上述選擇好模塊拖拽到相應(yīng)插槽里完成硬件組態(tài)。1#插槽只允許放置電源，2#插槽只允許放置CPU，3#插槽只允許放置級聯(lián)模塊，本環(huán)節(jié)不需要使用該插槽，空置但不可放置其他模塊。4#到11#插槽允許放置I/O模塊，且模塊放置到插槽后I/O地址就確定下來，在編程時(shí)必須對應(yīng)。圖4.6STEP7硬件組態(tài)示意圖圖4.7PLC機(jī)架組態(tài)示意圖4.4破碎環(huán)節(jié)梯形圖程序本系統(tǒng)的編程軟件采用了STEP7語言中的類似于一般高級語言子程序的功能，STEP7將用戶程序分成不同的塊類型。程序塊分為兩大類:系統(tǒng)塊和用戶塊。系統(tǒng)塊是存儲在CPU操作系統(tǒng)中預(yù)定義的功能或功能塊，可以被用戶程序調(diào)用。用戶塊也稱程序塊，是提供應(yīng)用戶用于管理用戶程序代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)域。用戶塊包括OB＝組織塊；FB=功能塊；FC=功能；DB=數(shù)據(jù)塊。主程序可以放入“組織塊”(0B)中，而子程序可以放入“功能塊”(FB或FC)中。OB1是主程序，通過"CALL"調(diào)用語句，依次調(diào)用各模塊，到達(dá)組織整個(gè)程序的目的。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊(主程序)，它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序(組織塊)中斷。在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB，SFB，F(xiàn)C或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。PLC工作掃描過如下：4.5破碎PLC程序結(jié)構(gòu)及各程序塊功能破碎階段的程序包括主程序OB1、中斷子程序OB35、仿真初始化子程序OB100、檢測調(diào)用FB100、計(jì)算機(jī)操作接口與控制狀態(tài)FC1、手動(dòng)FC113、手動(dòng)運(yùn)行調(diào)用塊FB110、自動(dòng)模式FC131、自動(dòng)控制調(diào)用塊FB130、皮帶自啟動(dòng)FC130、皮帶停止FC121、停止模式FB120、錐破報(bào)警FB141、料位報(bào)警FB142、FB140自動(dòng)報(bào)警調(diào)用塊等。各段程序的具體設(shè)計(jì)及功能參照米桂瑩同學(xué)的下位機(jī)PLC硬件設(shè)計(jì)局部。5WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA〔SupervisoryControlDataAcquisition〕的軟件平臺工具，是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成局部。它具有豐富的設(shè)置工程，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。組態(tài)軟件由早前單一的人機(jī)界面向數(shù)據(jù)處理機(jī)方向開展，管理的數(shù)據(jù)量越來越大。隨著組態(tài)軟件自身以及控制系統(tǒng)的開展，監(jiān)控組態(tài)軟件局部地與硬件發(fā)生別離，為自動(dòng)化軟件的開展提供了充分發(fā)揮作用的舞臺。OPC〔OLEforProcessControl〕的出現(xiàn)，以及現(xiàn)場總線尤其是工業(yè)以太網(wǎng)的快速開展，大大簡化了異種設(shè)備的互聯(lián)，降低了開發(fā)I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件的工作量。I/O驅(qū)動(dòng)軟件也逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化的方向開展。西門子視窗控制中心SIMATICWinCC〔WindowsControlCenter〕是HMI〔人機(jī)界面〕/SCADA〔監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集〕軟件中的后起之秀。1996年進(jìn)入世界工控組態(tài)軟件市場，當(dāng)年就被美國ControlEngineering雜志評為最正確HMI軟件。以最短的時(shí)間開展成為第三個(gè)在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng)；而在歐洲它無可爭議的成為了第一。在設(shè)計(jì)思想上，SIMATICWinCC秉承西門子公司博大精深的企業(yè)文化理念，是性能最全面，技術(shù)最先進(jìn)，系統(tǒng)最開放的HMI/SCADA軟件。WinCC的顯著特性就是全面開放，它很容易的將標(biāo)準(zhǔn)的用戶程序結(jié)合起來，建立人機(jī)界面，精確的滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。通過系統(tǒng)集成，可將WinCC作為其系統(tǒng)擴(kuò)展的根底，通過開放接口開放自己的應(yīng)用軟件。WinCC具有極高的兼容性，可適用于辦公室和制造系統(tǒng)，它提供成熟可靠的操作和高效的組態(tài)性能，同時(shí)具有靈活的擴(kuò)展能力。可以集成到全廠范圍內(nèi)的應(yīng)用系統(tǒng)中，也可集成到車間控制層MES和全廠管理層ERP，使得從自動(dòng)化層，通過車間管理層，直到全廠控制管理層有一個(gè)連續(xù)的信息流。[17]5.2WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)流程新建工程〔1〕在WinCC資源管理器中，單擊菜單上“文件”按鈕并在下拉菜單中選擇“新建”按鈕〔或在工具欄上單擊“新建”按鈕〕，出現(xiàn)“WinCCExplorer”對話框，我們一般采用“單用戶工程”，單擊“確定”按鈕關(guān)閉該對話框。如圖5.1、5.2所示。(2)在“新建工程”對話框中輸入工程名稱，同時(shí)選擇所在文件夾名稱及驅(qū)動(dòng)器名稱，單擊“新建”按鈕關(guān)閉該對話框。如圖5.3所示。(3)更改工程屬性：進(jìn)入新建工程后，在WinCC資源管理器中，右擊工程名稱并在下拉菜單中選擇“屬性”。在“工程屬性”的“熱鍵”標(biāo)簽頁，一般為“登錄”動(dòng)作分配熱鍵“Ctrl+R”。如圖5.4所示?！?〕更改計(jì)算機(jī)屬性：在WinCC資源管理器中，右擊工程計(jì)算機(jī)名并在下拉菜單中選擇“屬性”,在彈出的“計(jì)算機(jī)列表屬性”對話框中，單擊“屬性”按鈕。如圖5.5所示。在“計(jì)算機(jī)屬性”的“常規(guī)信息”標(biāo)簽頁中，顯示了工程計(jì)算機(jī)名〔假設(shè)該工程是從其它計(jì)算機(jī)上拷過來那么須在此處改為當(dāng)前計(jì)算機(jī)名〕，如圖5.6所示。在“計(jì)算機(jī)屬性”的“啟動(dòng)”標(biāo)簽頁中，選擇在運(yùn)行時(shí)需啟動(dòng)的組件，一般選擇圖形運(yùn)行系統(tǒng)、報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng)、變量記錄運(yùn)行系統(tǒng)等，如圖5.7所示。畫面組態(tài)(1)在WinCC資源管理器中，右擊“圖形編輯器”并在下拉菜單中選擇“新建”，即可翻開新建界面。在該界面中添加全部欲在運(yùn)行狀態(tài)下顯示的內(nèi)容。在“對象選項(xiàng)板”的“標(biāo)準(zhǔn)板”中列出了線、靜態(tài)文本、輸入輸出域等對象。在“對象選項(xiàng)板”的“控件板”中列出了時(shí)鐘、報(bào)警控件、在線表格控件、在線趨勢控件等，如圖5.8所示。圖〔2〕標(biāo)準(zhǔn)對象：右擊“標(biāo)準(zhǔn)對象”，會(huì)出現(xiàn)下拉菜單自定義對象：可對自定義對象進(jìn)行創(chuàng)立、破壞、編輯及賦予其屬性、事件組對象：可對對象進(jìn)行編組、取消編組組態(tài)對話框：主要針對按鈕?？蓪Π粹o所連接的畫面進(jìn)行設(shè)置屬性：對對象的屬性進(jìn)行設(shè)置。對象屬性分“屬性”標(biāo)簽頁和“事件”標(biāo)簽頁如圖5.9所示。〔3〕屬性：“屬性”標(biāo)簽頁主要對對象的幾何、顏色、樣式等屬性進(jìn)行設(shè)置，靜態(tài)列顯示對象在靜態(tài)時(shí)的值，動(dòng)態(tài)列具有燈泡的表示該屬性可動(dòng)態(tài)化。右擊燈泡，可出現(xiàn)動(dòng)態(tài)對話框、C動(dòng)作、變量三個(gè)下拉菜單，如圖5.10、5.11所示。圖(4)“事件”標(biāo)簽頁：事件標(biāo)簽頁顯示了可實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作，例如：鼠標(biāo)動(dòng)作、鍵盤動(dòng)作。動(dòng)作欄中帶有閃電符號的動(dòng)作表示該動(dòng)作可動(dòng)態(tài)化。右擊閃電出現(xiàn)C動(dòng)作、直接連接兩個(gè)下拉菜單，如圖5.12所示。(5)變量:將屬性值賦予變量，也可通過變量更改屬性值，但要注意屬性值類型與變量類型的匹配,如圖5.13所示。〔6〕找其他對象：單擊畫面編輯器工具欄上的顯示庫按鈕，翻開WinCC自帶的圖庫，可在圖庫中找到各種對象。變量組態(tài)WinCC中變量分為內(nèi)部變量和外部變量。內(nèi)部變量：只在WinCC內(nèi)部使用。右擊“內(nèi)部變量”，可新建組也可新建變量。右擊變量并在下拉菜單中選擇“屬性”，翻開“變量屬性對話框”。在該對話框的“常規(guī)”標(biāo)簽頁中，“名稱”欄中輸入變量的名稱，在“數(shù)據(jù)類型”下拉框中選擇變量的類型。如圖5.14所示。(1)外部變量：指與PLC進(jìn)行通訊的變量。建立過程如下：〔一〕添加驅(qū)動(dòng)程序：右擊“變量管理器”在下拉菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，在“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對話框中選擇“SIMATICS7ProtocolSuite”并單擊“翻開”如圖5.15、5.16所示。〔二〕在工程所選擇的網(wǎng)卡下建立驅(qū)動(dòng)程序連接右擊工程所選擇的網(wǎng)卡，在下拉菜單中選擇“新建驅(qū)動(dòng)程序連接”。在“連接屬性”對話框的“名稱”欄中填寫該連接的名稱，單擊“屬性”按鈕，彈出“連接參數(shù)”對話框，本例中使用的是TCP/IP，所以須添加IP地址?！皺C(jī)架號”指的是CPU所在的機(jī)架號?！安宀厶枴敝傅氖菣C(jī)架中CPU所在的插槽號。單擊“確定”關(guān)閉該對話框，再單擊“確定”關(guān)閉“連接屬性”對話框。如圖5.17、5.18、5.19所示。〔三〕在剛剛建立的驅(qū)動(dòng)程序連接下建立變量組〔或變量〕右擊剛剛建立的驅(qū)動(dòng)程序連接，在下拉菜單中選擇“新建組”〔也可選擇“新建變量”〕，在“變量組屬性”對話框的名稱欄中填寫該變量組的名稱。如圖5.20、5.21所示。〔四〕在新建的變量組下建立變量右擊新建的變量組，在下拉菜單中選擇“新建變量”，在彈出的“變量屬性“對話框中，“名稱”及“數(shù)據(jù)類型”的選擇與內(nèi)部變量一樣，唯一不同的是外部變量須添加地址。在“變量屬性”的“常規(guī)”標(biāo)簽頁中單擊地址欄旁的“選擇”按鈕。在“地址屬性”對話框的“數(shù)據(jù)”欄的下拉框中，列出了與變量的數(shù)據(jù)類型相對應(yīng)的可選項(xiàng)。如圖5.22、5.23、5.24所示。新建變量：例如：變量是二進(jìn)制變量，其數(shù)據(jù)欄中可選擇是DB、位存儲器、輸入、輸出。如果“數(shù)據(jù)”欄中選擇DB，就須在“DB號”欄中填寫該變量所在的DB塊，在“地址”欄中填寫該變量在DB塊中的第幾位。如圖5.22、5.23、5.24所示。報(bào)警組態(tài)報(bào)警組態(tài)是為了在運(yùn)行狀態(tài)下監(jiān)控那些反映設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的變量的變化,并及時(shí)提示現(xiàn)場設(shè)備的故障信息。報(bào)警記錄的組態(tài)：進(jìn)入報(bào)警記錄后，在左上角的瀏覽窗口可看到報(bào)警記錄所具有的組件?！跋K”決定了報(bào)警時(shí)提示該報(bào)警的哪些信息，如該報(bào)警產(chǎn)生的位置、日期、時(shí)間等。消息等級決定了該報(bào)警的級別，一般我們都選擇Error級的Alarm型。在報(bào)警記錄下方的數(shù)據(jù)窗口，須添加所有欲監(jiān)控的變量。右擊數(shù)據(jù)窗口的任何一行，并在下拉菜單中選擇“添加新行”可在數(shù)據(jù)窗口添加一條記錄。假設(shè)在下拉菜單中選擇“屬性”即翻開該報(bào)警變量的屬性窗口在屬性窗口的“參數(shù)”標(biāo)簽頁中設(shè)置該報(bào)警的等級及類型。單擊“消息變量”欄旁的按鈕可選擇報(bào)警變量屬性窗口的“文本”標(biāo)簽頁中，“消息文本”欄中填寫該