倉(cāng)泵進(jìn)出料PLC控制及其上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)講解

1、1引言1.1 課題簡(jiǎn)介 11.2 燃煤發(fā)電廠除灰概述 11.3 氣力除灰技術(shù)簡(jiǎn)介 22大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介42.1 系統(tǒng)流程 42.2 系統(tǒng)布置 53控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73.1 上引式倉(cāng)泵的工作過(guò)程 73.2 plc 設(shè)計(jì) 83.2.1 西門(mén)子 s7-300plc 簡(jiǎn)介83.2.2 plc的工作原理 143.2.3 plc的硬件設(shè)計(jì)及選型 163.2.5 plc 的 i/o 表 203.2.6 plc 設(shè)計(jì)梯形圖 243.2.6.1 自動(dòng)操作梯形圖 243.2.6.2 手動(dòng)操作過(guò)程 23中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第24頁(yè)1引言1.1 課題簡(jiǎn)介倉(cāng)泵進(jìn)料、出料過(guò)程是燃煤電廠氣力除灰的很

2、重要的一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程， 主要包括三種工作情況：進(jìn)料、出料和堵灰。本課題研究的主要是倉(cāng)泵進(jìn) 出料的plc控制系統(tǒng)以及其上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 在plc系統(tǒng)中分為手 動(dòng)和自動(dòng)兩部分操作，手動(dòng)操作是在測(cè)試和排出故障時(shí)才使用。plc硬件是采用的是西門(mén)子公司的s7-300。上位機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)也分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種 操作，軟件是采用的北京昆侖自動(dòng)化軟件科技有限公司的mcgs。本系統(tǒng)的上位機(jī)系統(tǒng)與以往的上位機(jī)設(shè)計(jì)最明顯的改進(jìn)是：語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)，視頻 監(jiān)視功能，互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，可以完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作，有效避免 了對(duì)員工的身體危害。1.2 燃煤發(fā)電廠除灰概述煤炭是由各種物質(zhì)組成的，其中有一部分為不可燃燒的礦物質(zhì)。這

3、種 不可燃燒的礦物質(zhì)，一般通稱為煤的成分。煤經(jīng)燃燒后，灰分被分解析出， 冷卻后成為灰渣。它是由硅、鋁、鈣、鎂、鐵等氧化物組成的礦物殘?jiān)?。煤的成分?lái)源于生成煤的植物所固有的礦物雜質(zhì)，以及因地殼變化隨 植物帶入的泥沙雜質(zhì)，并在碳化過(guò)程中與可燃物質(zhì)化合在一起，只有經(jīng)過(guò) 高溫燃燒才能分解析出，這是煤的灰分的主要部分。另外，煤在開(kāi)采和運(yùn) 輸過(guò)程中，還混入一些什石、頁(yè)巖、巖石等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也是煤中灰分 的一部分。煤的灰分含量是衡量媒質(zhì)優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。煤的灰分含量越高， 煤的發(fā)熱量越低。對(duì)于灰分含量在12%；下的各種原煤或洗混煤，稱為高灰 分的低質(zhì)煤。另外，灰分含量為 1640%勺煤泥、水采煤泥和灰分

4、含量在 32%；上的洗中煤，亦稱為低質(zhì)煤。目前，我國(guó)動(dòng)力用煤，一般為未經(jīng)洗選 或篩選的原煤，灰分含量多在25位右，高者達(dá)4050%燃用低質(zhì)煤的電 廠，宜燒含灰量較低的原煤或經(jīng)過(guò)篩選加工的煤。送入鍋爐內(nèi)的燃煤所含的灰分沒(méi)，在煤燃燒后都要通過(guò)不同的形式排 除出來(lái)，從鍋爐排出來(lái)的灰渣量，為送入爐內(nèi)燃煤量的灰量。實(shí)際上，煤 在燃燒過(guò)程中，還會(huì)有一部分固態(tài)的可燃物質(zhì)沒(méi)有燃燒，并化合于灰渣中， 因此鍋爐實(shí)際排出的灰渣量，就還包括這部分可燃物質(zhì)。在鍋爐排出的灰 謂量中，除有一部分灰量隨煙氣排至大氣外，其余都將由除灰系統(tǒng)排出。燃煤發(fā)電廠的除灰，大體上可分為水力除灰、氣力除灰和機(jī)械除灰三種方式。采用哪一種除灰方

5、式，要從電廠的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)灰渣量、 灰渣性質(zhì)、排灰去向和自然條件等方面來(lái)選擇確定。一般電廠多采用水力 除灰方式，當(dāng)有部分或全部灰要供給綜合利用時(shí)，宜采用氣力除灰方式。 如采用一種除灰方式不能滿足送灰要求時(shí)，可以采用兩種或者三種聯(lián)合的 除灰方式。1. 3氣力除灰概述氣力除灰是以空氣為介質(zhì)，通過(guò)壓送或抽吸設(shè)備及其管道，輸送粉粒 狀灰的一種干式除灰方式。干灰呈松散狀態(tài)，流動(dòng)性好，易于裝卸和吹送。氣力除灰輸送設(shè)備比 較簡(jiǎn)單，除塵器集灰斗與輸送設(shè)備之間，有的是通過(guò)螺旋給料(干灰)機(jī) 或空氣斜槽連接，有的則是把輸送設(shè)備或抽灰裝置直接裝在除塵器的集灰 斗下部。由于氣力除灰輸送單位重量干灰所需要的空氣量

6、少，與輸送同樣 灰量的一般水方式除灰系統(tǒng)相比，輸送管道直徑要小的多，所以管道的布 置、敷設(shè)都比較方便靈活，除灰管道既能把各個(gè)排灰點(diǎn)集中往一個(gè)方向輸 送，又可以把灰分別送往各個(gè)用灰點(diǎn)或轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)。另外，氣力除灰系統(tǒng)從進(jìn) 灰到排灰的全部輸送過(guò)程容易控制，可按輸送的程序采用自動(dòng)起停，運(yùn)行 管理比較方便。主要缺點(diǎn)是輸送距離短，管道磨損快，易堵灰不適于干渣 的輸送。有的電廠為了滿足灰渣綜合利用的工廠連續(xù)用灰，還配備了運(yùn)輸 干灰的槽罐車(chē)，作為除灰系統(tǒng)故障時(shí)的備用。氣力除灰系統(tǒng)分為正壓和負(fù)壓兩類系統(tǒng)。簡(jiǎn)言之，管內(nèi)壓力大于大氣 壓力者稱為正壓，反之則為負(fù)壓。近20年來(lái)，氣力輸送技術(shù)在我國(guó)燃煤電廠中的應(yīng)用進(jìn)入了快速

7、發(fā)展階 段。這主要得益于三大有利背景：(1)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。80年代以來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的全面復(fù)興推動(dòng)了 國(guó)內(nèi)建材工業(yè)的高速發(fā)展，從而為干灰在建工、建材等領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了 前所未有的市場(chǎng)。(2)環(huán)保需要。傳統(tǒng)水力除灰技術(shù)存在耗水量高、水體污染嚴(yán)重、灰 場(chǎng)占地大、濕度利用效益低等一系列缺陷，隨著我國(guó)水資源、土地資源的 日益緊缺以及國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)的出臺(tái)，氣力除灰技術(shù)日益得到重 視。(3)電除塵技術(shù)的廣泛應(yīng)用。電除塵器在國(guó)內(nèi)燃煤電廠大面積推廣應(yīng) 用始于70年代。電除塵器對(duì)于粉灰煤的綜合利用具有不可替代的三大優(yōu)勢(shì)：干式收塵，使粉灰煤得以保持原有的良好活性；收塵效率高，可以最 大限度地將利用最高的細(xì)

8、微灰粒收集下來(lái)；自身的多電場(chǎng)收塵結(jié)構(gòu)具有 相對(duì)干灰進(jìn)行粒徑分級(jí)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)粗、中、細(xì)灰分除、分儲(chǔ)和分用。可以預(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和環(huán)境保護(hù)、粉煤灰綜合 利用的發(fā)展，燃煤電廠氣力除灰技術(shù)應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越好。2大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)是以壓縮空氣作為輸送介質(zhì)，將干灰輸送到 灰?guī)旎蚱渌付ǖ攸c(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)燃煤電廠應(yīng)用最早、最廣泛的一種氣力除 灰方式。像其他氣力除灰系統(tǒng)一樣，大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)由供料設(shè)備、氣 源設(shè)備和集料設(shè)備三大基本功能組分以及管道、控制系統(tǒng)等構(gòu)成。不同類 型的氣力除灰系統(tǒng)采用的功能設(shè)備的類型、性能以及布置形式是不同的。 大倉(cāng)泵正壓氣力除灰

9、系統(tǒng)的核心設(shè)備是倉(cāng)式氣力輸送泵，電動(dòng)鎖氣器是與 之相配套的前置供料器；氣源設(shè)備采用較多的是空壓機(jī)組、羅茨風(fēng)機(jī)或其 他高壓風(fēng)機(jī)；集料設(shè)備是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的布袋收塵，布袋收塵器通常安裝 在灰?guī)斓膸?kù)頂，也可以根據(jù)需要直接安裝于用灰現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)倉(cāng)泵配置方式的不同，大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)分為集中供料式 和直聯(lián)供料式兩種類型。集中供料系統(tǒng)是指多只灰斗共用一臺(tái)倉(cāng)泵，俗稱 大倉(cāng)泵系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)的對(duì)象就是該系統(tǒng)；直聯(lián)供料式系統(tǒng)是指每一只灰 斗單獨(dú)配置一臺(tái)倉(cāng)泵，這種系統(tǒng)因倉(cāng)泵的容積較小，因而習(xí)慣上稱之為小 倉(cāng)泵系統(tǒng)。2.1 系統(tǒng)流程大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)的工藝流程：干灰從電除塵器（ ep）灰斗流 出，經(jīng)閘板閥、電動(dòng)鎖

10、氣器，進(jìn)入干灰集中設(shè)備，干灰集中設(shè)備將來(lái)自若 干不同灰斗的干灰集中輸送給一臺(tái)倉(cāng)泵。在倉(cāng)泵內(nèi)干灰與壓縮空氣混合， 使干灰呈懸浮狀態(tài)，并經(jīng)輸灰管道直接打入灰?guī)?。大部分干灰直接落入?kù) 底，少量會(huì)隨乏氣進(jìn)入安裝于庫(kù)頂?shù)幕掖諌m器，細(xì)灰被收集下來(lái)重新落 入灰?guī)?，清潔空氣直接排入大氣。大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)除倉(cāng)泵外，還應(yīng)包括前置給料設(shè)備一一電動(dòng) 鎖氣器和干灰集中設(shè)備。電動(dòng)鎖氣器的主要作用一是連續(xù)定量給料。二是 隔絕上下空氣。干灰集中設(shè)備將多只灰斗的灰匯集一起，達(dá)到多灰斗共用 一臺(tái)倉(cāng)泵的目的。燃煤電廠常用的干灰集中設(shè)備有空氣斜槽、螺旋輸送機(jī) 和埋刮板機(jī)等。2.2 系統(tǒng)布置下圖是一套典型的燃煤電廠大倉(cāng)泵正壓氣

11、力除灰系統(tǒng)。該系統(tǒng)為單爐 雙電除塵器配置，每臺(tái)電除塵器為雙室三電廠結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)共有兩條除灰 管路，采用粗細(xì)灰分輸、分儲(chǔ)方式。一電場(chǎng)干灰為粗灰，二、三電場(chǎng)為細(xì) 灰。兩臺(tái)電除塵的一電場(chǎng)8只灰斗共用一條輸灰母管，二、三電場(chǎng)的 16只 灰斗共用另一條輸灰母管。系統(tǒng)共配有兩座儲(chǔ)灰?guī)欤渲幸蛔糜诖鎯?chǔ)一 電場(chǎng)的粗灰，另一座用于存儲(chǔ)二、三電場(chǎng)的細(xì)灰。以一電場(chǎng)粗灰為例：干灰分別從 1、2號(hào)兩臺(tái)電除塵器的灰斗下來(lái)。1 號(hào)電除塵器4只灰斗的干灰經(jīng)閘板閥、電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入一只空氣斜槽，2號(hào) 電除塵器4只灰斗的干灰經(jīng)另外的閘板閥、電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入另一條空氣斜 槽。兩條斜槽共用一只大倉(cāng)泵，當(dāng)干灰進(jìn)入倉(cāng)泵并與來(lái)自空壓機(jī)的壓縮

12、空 氣混合后，形成具有較高壓力的灰氣流，灰氣流沿輸灰管道被送入粗灰?guī)欤?庫(kù)內(nèi)乏氣通過(guò)安裝于庫(kù)頂?shù)牟即龎m器，細(xì)灰被過(guò)濾下來(lái)，清潔空氣被排 入大氣。細(xì)灰輸送管路布置與上述粗灰輸送管路略有不同。由于電除塵器二、 三電場(chǎng)收集的干灰量較小，總共只占干灰總量的20%左右，因此二、三電場(chǎng)的細(xì)灰先分別進(jìn)入各自的倉(cāng)泵和相應(yīng)的分支除灰管道，然后匯合于同一 條母管打入細(xì)灰?guī)臁４只規(guī)?細(xì)灰?guī)靦t打包機(jī)接灰罐車(chē)揖濕式攪拌器灰罐車(chē)1灰斗 2標(biāo)板門(mén)3電動(dòng)銳氣器 4一交，斜槽5出料狷 6壓力探放憫7乏氣布袋收塵蠹8-庫(kù)底氣化板9大倉(cāng)泵3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)中包括對(duì)倉(cāng)泵進(jìn)出料的控制、灰斗氣化風(fēng)機(jī)、 灰?guī)鞖饣L(fēng)機(jī)以

13、及管道切換等的控制。由于對(duì)倉(cāng)泵進(jìn)出料的控制最為復(fù)雜，其它控制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，因此本文選擇該控制過(guò)程為研究對(duì)象。倉(cāng)泵依不 同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方式，本論文以cb型（上引式）倉(cāng)泵為研究對(duì)象。3.1 上引式倉(cāng)泵的工作過(guò)程cb型倉(cāng)泵可分為單倉(cāng)泵和雙倉(cāng)泵兩種。cb型單倉(cāng)泵是由缸體及附件、 進(jìn)料閥、鋼底進(jìn)風(fēng)閥、傘形透氣閥、傘形閥、止回閥、直角考克、自動(dòng)料 位指示器等組成。雙倉(cāng)泵是由兩臺(tái)單倉(cāng)泵加上飼料機(jī)、出料閥等組成。缸體由鋼板焊接而成。缸體內(nèi)有環(huán)形吹送管，它的作用是通過(guò)壓縮空 氣把缸體內(nèi)物料氣化，以增加物料的流動(dòng)性和便于輸送。進(jìn)料閥由錐閥、連桿和活塞開(kāi)關(guān)等部分組成，當(dāng)活塞缸的活塞被氣壓 推至上部時(shí)，連桿帶動(dòng)

14、搖臂桿試錐閥落下，進(jìn)料閥開(kāi)啟；反之，當(dāng)活塞開(kāi) 關(guān)的活塞處于下部時(shí)，靠活塞開(kāi)關(guān)內(nèi)的彈簧的壓力把錐閥推至上方，并于 橡膠圈壓緊，此時(shí)就是進(jìn)料閥的關(guān)閉狀態(tài)。缸底進(jìn)風(fēng)閥是壓縮空氣進(jìn)入缸體的主要通道。其工作原理是：由閥上 的上下氣流壓力差與彈簧之間的平衡作用維持一定的開(kāi)度，讓一定量的壓 縮空氣進(jìn)入缸體，使缸體內(nèi)物料氣化后，借缸體與管道的壓力差，將氣化 的物料送至輸送管道。傘形閥與傘形透氣閥的工作原理：當(dāng)控制管路通氣時(shí)，閥的橡膠膜上 受壓推動(dòng)閥桿，使彈簧壓縮，并頂開(kāi)閥芯，從而閥門(mén)開(kāi)啟工作。傘形透氣 閥的作用是將缸體內(nèi)的大氣排出，使倉(cāng)泵順利出料。傘形閥的開(kāi)啟作用事 將缸底進(jìn)風(fēng)閥打開(kāi)，便于送料。自動(dòng)料位指示器

15、的作用是當(dāng)料位到達(dá)規(guī)定的高度時(shí)即發(fā)出指示信號(hào)， 從而使倉(cāng)泵達(dá)到自動(dòng)控制。 如圖就是一個(gè)典型的cb型倉(cāng)泵控制系統(tǒng)圖。為了便于后面的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，圖中只畫(huà)出了倉(cāng)泵的主要組成部分， 有些零部件譬如排氣閥、料位計(jì)、環(huán)形吹松管等沒(méi)有畫(huà)出。下面簡(jiǎn)述一下 其工作工程：打開(kāi)透氣閥dqc將罐內(nèi)的空氣排出，再將進(jìn)料閥 jlj打開(kāi), 向罐內(nèi)供料。這兩個(gè)閥門(mén)的啟閉均靠啟動(dòng)執(zhí)行。當(dāng)罐體內(nèi)料位達(dá)到預(yù)定高 度時(shí)，料位計(jì)動(dòng)作，并發(fā)出信號(hào)將控制氣源的電磁閥hj關(guān)閉，氣源切斷后透氣閥和進(jìn)料閥同時(shí)關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)料閥關(guān)閉后，其限位開(kāi)關(guān)將電氣信號(hào)傳遞 給電磁閥hjg將進(jìn)風(fēng)閥dqcf啟，通過(guò)環(huán)形吹松管和缸底進(jìn)風(fēng)閥將壓縮空 氣送至罐體內(nèi)，使罐

16、體內(nèi)的粉料受到均勻的攪拌，并從排料管隨壓縮空氣 一起排出。3.2 plc設(shè)計(jì)3.2.1 西門(mén)子s7-300plc簡(jiǎn)介s7-300 是模塊化小型plc系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。- simatic s7-300可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。各種單獨(dú)的模塊之間 可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。一、系統(tǒng)組成中央處理單元(cpu)各種cpu有各種不同的性能，例如，有的 cpu上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的cpu上集成有profibus-dp通訊接口等。信號(hào)模塊（sm）用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出通訊處理器（cp）用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接功能模塊（fm）用于高速計(jì)數(shù)，定位操作（開(kāi)環(huán)或閉環(huán)定位）和閉環(huán)控制。負(fù)

17、載電源模塊（ps）用于將simatic s7-300 連接到120/230 伏交流電源，或 24/48/60/110 伏直流電源。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(guò)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。運(yùn) 行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。二、simatic s7-300適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。三、類型s7-300有兩種類型： 標(biāo)準(zhǔn)型 溫度范圍從0 c到60 c環(huán)境條件擴(kuò)展型溫度范圍從-25 c到+60 c更強(qiáng)的耐受振動(dòng)和污染特 性。四、功能simatic s7-300的大

18、量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)高速的指令處理0.60.1 ps的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的 應(yīng)用領(lǐng)域。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算：方便用戶的參數(shù)賦值一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了 入門(mén)和培訓(xùn)的費(fèi)用。人機(jī)界面（hmi）:方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 s7-300操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。simatic人機(jī)界面（hmi）從s7-300中取得數(shù)據(jù)，s7-300 按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。s7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的 傳送。診斷功能:cpu的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

19、是否正常、記 錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）?？诹畋Ｗo(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防 止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。操作方式選擇開(kāi)關(guān)：操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔 出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫(xiě)用戶程序。五、simatic s7-300具有多種不同的通訊接口：多種通訊處理器用來(lái)連接as-i接口、和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)串行通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)多點(diǎn)接口（mpi）集成在cpu中，用于同時(shí)連接編程器、pc機(jī)、人機(jī) 界面系統(tǒng)及其他simatic s7/m7/c7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。六、cpuj持下列通訊類型：過(guò)程通訊通過(guò)

20、總線（as-i或profibus ）對(duì)i/o 模塊周期尋址（過(guò)程映象交 換）數(shù)據(jù)通訊：在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面 （hmi）和幾個(gè)自動(dòng)控制系 統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。七、結(jié)構(gòu)din標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝：只需簡(jiǎn)單地將模塊鉤在din標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌上， 轉(zhuǎn)動(dòng)到位，然后用螺栓鎖緊。集成的背板總線：背板總線集成在模塊上，模塊通過(guò)總線連接器相連， 總線連接器插在機(jī)殼的背后。更換模塊簡(jiǎn)單并且不會(huì)弄錯(cuò)：更換模塊時(shí)，只需松開(kāi)安裝螺釘。很簡(jiǎn)單 地拔下已經(jīng)接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插 到其他的模塊上?？煽康慕泳€端子：對(duì)于信號(hào)模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接 線端

21、子top連接：采用一個(gè)帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線?；蛘?直接在信號(hào)模塊上進(jìn)行接線。確定的安裝深度：所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋 保護(hù)，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。沒(méi)有槽位的限制：信號(hào)模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個(gè)槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。simatic pcs 7過(guò)程控制系統(tǒng)詳細(xì)介紹simatic pcs7是西門(mén)子公司基于全集成自動(dòng)化思想的面向未來(lái)的過(guò)程 控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)六年的發(fā)展，simaticpcs7憑借極高的可靠性和優(yōu)越的性 價(jià)比成為了新一代dc繇統(tǒng)的典范。已經(jīng)發(fā)布的simatic pcs 7的最新版本6.0版將會(huì)極大地提高系統(tǒng)的 各項(xiàng)性能指標(biāo)

22、，大大地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，更適合于在苛刻領(lǐng)域中的應(yīng) 用，并且促進(jìn)了從儀表到系統(tǒng)的縱向集成。這將使得simatic pcs 7無(wú)論從產(chǎn)品質(zhì)量還是性能指標(biāo)都達(dá)到全新的高度。盡管先前版本的simatic pcs 7過(guò)程控制系統(tǒng)已經(jīng)擁有了優(yōu)越的系統(tǒng) 功能，6.0版本仍有其突出的貢獻(xiàn)：極大地提高了系統(tǒng)容量（網(wǎng)絡(luò)能力和控制/監(jiān)控站的數(shù)量）整體硬件性能和編程環(huán)境的提高系統(tǒng)免疫能力和抗超載能力提高可用性增強(qiáng)工程工具得到優(yōu)化，大大地減少了組態(tài)工作（如消除了等待次數(shù)）符合fda標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)查帳索引（確保數(shù)據(jù)安全）創(chuàng)新的simatic批處理的功能更強(qiáng)系統(tǒng)范圍的在線可更換性（硬件、通訊、自動(dòng)化系統(tǒng)和操作員站）工程

23、師站、操作員站和simatic批處理系統(tǒng)的操作平臺(tái)將升級(jí)為windows 2000全集成自動(dòng)化的高度集成使得我們的客戶能夠在企業(yè)級(jí)的自動(dòng)化解決 方案中達(dá)到全新的境界。simatic pcs 7 一實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化的過(guò)程控制系統(tǒng)通過(guò)全集成自動(dòng)化（tia）,西門(mén)子公司實(shí)現(xiàn)了基于單一平臺(tái)提供用于 全過(guò)程鏈的通用自動(dòng)化技術(shù)的目標(biāo)，從輸入物流，到生產(chǎn)或所有流程，直 到輸出物流。這種通用自動(dòng)化技術(shù)還可用于優(yōu)化一個(gè)企業(yè)的所有業(yè)務(wù)流程， 從企業(yè)資源計(jì)劃（erp級(jí)，到管理執(zhí)行系統(tǒng)（mes級(jí)和控制級(jí)，直到現(xiàn) 場(chǎng)級(jí)。橫向集成橫向集成意味著所有生產(chǎn)流程，從輸入物流，到生產(chǎn)或所有流程，直 到輸出物流，都可使用統(tǒng)一的 s

24、imatic系列標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件部件。作為企業(yè)范圍內(nèi)全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程控制系統(tǒng)，simatic pcs 7采用tia系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件。借助于其通用的數(shù)據(jù)維護(hù)、通訊和設(shè) 計(jì)功能，可以提供一種基于開(kāi)放式平臺(tái)的先進(jìn)的、面向未來(lái)的經(jīng)濟(jì)自動(dòng)化 解決方案，用于過(guò)程工業(yè)、加工工業(yè)以及綜合工業(yè)的所有領(lǐng)域（連續(xù) /批量 過(guò)程以及分散式加工，例如在玻璃工業(yè)和制藥工業(yè)）。在過(guò)程工業(yè)和綜合工業(yè)的輔助流程和物流過(guò)程中，經(jīng)常通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)和simatic部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其主要流程通過(guò)過(guò)程控制系統(tǒng)simaticpcs 7來(lái)完成。通過(guò)全集成自動(dòng)化理念，simatic pcs 7不僅可以承擔(dān)過(guò)程控制技術(shù) 相關(guān)任務(wù)

25、，而且還可以完成一個(gè)生產(chǎn)平臺(tái)的輔助流程（例如裝料，包裝） 或輸入輸出物流（例如物料輸送和貯存）的自動(dòng)化。縱向集成：縱向集成將實(shí)現(xiàn)從erp平臺(tái)，到mes平臺(tái)和控制臺(tái)，直到 現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)的通用和透明化數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)不斷融入自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù) 以及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化。由此可以實(shí) 現(xiàn)整個(gè)工藝流程的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，顯著提高生產(chǎn)的靈活性。simatic pcs 7在公司范圍內(nèi)的縱向集成包括兩個(gè)方面與全公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)集成現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)集成通過(guò)將自動(dòng)化平臺(tái)連接到it環(huán)境，可以將過(guò)程的數(shù)據(jù)在整個(gè)公司范 圍內(nèi)應(yīng)用于設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)流程以及業(yè)務(wù)流程的評(píng)價(jià)、規(guī)劃、協(xié)同和優(yōu)化。 同時(shí)，還可滿足

26、公司的全球化戰(zhàn)略要求。強(qiáng)大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)借助于其面向未來(lái)的理念、基于最先進(jìn)simatic技術(shù)的模塊化和開(kāi)放 式架構(gòu)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繼承性使用以及配合使用的高性能控制功能，使用過(guò) 程控制系統(tǒng)simatic pcs 7,可以實(shí)現(xiàn)所有項(xiàng)目階段中控制技術(shù)設(shè)備的高 性價(jià)比實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從規(guī)劃、工程、調(diào)試和培訓(xùn)，到運(yùn)行、維護(hù)和保 養(yǎng)，直到擴(kuò)展和完善。同時(shí)，simatic pcs 7以及最高的舒適性，簡(jiǎn)單安 全的運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)較高的性能和可靠性。simatic pcs 7充分利用了 profibus技術(shù)的分布式現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)集成功 能。profibu為一種簡(jiǎn)單、堅(jiān)固和可靠的總線系統(tǒng)，已在全球應(yīng)用于過(guò)程、 加工和綜合工業(yè)

27、的所有領(lǐng)域以及主要流程和輔助流程的輸入輸出物流。該 總線系統(tǒng)支持冗余和故障安全以及在線擴(kuò)展功能，既可安裝在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán) 境中，也可安裝在具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合。這為具有傳統(tǒng)信號(hào)輸入輸出以及 帶有最先進(jìn)集成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的分布式外圍設(shè)備 et 200 （遠(yuǎn)程i/o ）所無(wú)法比 擬。采用simatic pcs 7過(guò)程控制系統(tǒng)的全集成自動(dòng)化主要具有以下優(yōu)顯著節(jié)約開(kāi)發(fā)、實(shí)施和壽命周期成本降低工程造價(jià)過(guò)程優(yōu)化功能自適應(yīng)應(yīng)用要求變化使用simatic標(biāo)準(zhǔn)部件的優(yōu)點(diǎn)：降低硬件和工程成本可靠的質(zhì)量和穩(wěn)定性簡(jiǎn)單快速地系統(tǒng)部件的選型較低的備件成本顯著縮短的備件和擴(kuò)展部件供貨周期全球通用顯著節(jié)約物流、檢修和培訓(xùn)成本通用而協(xié)同的

28、完整系統(tǒng)作為現(xiàn)代化的過(guò)程控制系統(tǒng)，simatic pcs 7可單獨(dú)，也可與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和simatic結(jié)合使用，形成一個(gè)通用而協(xié)同的完整系統(tǒng)。隨著對(duì)無(wú) 縫通用自動(dòng)化技術(shù)的要求不斷提高，競(jìng)爭(zhēng)和價(jià)格壓力的不斷增加，以及對(duì) 生產(chǎn)設(shè)備柔性度的要求和對(duì)生產(chǎn)效率的期望越來(lái)越大，simatic pcs 7的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。在復(fù)雜性越來(lái)越大的背后，尤其是自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)的融合，將 是越來(lái)越多的通用系統(tǒng)平臺(tái)的縱向和橫向集成，實(shí)現(xiàn)所謂的 “ best-of-breed 產(chǎn)品”自動(dòng)化解決方案。采用全集成自動(dòng)化理念的simatic pcs 7即可最佳滿足這種高要求，前瞻未來(lái)。卓越的性能和優(yōu)秀的系統(tǒng)特性，保證了可靠

29、的數(shù)據(jù)維護(hù)、通訊和設(shè)計(jì)， 符合過(guò)程控制系統(tǒng)的所有要求：簡(jiǎn)單而且安全的過(guò)程控制；方便的操作和可視化；功能強(qiáng)大、快速、統(tǒng)一的全系統(tǒng)范圍的工程；系統(tǒng)范圍內(nèi)的在線更改功能；開(kāi)放性系統(tǒng)；靈活性和可擴(kuò)展性；冗余性；故障安全自動(dòng)化解決方案；豐富的現(xiàn)場(chǎng)總線集成；靈活的批量過(guò)程解決方案；靈活性和可擴(kuò)展性直接連接it環(huán)境。借助于其模塊化的設(shè)計(jì)，基于甄選的simatic標(biāo)準(zhǔn)程序以及硬件和軟 件的架構(gòu)，simatic pcs 7可以靈活適配不同的客戶要求和設(shè)備規(guī)格，將 來(lái)的容量擴(kuò)展和技術(shù)工藝更改都毫無(wú)問(wèn)題。simatic pcs 7的可擴(kuò)展性表現(xiàn)在，從具有大約160個(gè)測(cè)量點(diǎn)的較小的單一系統(tǒng)（例如：plt點(diǎn)，msr點(diǎn)）

30、，例如用于實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化或工業(yè)學(xué)校中的應(yīng)用，直到具有60000個(gè)測(cè)量點(diǎn)、客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)的分布式多站系統(tǒng)，用于大型生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化。因此，simatic pcs 7可以適配所有設(shè)備規(guī)格，并隨著設(shè)備的不同而 柔性擴(kuò)展！面向未來(lái)simatic pcs 7基于全集成自動(dòng)化系統(tǒng)系列的模塊化硬件和軟件部件， 可以相互完美協(xié)同。該系統(tǒng)可以無(wú)縫、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行擴(kuò)展和創(chuàng)新，通過(guò)其長(zhǎng) 期穩(wěn)定的接口，而面向未來(lái)。因此，盡管創(chuàng)新速度越來(lái)越快，生產(chǎn)壽命周 期越來(lái)越短，仍能優(yōu)秀保護(hù)客戶的投資。simatic pcs 7采用連續(xù)性強(qiáng)、全新、功能強(qiáng)大的先進(jìn)技術(shù)以及國(guó)際 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如 iec、xml profibus 以太網(wǎng)、

31、tcp/ip、opc aglance isa s88或s95,無(wú)與倫比。simatic pcs 7的開(kāi)放性更是使其可以運(yùn)行在所有平臺(tái)和自動(dòng)化系統(tǒng) 以及過(guò)程外圍設(shè)備中，以及操作員和功能系統(tǒng)、工業(yè)通訊或simatic itframework,并以連接到公司范圍內(nèi)的信息工具、協(xié)同工具和規(guī)劃工具。其開(kāi)放性不僅表現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)上，縱向集成和橫向集成以及通訊上， 而且還表現(xiàn)在用戶程序的編程和數(shù)據(jù)切換接口，圖形、文本和數(shù)據(jù)的導(dǎo)入 導(dǎo)出，例如從cad/cae環(huán)境中導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)。由此，simatic pcs 7也可以與來(lái)自其它制造商的部件一起使用，連接到 現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)中。3.2.2 plc的工作原理最初研制生產(chǎn)

32、的plc主要用于替代傳統(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制 裝置，但是這兩者的運(yùn)行方式是不一樣的：繼電器控制裝置采用硬邏輯并 行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器的所有觸 點(diǎn)不論在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。然而 plc的 cpu則采用順序逐條地掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或 邏輯線圈被接通或斷開(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到 該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作，plc的這種“串行”工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng) 中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。考慮到繼電器控制裝置中各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而plc掃描用戶程序的時(shí)間一般均少于 100ms,為了

33、消除二者以上之間由于 運(yùn)行方式不同而造成的差異，plc采用了一種不同于一般微機(jī)的運(yùn)行方式 掃描技術(shù)。循環(huán)掃描的工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順序掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)， 按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)的整個(gè) 工作過(guò)程可分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處 理五個(gè)階段。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。每次掃描用戶程序之前，都先進(jìn)行內(nèi)部處理，plc檢查i/o部分、存儲(chǔ)器、cpu等硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器。通信操作服務(wù)階段，plc檢查是否有編程器、計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求， 有則進(jìn)行相應(yīng)處理，接收由編程器送來(lái)的程序、命令或各種數(shù)據(jù)，并把要 顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)

34、、出錯(cuò)信信等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果有計(jì)算機(jī)等 的通信請(qǐng)求，也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送任務(wù)。當(dāng)plc處于“stop狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。 在plc處于“run”狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作，到程序輸入、程序 執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。輸入處理又叫輸入采樣。在此階段，plc以掃描方式依次地讀入所有 輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。輸入采樣結(jié) 束后，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， 輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處 理階段才能被讀入信息。如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須

35、 大于一個(gè)掃描周期，才能保證輸入被讀入。在程序執(zhí)行階段，plc的cpu總是按先左后右、先上后下的順序依次 掃描程序（梯形圖）。但對(duì)于跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程 序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，plc從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對(duì)應(yīng)映像 寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器 件的寄存器中。當(dāng)程序執(zhí)行階段結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu 按照映像寄存器內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出電路，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 外設(shè)。這時(shí)，才是plc的真正輸出。plc的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶程序

36、所指定的可變順 序進(jìn)行。這不僅因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而且也因?yàn)?在一些大系統(tǒng)中需要處理的i/o點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分 時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性。 3.2.3 plc的硬件設(shè)計(jì)及選型根據(jù)倉(cāng)泵的工作原理，對(duì)倉(cāng)泵的進(jìn)料、出料過(guò)程可采用如下設(shè)計(jì)：傳感器傳感器控制對(duì)象備注位置傳感器x0繼電器km1倉(cāng)泵滿時(shí)閉合壓力傳感器x1繼電器km2倉(cāng)內(nèi)壓力小于某設(shè)定值時(shí)閉合壓力傳感器x2繼電器km3倉(cāng)內(nèi)壓力大于某設(shè)定值時(shí)閉合壓力傳感器x3繼電器km4出料管壓力大于某設(shè)定值時(shí)閉合壓力傳感器x4繼電器km5出料管壓力小于某設(shè)定值時(shí)閉合工作過(guò)程說(shuō)明:

37、在該設(shè)計(jì)中，plc的輸入為數(shù)字模塊，它是受設(shè)置在爐內(nèi)的各種傳感器所控制線圈的相應(yīng)開(kāi)關(guān)控制，只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)。本設(shè)計(jì)所用到的傳 感器主要是兩種：一是位置傳感器，它主要是檢測(cè)爐內(nèi)料的高度；另一種 為壓力傳感器，它主要檢測(cè)爐內(nèi)和出料管的壓強(qiáng)，進(jìn)而對(duì)各開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。如圖所示，爐內(nèi)傳感器有5個(gè)，設(shè)定編碼為x0-x4,它們分別控制的 繼電器線圈為km1-km5 ,功能簡(jiǎn)述為：x0為位置傳感器，它檢測(cè)爐內(nèi)料 的高度，當(dāng)爐內(nèi)的料到達(dá)一定高度時(shí)（預(yù)設(shè)為料滿），則由它控制的線圈km1帶電，該線圈相應(yīng)控制的開(kāi)關(guān)要?jiǎng)幼鳎粁1-x4都是壓力傳感器，其中x1是檢測(cè)爐內(nèi)低壓的傳感器，當(dāng)出料到一定值時(shí)（預(yù)設(shè)值）時(shí)，就認(rèn)為此

38、 時(shí)壓強(qiáng)為料空時(shí)的壓強(qiáng)，此時(shí)該傳感器所控制的繼電器線圈 km2帶電，相 應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；x2與x1正好相反，它是檢測(cè)爐內(nèi)高壓的傳感器，即當(dāng)進(jìn) 料到預(yù)設(shè)值時(shí)的壓強(qiáng)，當(dāng)認(rèn)為料滿時(shí)（此時(shí)認(rèn)為爐內(nèi)壓強(qiáng)高），該傳感器控 制的繼電器線圈km3帶電，相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；x3、x4為控制出料管的壓強(qiáng)， 防止出料管堵塞，其中x3檢測(cè)管的高壓，當(dāng)管壓強(qiáng)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，它控制 的線圈km4帶電，同時(shí)相應(yīng)線圈動(dòng)作；x4是管的低壓檢測(cè)，它是解除高 壓設(shè)置，當(dāng)管子在不斷的控制下壓強(qiáng)降低到一定值（認(rèn)為管子不堵）時(shí)， 該傳感器控制的繼電器線圈km5帶電，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。卜面對(duì)plc的控制原理進(jìn)行解釋：（如plc控制i/o圖及梯形圖）進(jìn)

39、料過(guò)程：當(dāng)爐內(nèi)的料少或空時(shí)，km1不帶電，爐內(nèi)壓強(qiáng)低，km2帶 電，因此它們控制的開(kāi)關(guān) km1常閉節(jié)電保持閉合，km2常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合。 對(duì)應(yīng)于梯形圖為：i0.1閉合，輔助繼電器m1帶電，形成記憶電路，輸出接 點(diǎn)q4.0、q4.1、q4.2帶電，分別使所控制的透氣閥、進(jìn)料閥、進(jìn)料指示燈 工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料過(guò)程。出料過(guò)程：出料過(guò)程實(shí)現(xiàn)的前提是進(jìn)料已滿。當(dāng)料滿時(shí)，進(jìn)料位置控 制傳感器所控制的線圈km1帶電，其相應(yīng)的常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合， 此時(shí)爐內(nèi)壓強(qiáng)認(rèn)為高，即 km3帶電，它控制的km3開(kāi)關(guān)閉合。對(duì)應(yīng)于梯 形圖為：i0.0閉合，i0.2閉合，輔助繼電器帶電，形成記憶電路，使輸出接 點(diǎn)q4.3、q4.

40、4帶電，它控制的進(jìn)風(fēng)閥、出料指示燈工作，實(shí)現(xiàn)出料過(guò)程。以上兩過(guò)程不能同時(shí)工作，所以在上面兩過(guò)程的梯形圖中采用了互鎖 電路。下面對(duì)堵灰過(guò)程進(jìn)行解釋：當(dāng)出料管壓強(qiáng)大的一定值時(shí)，線圈 km4帶電，它控制的km4常開(kāi)接 點(diǎn)閉合，對(duì)應(yīng)在梯形圖上為i0.3閉合，輔助繼電器 m3帶電，形成記憶電 路，使輸出接點(diǎn)q4.5、q4.6帶電，使吹風(fēng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)管子吹風(fēng)，吹走管 子中的堵塞物，并同時(shí)報(bào)警。為了保護(hù)設(shè)備，此時(shí)使進(jìn)料過(guò)程停止，并強(qiáng) 制出料過(guò)程工作。當(dāng)管子的壓強(qiáng)降到一定值時(shí)，線圈km5帶電，對(duì)應(yīng)的km5開(kāi)關(guān)閉合， 在梯形圖中為：i0.4閉合，使輔助繼電器帶電，同時(shí)形成記憶電路。該電路 與堵灰高壓控制電路形成

41、互鎖，當(dāng)壓強(qiáng)低時(shí)，會(huì)強(qiáng)制關(guān)斷堵灰高壓控制電 路，使進(jìn)出料過(guò)程正常進(jìn)行。根據(jù)控制系統(tǒng)中輸入信號(hào)和控制量的多少，選取plc個(gè)模塊如下：(1)cpu 單元:cpu315-2dp,ram48kt擴(kuò)展 eeprom512k(2)di 模塊：sm321,16 路/塊,1 塊;(3)do模塊:sm322,16路晶體管/塊,1塊；(4)電源:ps307,10a,1 塊；cpu315-2dpm有48kb ram 80kb (ram的裝載存儲(chǔ)器，可用存儲(chǔ)卡 擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器容量最大到512kb,每執(zhí)行1000條二進(jìn)制指令約需0.3ms. 最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量i/o或128路模擬量通道。cpu31咕裝硬件實(shí)時(shí)

42、時(shí)鐘，如安裝后備電池，則在電源關(guān)掉時(shí)cpu勺時(shí)鐘仍28續(xù)工作。cpu315-2dp 是唯一帶現(xiàn)場(chǎng)總線(profibus)sinec l2-dpi口 的 cpu塊。cpu315-2dp勺操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動(dòng)的用戶程序掃描過(guò)程。cpu響應(yīng)那 些事件，操作系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用i事件的組織塊 ob例如，用于循環(huán)掃描的ob1用于再啟動(dòng)的ob100時(shí)間/日期中斷ob10延時(shí)中斷（16000m ob20 硬件中斷ob35診斷中斷ob82m昔誤/故障組織塊ob80 ob81 ob85 ob87 ob121等。cpu314m用128個(gè)功能塊fb （0127）; 128個(gè)功能調(diào)用fc （0127）; 127個(gè)數(shù)據(jù)塊db （

43、0127, 0保留）;ob,fb,fc,db的容量均不大于8kr除此之外，有34個(gè)系統(tǒng)功能sfc集成在操作系統(tǒng)中供用戶調(diào)用， 有九個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊sdbg載s7-300的系統(tǒng)參數(shù)。sm321數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成s7-300內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊分為直流輸入方法和交流輸入方法，對(duì)現(xiàn) 場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng) 過(guò)光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待cpu采樣。采樣時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)背板總線進(jìn)入到輸入映象區(qū)。數(shù)字量輸入模塊sm321有四種模塊型號(hào)可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、 直流32點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊本系統(tǒng)因?yàn)?/p>

44、考慮手動(dòng) 操作,所以數(shù)字量很多所以采用直流32點(diǎn)輸入模塊。sm322數(shù)字量輸出模塊將s7 300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外 部信號(hào)電平，可直接用于驅(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。按負(fù)載回路使用的電源不同分為：直流輸出模塊、交流輸出模 塊和交直流兩用輸出模塊。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類不同又可分為：晶體管 輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點(diǎn)輸出方式。晶體管輸出方式的模 塊，只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出 模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊，從影響速度 上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度 看，以繼

45、電器觸點(diǎn)輸出型最佳。本系統(tǒng)因?yàn)榭紤]手動(dòng)操作，所以數(shù)字量很多所以采用直流32點(diǎn)輸出模塊。ps307是西門(mén)子公司為s7 300專配的24v dc電源。ps307系列模塊 除輸出額定電流不同外（有2a,5a,10a三種），其工作原理和參數(shù)都不一樣。本系統(tǒng)選用ps30710a模塊電源。ps30710a模塊的輸入接單相交流系 統(tǒng)，輸入電壓120/230v,50/60hz,在輸入和輸出之間有可靠的隔離。如果 正常輸出電壓24v,則名色led點(diǎn)亮；如果輸出電路過(guò)載，則led閃爍，輸 出電流長(zhǎng)期在10a到13a之間時(shí)，輸出電壓下降，電源壽命縮短，電流超 過(guò)13a時(shí)，電壓跌落，跌落后可自動(dòng)恢復(fù)；如果輸出短路，輸出電壓為0v,led變暗，在短路消失后電壓自動(dòng)恢復(fù)。輸出電壓允許范圍24v 5%,最大上升時(shí)間2.5s,最大殘留紋波150mvpp.電源效率89%,功率輸入270w功 率損耗30w ps307 2a模塊的功率損耗10w, ps307 5a模塊的功率損耗18wps307 可安裝在s7 300專用導(dǎo)軌上，除了給 s7 300cp3電，也可 給i/o模塊提供負(fù)載電源。3.2.4 plc的i/o功能表3.2.4.1 輸入端口功能表輸入端口實(shí)現(xiàn)功能i0.0