橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 28 頁 共 28 頁1 引言（或緒論） 11 課題簡(jiǎn)介本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為“20/5t橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。其主要任務(wù)是將接觸-繼電器控制的傳統(tǒng)橋式起重機(jī)利用PLC進(jìn)行改造。用到的實(shí)驗(yàn)臺(tái)是THJPES-2型機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)考核裝置，所以本次任務(wù)的重點(diǎn)是完成模擬實(shí)驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)的控制部分主要是西門子S7-200 PLC系統(tǒng)，并結(jié)合STEP7軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的控制編程。12 橋式起重機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)中的發(fā)展情況橋式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和起重運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化重要的工具和設(shè)備。所以橋式起重機(jī)在室內(nèi)外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部

2、門和場(chǎng)所均得到廣泛的運(yùn)用。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國橋式起重機(jī)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，隨著技術(shù)進(jìn)步，針對(duì)實(shí)際中橋式起重機(jī)的惡劣工作壞境及長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷作業(yè)而導(dǎo)致的事故，為橋式起重機(jī)改造提出了新的要求，以便在實(shí)際操作更加安全、更加高效。13 PLC在工業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用可編程程序控制器簡(jiǎn)稱PLC，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微機(jī)處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電器操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)形式，形成一套以繼電器梯形

3、圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很簡(jiǎn)單。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通訊聯(lián)網(wǎng)功能等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器組成的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)在機(jī)械、化工、冶金等行業(yè)中的重要作用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，使PLC 的功能變得更加強(qiáng)大，通過可編程控制的實(shí)現(xiàn)，為PLC 增添了使用上的靈活性。目前PLC 應(yīng)用范圍之廣，在工業(yè)自動(dòng)控制中發(fā)揮著不可 替代的重要作用，

4、鋼鐵、化工、石油、機(jī)械制造、汽車等領(lǐng)域?qū)LC的依賴程度也越來越高。控制模式的多樣化發(fā)展是PLC 進(jìn)步的成果之一，也是PLC功能強(qiáng)大的體現(xiàn)。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)21 20/5t橋式起重機(jī)電氣線路工作原理2.1.1 橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1.1所示，主要由橋架，大車、小車、主鉤和副鉤組成。大車的軌道敷設(shè)在車間兩側(cè)的立柱上，主梁橫跨架在車間上空，大車可沿軌道移動(dòng)，在大車的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)起重機(jī)可在車間內(nèi)作縱向移動(dòng)，主梁上有小車移動(dòng)導(dǎo)軌，小車可沿導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，主鉤、副鉤都裝在小車上，主鉤用來提升重物，副鉤用來提升較輕的貨物，也可用來協(xié)同主鉤完成吊運(yùn)任務(wù)。圖2.1.1 橋式起重

5、機(jī)結(jié)構(gòu)圖1駕駛艙 2.輔助劃線架 3.交流磁力控制屏 4.電阻箱5.起重小車 6.大車拖動(dòng)電動(dòng)機(jī) 7.端梁 8.主劃線 9.主梁2.1.2 橋式起重機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)的要求 （1）由于橋式起重機(jī)經(jīng)常在重載下進(jìn)行頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、變速等操作，要求電動(dòng)機(jī)是有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的過載能力，同時(shí)還要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小，因此使用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。（2）要有合理的升降速度，輕載或空載時(shí)速度要快，以提高效率，重載時(shí)速度要慢。（3）要有適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū)，在30%額定轉(zhuǎn)速內(nèi)應(yīng)分幾檔，以便提升或下降到預(yù)定位置附近時(shí)靈活操作。（4）提升第一級(jí)為預(yù)備級(jí)，用以消除傳動(dòng)間隙和預(yù)緊鋼絲繩，以避免過大的機(jī)械沖擊。

6、（5）當(dāng)放下貨物時(shí)，可根據(jù)負(fù)載大小情況選擇電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。（6）有完備的保護(hù)環(huán)節(jié)，零位短路保護(hù)，過載保護(hù)，限位保護(hù)和可靠的制動(dòng)方式。22 20/5t橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.2.1 電動(dòng)機(jī)的選型電機(jī)選用的原則主要有以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)負(fù)載的啟動(dòng)特性及運(yùn)行特性，選出最適合于這些特性的電動(dòng)機(jī)，滿足生產(chǎn)機(jī)械工作過程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場(chǎng)所的環(huán)境相適應(yīng)的防護(hù)方式及冷卻方式的電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能適合電動(dòng)機(jī)所處 的環(huán)境條件。（3）計(jì)算和確定合適的電動(dòng)機(jī)容量。通常設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)，在75%-100%額定負(fù)載時(shí)，效率最高。因此 應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電動(dòng)機(jī)的容量差值最小，使電動(dòng)機(jī)的功率被充

7、分利用。（4）選擇可靠性高、便于維護(hù)的電動(dòng)機(jī)。（5）考慮到互換性，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。（6）為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行，要綜合考慮電機(jī)的極數(shù)及電壓等級(jí)。橋式起重機(jī)是重型起重機(jī)廠生產(chǎn)的DLW型。提升、開閉及大小車走行電機(jī)是YZR 繞線型，YZR系列電動(dòng)機(jī)系用于驅(qū)動(dòng)各種型式的起重機(jī)械及其他類似設(shè)備的專用產(chǎn)品；具有較大的過載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，因此，它特別適用于那些短時(shí)或斷續(xù)周期工作制，頻繁地起動(dòng)、制動(dòng)、有時(shí)過負(fù)荷及有顯著振動(dòng)與沖擊的設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)分為F級(jí)和H級(jí)兩種。F級(jí)適用于冷卻介質(zhì)溫度不超過40的一般場(chǎng)所，H級(jí)適用于冷卻介質(zhì)溫度不超過60的冶金場(chǎng)所，兩種電動(dòng)機(jī)具有相同的電氣性能。軸承允許的

8、溫度：不超過95。電壓及頻率：額定電壓380V。額定頻率為50Hz，允許電壓偏差5%，頻率偏差1%。電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及電機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，為了加速電機(jī)需有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故電機(jī)容量需由負(fù)載功率P廠及加速功率Pa兩部分組成。一般情況下,電機(jī)容量P為式中一電機(jī)平均起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的負(fù)荷特點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間短，只占等速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的較少比例;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較少，占額定起升轉(zhuǎn)矩的10%-20%。其電機(jī)容量P為 (kw)式中 一起重機(jī)額定提升負(fù)載，kg 一額定起升速度，m/s 一重力加速度，g=9. 81m/s 一機(jī)構(gòu)總效率為使電機(jī)提升1.25倍試驗(yàn)載荷，能承受電壓波動(dòng)的影響，其最

9、大轉(zhuǎn)矩值必須大于2,否則必須讓電機(jī)放容，從而降低電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的工作效率。通過利用上述公式的計(jì)算，選用改造后的橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)參數(shù)如表2.2.1所示:表2.1.1 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號(hào)電機(jī)功率主起升機(jī)構(gòu)YZR250M1-830KW副起升機(jī)構(gòu)YZR200L-815KW大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160M1-625. 5KW小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160M1-65. 5KW2. 3 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.3.1 20/5t橋式起重機(jī)電氣控制原理圖 本次改造的橋式起重機(jī)電氣控制原理圖如圖 2.3.1和圖 2.3.2所示。圖2.3.1 橋式起重機(jī)電氣控制原理(1)圖2.3.2 橋式起重機(jī)電氣控制原理(

10、2)2.3.2 20/5t橋式起重機(jī)常規(guī)低壓電氣控制改PLC控制原理圖改造說明（1）緊急開關(guān)SA1替換為SA4，啟動(dòng)按鈕SB替換為SB2，艙門安全開關(guān)SQ1替換為SA5，橫梁安全開關(guān)SQ2替換為SA6，橫梁安全開關(guān)SQ3替換為SA7，副鉤上升限位開關(guān)SQU1替換為SQ1，小車后限位SQBW替換為SQ2。小車前限位SQFW替換為SQ3，大車右限位SQR替換為SB5，大車左限位SQL替換為SB7，主鉤上升限位SQU2替換為SQ4，主鉤主電路電源SQ2替換為SA1，主鉤控制電路電源SQ3替換為SA2。（2）同時(shí)，主鉤主電路電源QS2改為凸輪開關(guān)SA1代替（SA1的“3”接U11、SA1的“7”接V1

11、1、SA1的“4”接U21、SA1的“8”接V21），主鉤控制電路電源QS3改為SA2控制（SA2的“13”接PLC輸入端的I4.1、SA2的“14”接DC24V電源的GND端），主控接觸器KM替換為KM6。（3）接觸器KMD替換為KM8、接觸器KMU替換為KM9、接觸器KMB替換為KM7。（4）去掉零壓保護(hù)繼電器KV，以及電磁閥YA1、YA2、YA3、YA4、YA5(電磁閥吸合模擬的是電磁制動(dòng)器吸合松閘，因?yàn)閷?shí)際中電磁閥是和電動(dòng)機(jī)電源并接，即電動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)電磁閥動(dòng)作，實(shí)驗(yàn)時(shí)，只要電動(dòng)機(jī)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，我們就認(rèn)為電磁閥處于吸合松閘狀態(tài))。（5）增加主鉤上升指示燈HL1、主鉤下降指示燈HL2、副鉤上升

12、指示燈HL3、副鉤下降指示燈HL4、小車向前指示燈HL5、小車向后指示燈HL6、大車向左指示燈HL7、大車向右指示燈HL8。（6）SA、Q1、Q2、Q3的COM短接后接DC24V電源的GND端，SA1的“1”接PLC輸入端的I2.6、“2”接PLC輸入端的I2.7、“3”接PLC輸入端的I3.0、“4”接PLC輸入端的I3.1、“5”接PLC輸入端的I3.2、“6”接PLC輸入端的I3.3、“7”接PLC輸入端的I3.4、“8”接PLC輸入端的I3.5、“9”接PLC輸入端的I3.6、“10”接PLC輸入端的I3.7、“11”接PLC輸入端的I4.0；Q1的“10”接I1.2、“11”接I1.

13、1、“12”接I0.2；Q2的“10”接I1.4、“11”接I1.3、“12”接I0.3；Q3的“15”接I2.3、“16”接I2.4、“17”接I0.4。（7）Q1的“19”一一對(duì)應(yīng)“Q1-1Q1-9”的兩端；Q2的“19”一一對(duì)應(yīng)“Q2-1Q2-9”的兩端；Q3的“114”一一對(duì)應(yīng)“Q3-1Q3-14”的兩端。2. 4 PLC選型設(shè)計(jì)（1）I/O點(diǎn)數(shù)的選擇PLC平均的I/O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I/O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的I/O點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。通常I/O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上1015的裕量來確定。（2）存儲(chǔ)

14、容量的選擇用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25%之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。根據(jù)被控對(duì)象的I/0點(diǎn)數(shù)以及成本、工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，我們采用SIEMENS公司的S7-200系列PLC就能滿足要求了。SIMATIC S7-200系列是西門子公司小型可編程序控制器，可以單機(jī)運(yùn)行，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面(HMI)可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)

15、軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡(jiǎn)單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)，同時(shí)具有可靠性高，運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，繼承了和發(fā)揮了它在大、中型PLC領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，其性能價(jià)格比高，所以在規(guī)模不太大的領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。2. 5 其它元器件選型設(shè)計(jì)主電路采用交流接觸器控制正反轉(zhuǎn), 電機(jī)二次采用交流接觸器分段切換電阻, 操作回路由聯(lián)動(dòng)臺(tái)控制器控制, 保護(hù)回路采用電流繼電器和接近開關(guān)。此外還有一些常用的低壓電器，如開關(guān)電器、熔斷器、主令電氣和各類繼電器等。所選電機(jī)參數(shù)如下表表2.5.1 電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)規(guī)格定子轉(zhuǎn)子功率KW轉(zhuǎn)速R電流過流電壓電流YZ

16、R160M1-65.5930152013825.7YZR200L-81571233.56017853.5YZR250M1-83072063.410027268.82.5.1 刀開關(guān)的選擇刀開關(guān)的選用主要考慮一下幾點(diǎn):第一，根據(jù)使用場(chǎng)合去選擇合適的產(chǎn)品型號(hào)和操作方式；第二，應(yīng)使其額定電壓等于或大于電路的額定電壓，其額定電流應(yīng)等于或大于電路的額定電流；第三，安裝方式與定位尺寸。選擇HR5型刀開關(guān)，額定電壓380V，總電流：，故可選刀開關(guān)型號(hào)為：HR5-200。2.5.2 熔斷器的選擇選擇合適的熔斷器主要考慮如下幾點(diǎn)（1）熔斷器類型 應(yīng)根據(jù)線路要求、使用場(chǎng)合、安裝條件和各類熔斷器的適用范圍來確定。（

17、2）熔斷器額定電壓 應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（3）熔體的額定電流 與負(fù)載的大小及性質(zhì)有關(guān)，其選擇方法是：對(duì)于阻性負(fù)載的短路電流保護(hù)應(yīng)使熔斷器的熔體電流等于或大于電路的工作電流。而對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)考慮沖擊電流的影響，應(yīng)按下式計(jì)算：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：式中，為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；為其他電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。（4）額定分?jǐn)嗄芰?必須大于電路中可能出現(xiàn)的最大故障電流。（5）選擇性保護(hù)特性 在電路系統(tǒng)中，電器之間的選擇性保護(hù)特性非常重要，它能把故障產(chǎn)生的影響限制在最小范圍內(nèi)，即要求電路中某一支路發(fā)生短路或過載故障時(shí)，只有距離故障點(diǎn)最近的熔斷器動(dòng)作，而主回路的熔斷器或斷路器不動(dòng)作，這種合理的選配

18、稱選擇性配合。根據(jù)系統(tǒng)的具體條件可為熔斷器之間上一級(jí)和下一級(jí)的選擇性配合以及斷路器與熔斷器的選擇性配合等。具體選擇可參考各電路的保護(hù)特性。綜合以上各點(diǎn)選擇NGT3型熔斷器，額定電壓380V，額定電流450A。2.5.3 接觸器的選擇接觸器的選擇主要依據(jù)以下幾個(gè)方面：（1）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器的類型。（2）額定電壓應(yīng)大于或等于主電路的工作電壓。（3）額定電流應(yīng)大于或等于被控電路的額定電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載還應(yīng)根據(jù)其運(yùn)行方式適當(dāng)增大或減小。（4）吸引線圈的額定電壓與頻率要與所在控制電路的選用電壓和頻率一致。實(shí)際應(yīng)用中是用凸輪控制器控制繞線電動(dòng)機(jī)的，凸輪控制器如圖2.5.1所示,原理圖如圖2.5.2

19、所示。而這里選用的是KT10系列的凸輪控制器?？刂拼筌嚨耐馆喛刂破鳛镵T10-25J/2,控制小車的為KT10-25J/1，控制副鉤的為KT10-60J/1，控制主鉤的為KT10-100J/1。圖2.5.1 凸輪控制器圖2.5.2 凸輪控制器原理圖根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的額定電流可以分別選擇接觸器，控制各個(gè)電動(dòng)機(jī)的接觸器如表2.5.2所示。表2.5.2型號(hào)規(guī)格定子轉(zhuǎn)子功率KW轉(zhuǎn)速R電流導(dǎo)線過流接觸器電壓電流導(dǎo)線接觸器YZR160M1-65.593015420KT10-2513825.74KT10-25YZR200L-81571233.5660KT10-6017853.510KT10-60YZR250M1

20、-83072063.416100KT10-10027268.816KT10-1002.5.4 熱繼電器的選擇考慮到是交流電源，所以選取具有斷相保護(hù)的JR20系列熱繼電器，同時(shí)具有溫度補(bǔ)償、整定電流可調(diào)和手動(dòng)復(fù)位等功能，由電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇熱繼電器，YZR160M1-6型電機(jī)可用JR20-16（熱元件代號(hào)6S），YZR200L-8型電機(jī)可用JR20-63（熱元件代號(hào)2U），YZR250M1-8型電機(jī)用JR20-63（熱元件代號(hào)6U）。2.6 I/O地址定義 I/O地址定義如表2.2所示。表2.2 I/O地址定義序號(hào)功能輸入序號(hào)功能輸出1緊急開關(guān)SA4I0.01主控接觸器KM6Q0.02啟動(dòng)按鈕

21、SB2I0.12接入電阻切換接觸器KM1Q0.13Q1 置零位Q1-12I0.23接入電阻切換接觸器KM2Q0.24Q2置零位Q2-12I0.34接入電阻切換接觸器KM3Q0.35Q3置零位Q3-17I0.45接入電阻切換接觸器KM4Q0.46艙門安全開關(guān)SA5I0.56接入電阻切換接觸器KM5Q0.57橫梁安全開關(guān)SA6I0.67主鉤反向接觸器KM8Q0.68橫梁安全開關(guān)SA7I0.78主鉤正向接觸器KM7Q0.79副鉤上限位SQ1I1.09主鉤制動(dòng)接觸器KM9Q1.010連鎖Q1-11I1.110主鉤上升HL1Q1.111連鎖Q1-10I1.211主鉤下降HL2Q2.012連鎖Q2-11I

22、1.312副鉤上升HL3Q2.113連鎖Q2-10I1.413副鉤下降HL4Q2.214小車后限位SQ2I1.514小車向前HL5Q2.315小車前限位SQ3I2.015小車向后HL6Q2.416大車右限位SB5I2.116大車向左HL7Q2.517大車左限位SB7I2.217大車向右HL8Q2.618連鎖Q3-15I2.319連鎖Q3-16I2.420主鉤上限位SQ4I2.521主鉤控制SA-1I2.622主鉤控制SA-2I2.723主鉤控制SA-3I3.024主鉤控制SA-4I3.125主鉤控制SA-5I3.226主鉤控制SA-6I3.327主鉤控制SA-7I3.428主鉤控制SA-8I3

23、.529主鉤控制SA-9I3.630主鉤控制SA-10I3.731主鉤控制SA-11I4.032主鉤控制電路電源SA2I4.13 PLC軟件設(shè)計(jì)3. 1 STEP 7-MicroWIN編程軟件STEP 7-MicroWIN編程軟件是S7-200系列PLC專用的編程、調(diào)試和監(jiān)控軟件，其編程界面和幫助文檔大部分已漢化，為用戶實(shí)現(xiàn)開發(fā)、編程和監(jiān)控程序提供了良好的界面。STEP 7-MicroWIN編程軟件為用戶提供了3種程序編輯器：梯形圖、指令表和功能塊圖編輯器，同時(shí)還提供了完善的在線幫助功能，非常方便用戶獲取需要的幫助信息。一、STEP 7-Micro/WIN的窗口組件“視圖”：選擇該類別，為程序

24、塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉參考及通訊顯示按鈕控制?！肮ぞ摺保哼x擇該類別，顯示指令向?qū)?、文本顯示向?qū)А⑽恢每刂葡驅(qū)?、EM 253控制面板和調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展向?qū)У陌粹o控制。注釋：當(dāng)操作欄包含的對(duì)象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無法顯示時(shí)，操作欄顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對(duì)象。2、指令樹 提供所有項(xiàng)目對(duì)象和為當(dāng)前程序編輯器（LAD、FBD或STL）提供的所有指令的樹型視圖。用戶可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“項(xiàng)目”部分的文件夾，插入附加程序組織單元（POU）；也可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單個(gè)POU，打開、刪除、編輯其屬性表，用密碼保護(hù)或重命名子程序及中斷例行程序。可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“指令”部分的一個(gè)

25、文件夾或單個(gè)指令，以便隱藏整個(gè)樹。一旦打開指令文件夾，就可以拖放單個(gè)指令或雙擊，按照需要自動(dòng)將所選指令插入程序編輯器窗口中的光標(biāo)位置?？梢詫⒅噶钔戏旁谧约骸捌谩钡奈募A中，排列經(jīng)常使用的指令。3、交叉參考允許用戶檢視程序的交叉參考和組件使用信息。4、數(shù)據(jù)塊 允許用戶顯示和編輯數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。5、狀態(tài)圖窗口允許用戶將程序輸入、輸出或變量置入圖表中，以便追蹤其狀態(tài)。您可以建立多個(gè)狀態(tài)圖，以便從程序的不同部分檢視組件。每個(gè)狀態(tài)圖在狀態(tài)圖窗口中有自己的標(biāo)簽。6、符號(hào)表全局變量表窗口允許用戶分配和編輯全局符號(hào)（即可在任何POU中使用的符號(hào)值，不只是建立符號(hào)的POU）。您可以建立多個(gè)符號(hào)表?？稍陧?xiàng)目中增加一

26、個(gè)S7-200系統(tǒng)符號(hào)預(yù)定義表。7、輸出窗口 在用戶編譯程序時(shí)提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您編譯程序或指令庫時(shí)，提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，您可以雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。8、狀態(tài)條 提供用戶在STEP 7-Micro/WIN中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。9、程序編輯器窗口 包含用于該項(xiàng)目的編輯器（LAD、FBD或STL）的局部變量表和程序視圖。如果需要，用戶可以拖動(dòng)分割條，擴(kuò)展程序視圖，并覆蓋局部變量表。當(dāng)您在主程序一節(jié)（MAIN）之外，建立子程序或中斷例行程序時(shí)，標(biāo)記出現(xiàn)在程序編輯器窗口的底部。可點(diǎn)擊該

27、標(biāo)記，在子程序、中斷和OB1之間移動(dòng)。10、局部變量表 包含用戶對(duì)局部變量所作的賦值（即子程序和中斷例行程序使用的變量）。在局部變量表中建立的變量使用暫時(shí)內(nèi)存；地址賦值由系統(tǒng)處理；變量的使用僅限于建立此變量的POU。11、菜單條 允許用戶使用鼠標(biāo)或鍵擊執(zhí)行操作。您可以定制“工具”菜單，在該菜單中增加自己的工具。 12、工具條 為最常用的STEP 7-Micro/WIN操作提供便利的鼠標(biāo)訪問。用戶可以定制每個(gè)工具條的內(nèi)容和外觀。二、如何輸入PLC控制程序以三相異步電動(dòng)機(jī)啟停程序?yàn)槔?，熟悉STEP7 Micro WIN V4.0編程軟件的使用方法。梯形圖如下：1、打開新項(xiàng)目 雙擊STEP 7-Mi

28、cro/WIN圖標(biāo)，或從開始菜單選擇SIMATICSTEP 7 Micro/WIN，啟動(dòng)應(yīng)用程序。會(huì)打開一個(gè)新STEP 7-Micro/WIN項(xiàng)目。 2、打開現(xiàn)有項(xiàng)目從STEP 7-Micro/WIN中，使用文件菜單，選擇下列選項(xiàng)之一：（1）打開允許瀏覽至一個(gè)現(xiàn)有項(xiàng)目，并且打開該項(xiàng)目。 （2）文件名稱如果用戶最近在一項(xiàng)目中工作過，該項(xiàng)目在文件菜單下列出，可直接選擇，不必使用打開對(duì)話框。 3、進(jìn)入編程狀態(tài)：?jiǎn)螕糇髠?cè)查看中的程序塊，進(jìn)入編程狀態(tài)。4、選擇編程語言：打開菜單欄中的 查看，選擇 梯形圖 語言；（也可選STL（語句表）、FBD（功能塊） （1）選擇MAIN主程序，在網(wǎng)絡(luò)1中輸入程序。（2

29、）單擊網(wǎng)絡(luò)1中的從菜單欄或指令樹中選擇相關(guān)符號(hào)。如在指令樹中選擇，可在指令中雙擊位邏輯，從中選擇 常開觸點(diǎn)符號(hào)，雙擊；再選擇常閉觸點(diǎn)符號(hào)，雙擊；再選擇輸出線圈符號(hào)，雙擊；將光標(biāo)移到常開觸點(diǎn)下面，單擊菜單欄中的，再選擇常開觸點(diǎn)，左移光標(biāo)，單擊，完成梯形圖。（3）給各符號(hào)加器件號(hào)：逐個(gè)選擇？，輸入相應(yīng)的器件號(hào)。（4）保存程序：在菜單欄中File（文件）Save（保存），輸入文件名，保存。（5）編譯：使用菜單“PLC”“編譯”或“PLC”“全部編譯”命令，或者用工具欄按鈕或執(zhí)行編譯功能。編譯完成后在信息窗口會(huì)顯示相關(guān)的結(jié)果，以便于修改。 5、建立PC及PLC的通信連接線路并完成參數(shù)設(shè)置 （1）聯(lián)接P

30、C：聯(lián)接時(shí)應(yīng)將PC/PPI電纜的一端與計(jì)算機(jī)的COM端相接，另一端與S7-200PLC的PORT0或PORT1端口相連如下圖（2）參數(shù)設(shè)置：設(shè)置PC/PPI電纜小盒中的DIP開關(guān)將通訊的波特率設(shè)置為9.6K；將PLC的方式開關(guān)設(shè)置在STOP位置，給PLC上電；打開STEP7-Micro/WIN 32軟件并點(diǎn)擊菜單欄中的“PLC”“類型”彈出“PLC類型”窗口，單擊“讀取PLC”檢測(cè)是否成功，或者從下拉菜單中選擇CPU226，單擊“通信”按鈕，系統(tǒng)彈出“通信”窗口，雙擊擊PC/PPI電纜的圖標(biāo)，檢測(cè)通信成功與否，如下圖所示 6、下裝程序：如果您已經(jīng)成功地在運(yùn)行STEP 7-Micro/WIN的個(gè)

31、人計(jì)算機(jī)和PLC之間建立通訊，您可以將程序下載至該P(yáng)LC。請(qǐng)遵循下列步驟。（1）下載至PLC之前，您必須核實(shí)PLC位于停止模式。檢查PLC上的模式指示燈。如果PLC未設(shè)為停止模式，點(diǎn)擊工具條中的停止按鈕。 （2）點(diǎn)擊工具條中的下載按鈕，或選擇文件 下載，出現(xiàn)下載對(duì)話框。 （3）根據(jù)默認(rèn)值，在您初次發(fā)出下載命令時(shí)，程序代碼塊、數(shù)據(jù)塊和CPU配置（系統(tǒng)塊）復(fù)選框被選擇。如果您不需要下載某一特定的塊，清除該復(fù)選框。 （4）點(diǎn)擊確定，開始下載程序。 （5）如果下載成功，一個(gè)確認(rèn)框會(huì)顯示以下信息：下載成功。繼續(xù)執(zhí)行步驟12。 （6）如果STEP 7-Micro/WIN中用于您的PLC類型的數(shù)值與您實(shí)際使

32、用的PLC不匹配，會(huì)顯示以下警告信息：為項(xiàng)目所選的PLC類型與遠(yuǎn)程PLC類型不匹配。繼續(xù)下載嗎？ （7）欲糾正PLC類型選項(xiàng)，選擇否，終止下載程序。 （8）從菜單條選擇PLC 類型，調(diào)出PLC類型對(duì)話框。 （9）從下拉列表方框選擇糾正類型，或單擊讀取PLC按鈕，由STEP 7-Micro/WIN自動(dòng)讀取正確的數(shù)值。（10）點(diǎn)擊確定，確認(rèn)PLC類型，并清除對(duì)話框。 （11）點(diǎn)擊工具條中的下載 按鈕，重新開始下載程序，或從菜單條選擇文件 下載。 （12）一旦下載成功，在PLC中運(yùn)行程序之前，您必須將PLC從STOP（停止）模式轉(zhuǎn)換回RUN（運(yùn)行）模式。點(diǎn)擊工具條中的運(yùn)行按鈕，或選擇PLC 運(yùn)行，轉(zhuǎn)

33、換回RUN（運(yùn)行）模式。7、運(yùn)行和調(diào)試程序。 （1）將CPU上的RUNSTOP開關(guān)撥到RUN位置；CPU上的黃色STOP狀態(tài)指示燈滅，綠色指示燈亮； （2）在STEPMicro/WIN軟件中使用菜單命令“PLC”“RUN（運(yùn)行）”和“PLC”“STOP（停止）”，或者工具欄按鈕和改變CPU的運(yùn)行狀態(tài)；（3）接通I0.0對(duì)應(yīng)的按鈕，觀察運(yùn)行結(jié)果。 8、監(jiān)控程序狀態(tài) （1）程序在運(yùn)行時(shí)可以用菜單命令中“調(diào)試”“開始程序狀態(tài)監(jiān)控”或者工具欄按鈕對(duì)程序狀態(tài)監(jiān)控進(jìn)行監(jiān)控。 強(qiáng)制輸入I0.0置位，再觀察運(yùn)行結(jié)果并監(jiān)控程序； 強(qiáng)制I0.1置位，再觀察運(yùn)行結(jié)果并監(jiān)控程序。取消強(qiáng)制 （2）也可使用菜單命令中“查

34、看”“組件”“狀態(tài)表”或單擊瀏覽條“查看”中“狀態(tài)表”圖標(biāo)，打開狀態(tài)圖表，輸入需監(jiān)控的元件進(jìn)行監(jiān)控。 使用菜單命令中“調(diào)試”“狀態(tài)表”或單擊工具欄控鈕打開狀態(tài)圖表，輸入需監(jiān)控的元件進(jìn)行監(jiān)控。9、建立符號(hào)表 在“引導(dǎo)條”單擊“符號(hào)表”圖標(biāo)，或“查看”菜單“組件”“符號(hào)表”項(xiàng)，打開符號(hào)表，將直接地址編號(hào)（如I0.0）用具有實(shí)際含義的符號(hào)（如正向起動(dòng)按鈕）代替。 10、符號(hào)尋址 在菜單中“查看”“符號(hào)尋址”，編寫程序時(shí)可以輸入符號(hào)地址或絕對(duì)地址，使用絕對(duì)地址時(shí)它們將被自動(dòng)轉(zhuǎn)換為符號(hào)地址，在程序中將顯示符號(hào)地址。觀察程序變化。11、改變信號(hào)狀態(tài)，再觀察運(yùn)行結(jié)果并監(jiān)控程序。三、PLC控制程序的上傳可選用

35、以下3種方式進(jìn)行程序上傳：1、點(diǎn)擊“上載”按鈕。 2、選擇菜單命令文件 上載。3、按快捷鍵組合 Ctrl+U。 要上載（PLC 至編輯器），PLC 通信必須正常運(yùn)行。確保網(wǎng)絡(luò)硬件和 PLC 連接電纜正常操作。選擇想要的塊（程序塊、數(shù)據(jù)塊或系統(tǒng)塊），選定要上載的程序組件就會(huì)從 PLC 復(fù)制到當(dāng)前打開的項(xiàng)目，用戶就可保存已上載的程序。3. 2 PLC電氣控制程序 4 20/5t橋式起重機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)4. 1 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備試驗(yàn)臺(tái)THHPES-2型機(jī)床PLC電氣控制實(shí)訓(xùn)考核裝置，PLC采用SIEMENS S7-200 CN,包括CPU 224 CN AC/DC/RLY 214-1BD23-0XB8,輸入

36、輸出擴(kuò)展模塊EM 221 CN DC 221-1BH22-0XA8，EM 223 CN DC/RLY 223-1PH22-0XA8，空氣開關(guān)，熔斷器，接觸器，斷路器，導(dǎo)線若干等。4. 2 實(shí)驗(yàn)步驟1.準(zhǔn)備工作。（1）斷開其他電源，只接通主機(jī)電源將相應(yīng)程序下載到主機(jī)中。（2）斷開三相電源和PLC電源，按實(shí)驗(yàn)接線圖（如圖3.2所示）認(rèn)真接線，先接PLC控制線路，再接主電氣控制線路。仔細(xì)檢查接線以確保接線無誤。（3）查看各電氣元件上的接線是否牢固，各熔斷器是否安裝良好。（4）檢查接線無誤后，插上三相電源。2.操作試運(yùn)行。（1）合上電源總開關(guān)QS，將兩個(gè)“橫梁安全開關(guān)”SA7、SA6，“艙門安全開關(guān)”

37、SA5置于“1”位置，將緊急開關(guān)SA4置于“1”位置，將Q1、Q2、Q3、SA置“0”位，為起動(dòng)做好準(zhǔn)備。（2）按下啟動(dòng)按鈕SB2，KM6吸合接通電源。（3）副鉤的控制將副鉤控制開關(guān)Q1順時(shí)針轉(zhuǎn)到1位，“副鉤提升”指示燈HL3亮，“副鉤”電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)升高，將Q1扳回“0”位，“副鉤”電機(jī)停轉(zhuǎn)，“副鉤提升”指示燈HL3滅。在副鉤提升過程中，按下SQ1，接觸器KM6斷開，副鉤電機(jī)停止運(yùn)行，若要使電機(jī)運(yùn)行，需將“Q1”置“0”位，重新啟動(dòng)SB2。將副鉤控制開關(guān)Q1逆時(shí)針轉(zhuǎn)到“1”位，“副鉤”電動(dòng)機(jī)以較低的速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)“副鉤下降”指示燈HL4亮。依次轉(zhuǎn)到

38、2、3、4、5位，“副鉤”電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增高，將Q1轉(zhuǎn)回“0”位，“副鉤”電動(dòng)機(jī)停止，“副鉤下降”下降指示燈HL4滅。（4）小車的控制將小車控制開關(guān)Q2順時(shí)針轉(zhuǎn)到“1”位，“小車向前”指示燈HL5亮，小車電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)升高，將Q2扳回“0”位，小車電機(jī)停止運(yùn)行，若要使電機(jī)運(yùn)行，需將“Q2”置“0”位，重新啟動(dòng)SB2。將小車控制開關(guān)Q2逆時(shí)針轉(zhuǎn)到“1”位，小車電動(dòng)機(jī)以較低的速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)“小車向后”指示燈HL6亮，依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)升高，將Q2扳回“0”位，小車電機(jī)停轉(zhuǎn)，“小車向后”指示燈滅。在小車向后運(yùn)行過程中，按下SQ2，接

39、觸器KM6斷開，小車電機(jī)停止運(yùn)行，若要使電機(jī)運(yùn)行，需將“Q2”置“0”位，重新啟動(dòng)SB2。（5）大車的控制將大車控制開關(guān)Q3順時(shí)針轉(zhuǎn)到1位，“大車向左”指示燈HL7亮，大車電動(dòng)機(jī)（兩個(gè)）低速運(yùn)轉(zhuǎn)，依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)升高，將Q3扳回“0”位，大車電機(jī)停轉(zhuǎn)，“大車向左”指示燈HL7滅。在大車向左運(yùn)行過程中，按下SB7,接觸器KM6斷開，大車電機(jī)停止運(yùn)行，若要使電機(jī)運(yùn)行，需將“Q3”置“0”位，重新啟動(dòng)SB2。將大車控制開關(guān)Q3逆時(shí)針轉(zhuǎn)到“1”位，大車電動(dòng)機(jī)（兩個(gè)）以較低的速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)“大車向右”指示燈HL8亮。依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位，大車電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增高，將Q2轉(zhuǎn)回

40、“0”位，大車電動(dòng)機(jī)停止，“大車向右”指示燈HL8滅。在大車向右運(yùn)行過程中，按下SB5，接觸器KM6斷開，大車電機(jī)停止運(yùn)行，若要使電機(jī)運(yùn)行，需將Q3置“0”位，重新啟動(dòng)SB2。（6）主鉤的控制：合上主鉤主電路電源開關(guān)SA1和主鉤控制電源開關(guān)SA2。將主鉤的控制開關(guān)SA向右轉(zhuǎn)到上升檔得的第“1”位置，KM7、KM9、KM1吸合，“主鉤提升”指示燈HL1亮，同時(shí)主鉤電動(dòng)機(jī)正傳，將SA依次轉(zhuǎn)到2、3、4、5位，KM2、KM3、KM4、KM5相繼吸合，主鉤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸提高；將SA依次轉(zhuǎn)回至“0”位，接觸器KM5-KM2依次斷開，當(dāng)SA置“0”位時(shí)，KM1、KM7、KM9斷開，主鉤電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，“主鉤提升”指示燈HL1滅。若在主鉤電動(dòng)機(jī)上升過程中按下主鉤上升限位開關(guān)SQ4，則所有主鉤的控制接觸器均釋放，松開SQ4，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。將主鉤的控制開關(guān)SA向左轉(zhuǎn)到下降檔的“C”位置，KM7、KM1、KM2吸合，主鉤電動(dòng)機(jī)以一個(gè)較低的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)；“主鉤下降”指示燈HL2亮。將SA轉(zhuǎn)到下降檔的第1、2位時(shí)，SA-4閉合，KM7通電吸合（表示制動(dòng)器松閘），SA-8、SA-7相繼斷開，KM2、KM1相繼釋放，