電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）-基于羅克韋爾PLC的化堿過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遼寧工業(yè)大學(xué)電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：基于羅克韋爾PLC的化堿過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院（系）：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目基于羅克韋爾PLC的化堿過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、在化堿過(guò)程中，堿粉和赤泥漿輸送到化堿池中混合后形成堿赤泥漿，該過(guò)程的控制系統(tǒng)完成以下功能：1、實(shí)現(xiàn)赤泥漿泵和堿粉皮帶秤的啟?？刂疲?、實(shí)現(xiàn)堿粉流量控制功能；3、實(shí)現(xiàn)赤泥漿流量控制功能。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：1、采用Rockwell公司的Controllogix系列PLC；2、方案設(shè)計(jì)，I/O分配表；3、硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)；4、關(guān)鍵儀表及設(shè)備選型；5、離線運(yùn)行結(jié)果分析；6、撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；技術(shù)參數(shù)：1、電動(dòng)機(jī)的額定功率22Kw，額定電壓380V，額定電流7A，額定轉(zhuǎn)速1450rpm。2、堿粉的流量范圍為20-40t/h；赤泥漿流量范圍為60-80t/h進(jìn)度計(jì)劃1、熟悉課程設(shè)計(jì)題目，查找及收集相關(guān)書(shū)籍、資料（2天）；2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖（2天）；3、儀表、控制系統(tǒng)等設(shè)備的選型（2天）；4、程序開(kāi)發(fā)及調(diào)試（5天）；5、撰寫(xiě)課設(shè)論文（天）；6、設(shè)計(jì)結(jié)果考核（天）；指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績(jī)：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算

摘要化堿過(guò)程是生料漿配料過(guò)程的重要組成部分，目前生料漿的配料方式主要是依據(jù)傳統(tǒng)人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配料，由于生料漿配料過(guò)程的復(fù)雜特性，因此采用人工配料方法難以使生料漿各項(xiàng)指標(biāo)難以達(dá)到工藝生產(chǎn)要求。在化堿過(guò)程中，堿粉通過(guò)皮帶秤，赤泥漿通過(guò)赤泥漿泵被輸送到化堿池中，混合后形成堿赤泥漿。本設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)赤泥漿泵的啟?？刂坪蛯?duì)堿粉皮帶秤的啟?？刂疲瑢?shí)現(xiàn)了對(duì)堿粉流量控制功能，和對(duì)赤泥漿的流量控制功能。與人工配料方法相比較，化堿控制系統(tǒng)更具有準(zhǔn)確性，能更為精確的控制配料比，從而提高生料漿產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：皮帶秤；赤泥漿泵；控制；生料漿；精確目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 1第2章化堿過(guò)程控制系統(tǒng)的方案 3概述 3系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 3堿粉回路控制 3赤泥漿回路控制 4第3章硬件設(shè)計(jì) 6系統(tǒng)的硬件模塊結(jié)構(gòu) 63.2PLC產(chǎn)品選型 7以太網(wǎng) 7流量計(jì)及變頻器 83.51756I/O模塊 9皮帶秤的選定 10組態(tài)I/O模塊 10第4章軟件設(shè)計(jì) 13系統(tǒng)的軟件流程圖 13赤泥漿控制子系統(tǒng)流程圖 13堿粉控制子系統(tǒng)流程圖 144.2PID參數(shù)設(shè)置 15堿粉皮帶秤及赤泥漿泵起停程序 17堿粉流量及赤泥漿流量控制 17網(wǎng)絡(luò)配置 18第5章運(yùn)行情況展示 20赤泥漿泵運(yùn)行情況 20堿粉皮帶秤運(yùn)行情況 20同時(shí)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行情況 21第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 22參考文獻(xiàn) 23緒論在鋼鐵、電力、醫(yī)藥、水泥、化工、冶金等許多工業(yè)流程中，都存在配料過(guò)程。配料過(guò)程主要是將各種物料按照生產(chǎn)要求以一定的比例進(jìn)行混合，配制出各項(xiàng)指標(biāo)符合生產(chǎn)需要的混合物料，滿足后續(xù)生產(chǎn)的需求，提高最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。這些配料過(guò)程一般都具有多變量、大時(shí)滯、強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合等控制難點(diǎn)，屬于復(fù)雜工業(yè)過(guò)程。所以，針對(duì)于配料過(guò)程的優(yōu)化控制方法的研究就變得比較復(fù)雜。針對(duì)配料過(guò)程，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要做了一下幾方面的研究：一是對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程，怎樣建立更加精確的數(shù)學(xué)模型；二是采用什么優(yōu)化控制算法，能有效的解決配料過(guò)程中存在的多變量、強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合等控制難題?；瘔A過(guò)程是一種典型的復(fù)雜工業(yè)過(guò)程，目前化堿的配料方式主要是依據(jù)傳統(tǒng)人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配料，由于生料漿配料過(guò)程的復(fù)雜特性，因此采用人工配料方法難以使生料漿各項(xiàng)指標(biāo)難以達(dá)到工藝生產(chǎn)要求，導(dǎo)致了生料漿產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，堿比和水分等指標(biāo)的合格率低。PLC控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，是工業(yè)控制的核心部分。自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。PLC控制器是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)七十年代的PLC控制器只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車(chē)制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。本設(shè)計(jì)正是基于羅克韋爾PLC的化堿過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，與西門(mén)子PLC相比羅克韋爾PLC具有通訊功能更強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用，配備軟件也相對(duì)容易的特點(diǎn)。羅克韋爾PLC在模擬量轉(zhuǎn)化中不需要轉(zhuǎn)化，只要把MAXMIN和對(duì)應(yīng)你傳感器的輸出特性鏈接即可，另外，羅克韋爾PLC無(wú)需插入硬件，鏈接好PLC后可以直接讀到其他變量。5000軟件都是塊編程，對(duì)于初級(jí)編程者更實(shí)用。

化堿過(guò)程控制系統(tǒng)的方案概述由于生料漿的物料像堿粉、赤泥漿、混礦和石灰石的成分一般是不去人為改變的，生料漿各項(xiàng)指標(biāo)的好壞主要取決于物料的配比，好的配比可以獲得各項(xiàng)指標(biāo)符合生產(chǎn)要求的生料漿，壞的配比會(huì)誤導(dǎo)生產(chǎn)，造成生料漿各項(xiàng)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)和頻繁波動(dòng)。本設(shè)計(jì)中堿粉的流量范圍為20-40t/h；赤泥漿流量范圍為60-80t/h。系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)。圖2.1化堿系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖在堿粉和赤泥漿的控制系統(tǒng)中，通過(guò)流量計(jì)檢測(cè)堿粉和赤泥漿流量反饋給PLC，PLC控制皮帶秤和赤泥漿泵的啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)，保證堿粉流量范圍為20—40t/h，赤泥漿流量范圍為60—80t/h。堿粉回路控制控制系統(tǒng)采用的是閉環(huán)控制方法，當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)選擇按鈕，手動(dòng)設(shè)定與自動(dòng)調(diào)節(jié)之間是沒(méi)有靜差的。堿粉回路控制圖如圖2.2所示。圖堿粉回路控制圖對(duì)堿粉流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的是：通過(guò)自動(dòng)調(diào)整下料皮帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使堿粉流量穩(wěn)定在20-40t/h的范圍內(nèi)，先給定堿粉流量設(shè)定值，通過(guò)PI控制器和變頻機(jī)構(gòu)，對(duì)堿粉皮帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足生料漿指標(biāo)中的堿比。在處于自動(dòng)控制的過(guò)程中，為避免電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速頻繁被調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)速在流量設(shè)定值±死區(qū)范圍時(shí)，不調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速。赤泥漿回路控制控制系統(tǒng)采用的是閉環(huán)控制方法，當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)選擇按鈕，改變控制量的調(diào)節(jié)方式，用手動(dòng)設(shè)定取代自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且手動(dòng)設(shè)定與自動(dòng)調(diào)節(jié)之間是沒(méi)有靜差的。赤泥漿回路控制圖如圖2.3所示。圖赤泥漿回路控制對(duì)赤泥漿流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的是：通過(guò)自動(dòng)調(diào)整下料皮帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使赤泥漿流量穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)，先給定赤泥漿流量設(shè)定值，通過(guò)PI控制器和變頻機(jī)構(gòu)，對(duì)堿粉皮帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足生料漿指標(biāo)中的堿比。在處于自動(dòng)控制的過(guò)程中，變頻器輸出被限制在20%-80%范圍內(nèi)調(diào)整，為避免電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速頻繁被調(diào)節(jié)，當(dāng)轉(zhuǎn)速在流量設(shè)定值±死區(qū)范圍時(shí)，不調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速。硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件模塊結(jié)構(gòu)Controllogix是羅克韋爾自動(dòng)化Logix控制引擎系列中最具代表性的產(chǎn)品。從外表看起來(lái)像一個(gè)可編程控制器系統(tǒng)，但是實(shí)際上他卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)意義上的PLC系統(tǒng)。Controllogix體系結(jié)構(gòu)是最新科技的多控制律集成控制平臺(tái)，是先進(jìn)的混成控制，可以完成順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、傳統(tǒng)控制、和過(guò)程控制。無(wú)論是高速離散控制、復(fù)雜過(guò)程控制，伺服控制，還是高速傳動(dòng)控制等各種應(yīng)用，借助單一的Controllogix平臺(tái)，用戶只需掌握一直編程軟件，就能根據(jù)應(yīng)用要求不同，選擇標(biāo)準(zhǔn)模塊，選擇標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)/總線得到所需的控制系統(tǒng)。如圖3.1系統(tǒng)硬件圖。圖3.1系統(tǒng)硬件圖Controllogix系統(tǒng)能夠與現(xiàn)有基于PLC系統(tǒng)完美結(jié)合，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)用戶完美結(jié)合并可以實(shí)現(xiàn)信息的透明呼喚，與其他網(wǎng)絡(luò)上的程序處理器完美結(jié)合。Controllogix系統(tǒng)的模塊化I/O、內(nèi)存及通信接口為用戶提供了一種即可組態(tài)又便于擴(kuò)展的系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)需要靈活配置所需的I/O數(shù)量，內(nèi)存容量以及通信網(wǎng)絡(luò)。以后當(dāng)用戶需要進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，可隨時(shí)添加I/O，內(nèi)存及通信接口。Controllogix允許用戶帶電插拔系統(tǒng)中的任何模塊，而不會(huì)對(duì)模塊造成損壞。這樣用戶就可以在繼續(xù)維持系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)更換故障模塊。Controllogix可以在網(wǎng)絡(luò)之間、網(wǎng)絡(luò)的鏈路之間以及通過(guò)背板的模塊之間實(shí)現(xiàn)信息的高速傳送。可以通過(guò)Ethernet、ControlNet和DeviceNet網(wǎng)絡(luò)將處理器連接起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)分布式處理。也可以通過(guò)ControlNet、DeviceNet和普通RemoteI/O鏈路可將遠(yuǎn)程處理器的分布式I/O連接起來(lái)。Controllogix采用特殊設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度工業(yè)硬件平臺(tái)，而可耐受震動(dòng)、高溫以及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾。硬件采取小型化設(shè)計(jì)適用于有限的配電盤(pán)空間。Controllogix操作系統(tǒng)提供了真正具有優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)環(huán)境，從而允許用戶通過(guò)單獨(dú)排定軟件組件來(lái)滿足自己的應(yīng)用要求。這就大幅度提高了處理器的效率，而且降低了成本，因?yàn)樗梢詼p少整個(gè)控制系統(tǒng)的處理器數(shù)量。PLC產(chǎn)品選型在選擇PLC產(chǎn)品型號(hào)時(shí)，應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此得到PLC所需的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，對(duì)控制點(diǎn)數(shù)有一個(gè)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)，這往往是選擇PLC的首要條件，一般選擇比控制點(diǎn)數(shù)多10%~30%的PLC。PLC系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器基本上由PROM、EPROM及PAM三種類(lèi)型組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力低于6KB，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá)64KB，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來(lái)選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可專(zhuān)門(mén)進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。1756-L61的通訊功能更強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用，配備軟件也相對(duì)容易，因此選擇1756-L61作為本設(shè)計(jì)的CPU。以太網(wǎng)以太網(wǎng)技術(shù)的最初進(jìn)展來(lái)自于施樂(lè)帕洛阿爾托研究中心的許多先鋒技術(shù)項(xiàng)目中的一個(gè)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類(lèi)型和信號(hào)處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包，雙絞線電纜10BaseT以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)。直擴(kuò)的無(wú)線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開(kāi)放性最好。以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級(jí)聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)沖突檢測(cè)。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生沖突，這會(huì)降低以太網(wǎng)的效率。全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這種安排沒(méi)有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個(gè)獨(dú)立的線路，這等于沒(méi)有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。例如在上例的車(chē)站間又加了一條并行的鐵軌，同時(shí)可有兩列火車(chē)雙向通行。在全雙工模式下，沖突檢測(cè)電路不可用，因此每個(gè)全雙工連接只用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50%～60%的帶寬，全雙工在兩個(gè)方向上都提供100%的效率。以太網(wǎng)的工作過(guò)程如下：當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行：1、監(jiān)聽(tīng)信道上是否有信號(hào)在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，直到信道空閑為止。2、若沒(méi)有監(jiān)聽(tīng)到任何信號(hào)，就傳輸數(shù)據(jù)3、傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟1（當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送會(huì)返回到監(jiān)聽(tīng)信道狀態(tài)。注意：每臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包，一個(gè)擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn)）4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須在最近一次發(fā)送后等待微秒（以10Mbps運(yùn)行）。流量計(jì)及變頻器選擇2個(gè)流量計(jì)分別檢測(cè)堿粉流量和赤泥漿流量，反饋給PLC，變頻器選擇ABPowerflex70系列。實(shí)際上Powerflex70的通信端口為串口，他將串口通信分為5個(gè)通道，以用于外部通信，每個(gè)通道都對(duì)應(yīng)不同的通信設(shè)備，因此具有豐富的通信方法，從而做到了對(duì)不同場(chǎng)合不同用途下的通用型與適應(yīng)性。Powerflex70的DeviceNet通信需要通過(guò)兩個(gè)部分的組態(tài)來(lái)完成，一個(gè)是適配器的組態(tài)，另一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)掃描器的組態(tài)。變頻器將網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)20個(gè)字與適配器進(jìn)行通信，適配器再將數(shù)據(jù)通過(guò)I/O映像的方式將數(shù)據(jù)保存在網(wǎng)絡(luò)掃描器中。而掃描中的數(shù)據(jù)可以在程序中直接進(jìn)行監(jiān)控，這樣就實(shí)現(xiàn)了通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)與變頻器進(jìn)行通信的目的。1756I/O模塊1756I/O產(chǎn)品系列可提供大量的數(shù)字量和模擬量I/O模塊以滿足用戶在模塊化組件中的應(yīng)用需求，包括診斷數(shù)字量I/O模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊。模擬量I/O模塊可執(zhí)行所要求的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)與處理器數(shù)據(jù)的直接接口，分辨率最高為16位。模擬量I/O可由用戶組態(tài)，這樣當(dāng)I/O通信被中斷時(shí)可以進(jìn)入所希望的故障響應(yīng)狀態(tài)。該特點(diǎn)提供了故障情況下的一種安全響應(yīng)。數(shù)字量I/O模塊具有數(shù)字量I/O電路，可用于和ON/OFF傳感器，如按鈕、限位開(kāi)關(guān)的連接；也可用于和ON/OFF啟動(dòng)器如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、指示燈和報(bào)警器的連接。數(shù)字量I/O模塊的輸出直接由響應(yīng)的處理器數(shù)據(jù)位的狀態(tài)來(lái)控制，輸入則直接控制相應(yīng)的處理器的數(shù)據(jù)位的狀態(tài)。數(shù)字量I/O診斷模塊可提供其他數(shù)字量I/O模塊所不具備的一些附加功能。除了可以將輸出值寫(xiě)入模塊以及從模塊讀取輸入值外，用戶還可讀取有關(guān)模塊及I/O電路的診斷狀態(tài)。1756I/O模塊的特點(diǎn)如下：（1）所有通過(guò)背板進(jìn)行通信的模塊均是基于生產(chǎn)者/客戶的模式。（2）每個(gè)模塊都需占用一個(gè)單位的槽位，并且模塊可以插在1756框架的任意槽中。（3）更換模塊時(shí)無(wú)需斷開(kāi)接線；用戶配線時(shí)將連接線接到可拆卸的端子排上，并將端子排插入模塊的前面。（4）用戶可以采用不同I/O點(diǎn)數(shù)的模塊，這樣就極大的增加了其靈活性并節(jié)約了用戶成本。（5）隔離的輸入和輸出可用于這樣一些場(chǎng)合。例如，使用單獨(dú)電壓源的電動(dòng)機(jī)控制中心。（6）光電隔離和數(shù)字濾波可減少信號(hào)干擾.（7）作為一種故障診斷幫助，在模塊的前面還設(shè)有狀態(tài)指示器，用于指示器輸入或輸出以及故障狀態(tài)。（8）將I/O模塊故障報(bào)告給處理器。（9）固態(tài)數(shù)字量I/O模塊覆蓋了從10~265V（AC）以及10~146V（DC）的范圍；提供的繼電器觸點(diǎn)輸出模塊的范圍從10~265V（AC）以及5~150V（DC）。（10）模擬量信號(hào)的電壓范圍包括標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入和輸出，以及直接的熱電偶及RTD溫度輸入。（11）模擬量模塊軟件的可選特性包括干擾電源及干擾環(huán)境下的數(shù)字濾波，以及每個(gè)I/O通道的量程選擇，以增加用戶的靈活性。（12）I/O接線開(kāi)路檢測(cè)（1756-IABD、-IB16D、OA8D、-OB16D）。（13）現(xiàn)場(chǎng)掉電檢測(cè)（1756-IABD、-OABD、-OABE）。（14）輸出回路狀態(tài)的確認(rèn)（1756-OA8D、OB16D）。（15）輸出回路功能能力的確認(rèn)（1756-OA8D、OB16D）。（16）每個(gè)單獨(dú)的輸出回路均裝有電子式熔斷器（1756-OAB、-OABE、-OB8E1、-OB16D、-OB16E）。（17）診斷狀態(tài)的鎖存可用于檢測(cè)瞬時(shí)故障（1756-IA8D、IB16D、-OA8D、-OB16D）。1756數(shù)字量I/O類(lèi)型有診斷型、電子熔斷型、單獨(dú)隔斷型三種，1756數(shù)字I/O模塊支持：（1）不同范圍的電壓接口；（2）隔離和非隔離的模塊類(lèi)型；（3）點(diǎn)級(jí)輸出故障狀態(tài)；（4）可選的直接連接或優(yōu)化機(jī)架；（5）選擇模塊中的現(xiàn)場(chǎng)接線故障診斷。1756模擬量I/O模塊是接口模塊，他們能夠?qū)⒛M量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入，也能將數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬量信號(hào)輸出。在使用生產(chǎn)者/消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)模式時(shí)，它們能夠在需要時(shí)提供附加系統(tǒng)必要的信息。皮帶秤的選定采用電子皮帶秤，電子皮帶秤是對(duì)包括ICS電子皮帶秤、定量給料機(jī)、DGP吊掛式皮帶秤等在內(nèi)的所有皮帶秤的一個(gè)總稱(chēng)。它只有稱(chēng)重架、傳感器和儀表組成，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)等級(jí)動(dòng)力裝置，它只對(duì)輸送皮帶上通過(guò)的物料作稱(chēng)重累計(jì)作用，不控制物料流量的大小。它的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、安裝簡(jiǎn)單不需要對(duì)原有設(shè)備做太大改動(dòng)，不足之處是受輸送皮帶影響大計(jì)量精度不高。定量給料機(jī)是有環(huán)形皮帶、秤架、電機(jī)、稱(chēng)重和測(cè)速傳感器等組成的一個(gè)整體，它是集稱(chēng)重計(jì)量與流量控制于一體的連續(xù)稱(chēng)重設(shè)備，也叫調(diào)速秤。DGP吊掛秤是指用稱(chēng)重傳感器把整個(gè)(包括環(huán)形皮帶、秤架、電機(jī)、傳感器等)秤體吊掛起來(lái)的一種連續(xù)稱(chēng)量裝置，它的特點(diǎn)是整個(gè)稱(chēng)體吊掛不受其它因素影響，所以計(jì)量精度高，還可根據(jù)流量控制給料裝置的給料速度以達(dá)到定量給料的目的。組態(tài)I/O模塊從ControllerOrganizer用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊I/OConfiguration圖標(biāo)，選擇NewModule。顯示SelectModule對(duì)話框，如圖所示。圖中附有可選模塊的清單，可以首先在對(duì)話框下部選擇模塊類(lèi)型，比如Digital表示數(shù)字量模塊，然后在下拉列表中找到所需的模塊型號(hào)即可，例如16點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊1756-IB16。用鼠標(biāo)雙擊所選的模塊，將顯示模塊屬性對(duì)話框，如圖所示，輸入?yún)?shù)再點(diǎn)擊Finish按鈕。RSLogix5000軟件將完成模塊的組態(tài)。主要參數(shù)說(shuō)明如下：Slot：注意選擇的槽位號(hào)碼必須與所選模塊所處的實(shí)際物理位置的槽位號(hào)碼一致。由于數(shù)字量輸入模塊1756-IB16安裝在1756-A4機(jī)架的實(shí)際槽位是2，因此要在Slot中選擇數(shù)字2進(jìn)行匹配。圖模塊選擇對(duì)話框圖模塊屬性配置對(duì)話框ElectronicKeying：這個(gè)特性主要是防止將模塊插到錯(cuò)誤的槽中時(shí)，RSLogix5000會(huì)將新插入硬件的信息與用戶在項(xiàng)目中為該槽組態(tài)的信息加以比較。用戶在最初模塊組態(tài)時(shí)，可以選擇下列模塊。ExactMatch：上面描述的所有參數(shù)必須匹配，否則插入的模塊將拒絕連接。CompatibleModule：必須符合下列標(biāo)準(zhǔn)，否則插入的模塊將拒絕連接，并導(dǎo)致處理器上的I/O燈閃爍：ModuleTypes，CatalogNumber，andMajorRevision必須匹配，而物理模塊的MinorRevision必須等于或大于軟件中指定的。DisableKeying：電子鎖不起作用。系統(tǒng)的I/O分配見(jiàn)表3.1表3.1系統(tǒng)的I/O分配功能I/O分配類(lèi)型堿粉皮帶秤啟動(dòng)按鈕數(shù)字量輸入堿粉皮帶秤停止按鈕數(shù)字量輸入赤泥漿泵啟動(dòng)按鈕數(shù)字量輸入赤泥漿泵停止按鈕數(shù)字量輸入堿粉皮帶秤數(shù)字量輸出赤泥漿泵數(shù)字量輸出綠燈（檢測(cè)皮帶秤）數(shù)字量輸出紅燈（檢測(cè)赤泥漿泵）數(shù)字量輸出堿粉流量計(jì)模擬量輸入赤泥漿流量計(jì)模擬量輸入堿粉流量輸出模擬量輸出赤泥漿流量輸出模擬量輸出軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件流程圖設(shè)備的啟停要遵循先后順序，比如說(shuō)設(shè)備的啟停控制，堿粉是固體原料，在沒(méi)有液體赤泥漿的情況下，堿粉在化堿池中干磨會(huì)損壞化堿池。在把赤泥漿和堿粉送入化堿池的之前，要先啟動(dòng)一定時(shí)間的赤泥漿泵，然后再啟動(dòng)堿粉皮帶秤。同樣的設(shè)備的停止也是有先后順序的。各設(shè)備的啟停順序?yàn)椋嚎刂葡到y(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，先啟動(dòng)赤泥漿泵，然后啟動(dòng)堿粉皮帶秤；控制系統(tǒng)停止時(shí)，先停止堿粉皮帶秤，然后停止赤泥漿泵。赤泥漿控制子系統(tǒng)流程圖啟動(dòng)赤泥漿泵時(shí)，要檢查變頻器是否能夠正常工作，條件滿足時(shí)，赤泥漿泵能夠正常啟動(dòng)。赤泥漿泵啟動(dòng)流程圖如圖所示。圖4.1赤泥漿泵啟動(dòng)流程圖當(dāng)需要停止赤泥漿泵時(shí)，或者化堿池的液位達(dá)到下限時(shí)，則可以使赤泥漿泵停止工作，赤泥漿泵停止流程圖如圖4.2所示。圖4.2赤泥漿泵停止流程圖堿粉控制子系統(tǒng)流程圖堿粉皮帶秤邏輯控制，當(dāng)變頻器處于可運(yùn)行狀態(tài)且變頻器沒(méi)有故障且赤泥漿泵啟動(dòng)時(shí)，可以啟動(dòng)堿粉皮帶秤。如圖4.3所示。圖4.3堿粉皮帶秤啟動(dòng)流程圖當(dāng)赤泥漿泵停止時(shí)堿粉皮帶秤停止。堿粉皮帶秤停止程序流程如圖4.4所示。圖4.4堿粉皮帶秤停止程序流程圖PID參數(shù)設(shè)置PID控制技術(shù)是工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用最廣泛的控制算法。當(dāng)難以獲得被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論中其他技術(shù)難以控制時(shí)，PID控制技術(shù)最為合適。被控對(duì)象的PID控制實(shí)質(zhì)上為對(duì)偏差的比例Proportional）、積分（Integral）、微分（Derivative）控制，也稱(chēng)為PID調(diào)節(jié)。PID控制回路框圖如圖4.5所示。圖4.5PID控制回路框圖編輯Tuning配置頁(yè)面如圖4.6所示。其中Tuning

Constants參數(shù)Kp（比例）,Ki（積分），Kd（微分）。圖Tuning配置頁(yè)面單擊Configuration配置頁(yè)面，編輯如圖4.7所示。其中參數(shù)設(shè)置與其所在的周期任務(wù)PID_Control的周期參數(shù)一致為0.01秒，并且CVHightLimit=100%。圖Configuration配置頁(yè)面點(diǎn)擊Scaling配置頁(yè)面，編輯如圖4.8所示。其中PV參數(shù)的UnscaledMax=100，EngineerUnitMax=100，CV參數(shù)的Max=100。點(diǎn)擊應(yīng)用。確定PID參數(shù)配置完成。圖Scaling配置頁(yè)面堿粉皮帶秤及赤泥漿泵起停程序堿粉皮帶秤及赤泥漿泵起停梯形圖如圖所示。圖堿粉皮帶秤及赤泥漿泵起停梯形圖堿粉流量及赤泥漿流量控制堿粉流量及赤泥漿流量控制的梯形圖，如圖所示。圖堿粉流量及赤泥漿流量控制的梯形圖堿粉流量及赤泥漿流量控制PID部分梯形圖，如圖所示。圖堿粉流量及赤泥漿流量控制PID部分梯形圖網(wǎng)絡(luò)配置RSLogix系列梯形圖編程軟件包可以最大限度地發(fā)揮可編程控制器的性能、節(jié)省工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間并提高生產(chǎn)率。使用RSLogix5000編程軟件一般步驟如下：（1）創(chuàng)建一個(gè)新工程。（2）控制器屬性設(shè)置（3）配置I/O模塊（數(shù)字量/模擬量）。（4）組織數(shù)據(jù)。（5）任務(wù)管理。（6）編輯梯形圖邏輯。（7）組態(tài)通信。（8）上傳、下載工程。（9）在線修改程序。（10）在線強(qiáng)制I/O。（11）控制器故障處理。在安裝有RSLogix5000軟件的計(jì)算機(jī)上，依次用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開(kāi)始\所有程序\Rockwell\RSLogix5000EnterpriseSeries\RSLogix5000或雙擊桌面上RSLogix5000的圖標(biāo)，打開(kāi)RSLogix5000軟件。（1）從File菜單選擇New，顯示NewController對(duì)話框。（2）從Type的下拉菜單中選擇1756-L61ControlLogix5565Controller。（3）在Revision的下拉菜單中選擇17。（4）在Name欄中鍵入字母和數(shù)字組合作為處理器名字，如lidengxu。（5）從ChassisType下拉菜單中選擇1756-A1010-SlotControlLogixChassis。（6）在SlotNumber欄內(nèi)選擇0，與機(jī)架中的控制器模塊的位置匹配。在CreateIn欄內(nèi)鍵入