【正文】 30 圖 49 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模塊梯形圖 組態(tài)軟件軟件設(shè)計 監(jiān)控畫面設(shè)計 系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用了 MCGSE 組態(tài)軟件，其包含組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個部分。 （ 2） 自動運(yùn)行模塊梯形圖如下圖 46 所示。系統(tǒng)手動運(yùn)行模塊流程圖，如下圖 43 所示 系統(tǒng)上電后，當(dāng) 閉合時，程序進(jìn)入手動運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng) 、 和 同時閉合時泵 1 手動 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng) 、 和 同時閉合時泵 2 手動 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng) 、 和 同時閉合時加熱器手動 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 38 控制 柜布局圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 控制系統(tǒng)軟件的整體設(shè)計 （ 1） 主程序流程圖 下圖 41 是水泥磨稀 油站主電機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖 圖 41 系統(tǒng)主程序流程圖 本系統(tǒng)主程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，包含有手動運(yùn)行模塊，自動運(yùn)行模塊，報警模塊，輸出模塊，轉(zhuǎn)換模塊。 ③ 供油溫度高 :當(dāng) 油箱 溫度高于上限設(shè)定值時 , 電鈴報警， HL15 指示燈亮。重故障繼電器 KA6 動作。 （ 2） 遠(yuǎn)控運(yùn)行：合上所有小型斷路器，電控發(fā)出允許遠(yuǎn)程啟動信號(備妥 )，中控收到信號，待中控啟動油站的信號， 主 油泵首先啟動，壓力滿足 設(shè)定 要求，無任何報警、停車報警信號、供油油溫滿足要求時，電控柜發(fā)出允許主機(jī)啟動的信號，中控收到 信號，待主機(jī)運(yùn)行信號發(fā)出，以聯(lián)鎖現(xiàn)場電控與中控的聯(lián)接， 主 油泵仍在繼續(xù)運(yùn)行。 PLC 控制柜一般 由 空氣開關(guān)、 PLC、電源、繼電器、接線端子 五部分組成 。 控制柜即可以實現(xiàn)單柜自動控制，也可以實現(xiàn)多柜通過以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)組成集散控制系統(tǒng) 它 可以根據(jù)實際控制規(guī)摸 的 大小，進(jìn)行 隨意 組合。 EM231 模塊用于選擇輸入信號的輸入范圍 (量程 )、分辨率、輸入類型等 決定于其 配置區(qū)域裝有 的 3 個設(shè)定開關(guān)。 CPU224 模塊 CPU 的內(nèi)部接線圖如圖 34 所示。電路通電后 QF0 閉合， QF1 閉合， KM0 閉合 1號油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)；以此類推 2 號油泵、電加熱器、主電機(jī)。 表 31 系統(tǒng) I/O 分配表 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 控制器的接線 主電路接線圖 水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)主電路中主要由空氣開關(guān)，接觸器，熱繼電器以及主副油泵，加熱器和主電機(jī)構(gòu)成，系統(tǒng)主電路接線圖如圖 32所示。 （ 2） 各閥門的選型： AFE40/ 安全閥， DF40 的單向閥， Q11F的球閥。 這就是 S7200 性價比高于其他 PLC 的理由 [20]。這依然是一個動態(tài)的關(guān)系。 系統(tǒng)控制變量分析 本系統(tǒng)主要控制的變量有潤滑油溫度和壓力，其中對油溫的控制是通過溫度傳感器、 PLC、加熱器之間的協(xié)同作用實現(xiàn)的 [16]。 c1（ 錯誤 !未找到引用源。 = （ T2T1)Q =***（ 5040） *錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 +T3， kJ/h(315)； T1提高稀油站油溫所需要的熱量； Q油箱 內(nèi)潤滑介質(zhì)總量 ，按裝滿的 錯誤 !未找到引用源。 采 集 系 統(tǒng)主 電 機(jī)報 警 系 統(tǒng)溫 度 控 制 壓 力 控 制P L C 圖 31 系統(tǒng)整體框圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 控制系統(tǒng)中變量分析 加熱器參數(shù)分析 水泥磨主電機(jī)稀油站擔(dān)負(fù)著主電機(jī)的潤滑和降溫的作用，顧名思義溫度控制對整個系統(tǒng)的作用至關(guān)重要。還有就是系統(tǒng)的報警系統(tǒng)，稀油站報警系統(tǒng)像是監(jiān)考的老師一般時時刻刻監(jiān)督著水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)的各個部位的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如果有錯誤出現(xiàn)，報警系統(tǒng)會立刻做出相應(yīng)的報警動作 [15]。 +錯誤 !未找到引用源。 c1（ 錯誤 !未找到引用源。 收到 PLC 發(fā)出的主機(jī)啟動指令時，主電機(jī) 啟動 ， 此時 時間繼電器 進(jìn)入 計時， 到達(dá)計時設(shè)定值條件后 ， 接觸器得電完成主電機(jī)接地動作。主電機(jī)型號為YR10008/1180，功率為 1000kW，電壓 6000V，電流 121A，頻率 50Hz，轉(zhuǎn)速 740r/min，轉(zhuǎn)子電壓 967V，轉(zhuǎn)子電流 650A[13]。 主電機(jī) 稀油站 控制系統(tǒng)的 控制方案 系統(tǒng)的整體控制方案 本系統(tǒng)主要由 PLC、 上位機(jī) PC、通信模塊、 控制柜 、壓力傳感器、溫度傳感器、油位傳感器、加熱器、主油泵、副油泵等組成。這就要求我們在設(shè)計系統(tǒng)時，不僅要讓系統(tǒng)簡單高效，還要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)的檢修維護(hù)等。壓力報警器的動作由 PLC 控制，壓力由壓力傳感器感應(yīng)得出并傳送至 PLC，通過 PLC 分析后做出相應(yīng)指令 [11]。主副油泵的啟停由 PLC 控制，壓力由壓力傳感器感應(yīng)得出并傳送給 PLC，通過 PLC 分析后做出相應(yīng)的指令。 水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)的控制要求 系統(tǒng)各個部件的作用 各部件作用：油泵 — 向潤滑部位供油；單向閥 — 防止?jié)櫥湍嫦蛄鲃?；安全閥 — 保護(hù)系統(tǒng)壓力，當(dāng)系統(tǒng)油壓大于設(shè)定值時，安全閥打開向油箱泄油；過濾器 — 過濾潤滑油中的雜質(zhì)；加熱器 — 加熱油箱潤滑油溫度 [10]。 本系統(tǒng)的主要功能：通過熱傳感器檢測油箱內(nèi)的油溫是否達(dá)到生產(chǎn)環(huán)境要求以及是否控制加熱器加熱從而達(dá)到對郵箱內(nèi)油溫的調(diào)控；通過對主副油泵的控制來達(dá)到對油壓的調(diào)控，通過這兩個主要的工藝流程從而達(dá)到對主電機(jī)降溫和潤滑的目的 [10]。 10％；頻率 50HZ，波動177。設(shè)備開啟 時如果 油箱 溫度 低 與下限值 ，首先啟動 電 加熱器， 對油箱進(jìn)行加熱， 待溫度達(dá)到一定值 (不可超過 42℃ )時，加熱器停止運(yùn)行 ； 主 油泵 啟動 ，待油壓達(dá)到 下限 值 時 ， 并且系統(tǒng) 無任何預(yù)報警信號、供油油溫滿足要求時， 控制 柜發(fā)出允許主機(jī)啟動的信號， 主電機(jī)啟動。 系統(tǒng)的主要設(shè)計主要在第二章至第第五章，第二章主要描述系統(tǒng)設(shè)計的總體思路，其中包括稀油站的工作原理，系統(tǒng)的控 制要求等；第三章主要描述了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，其中包含變量的分析，主電路圖的繪制， PLC 的選型以及控制柜的設(shè)計；第四章主要描述了系統(tǒng)軟件設(shè)計部分，主要包括了軟件的總體設(shè)計，程序梯形圖的編寫，各個子程序的介紹及說明和組態(tài)軟件的設(shè)計；第五章是整個系統(tǒng)調(diào)試的過程，其中主要講述了系統(tǒng)組態(tài)的調(diào)試。 主要有電加熱，油壓聯(lián)鎖保護(hù)，油位上下限報警，溫度報警等功能。 主副油泵 電機(jī)一備一用，加熱器 提高 油箱溫度，儀器儀表對系統(tǒng)進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集 。這就要求自己對 PLC 有深刻的認(rèn)識和能熟練的運(yùn)用 PLC 對設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。非常有效的解決了水泥生產(chǎn)過程中對稀油站控制系統(tǒng)的惡劣環(huán)境的高要求性。采用 PLC控制的稀油站的普及還需要時間的，不過這只是 時間問題。此外，潤滑 介質(zhì)而且 可以吸收機(jī)器設(shè)備 運(yùn)行 產(chǎn)生的 巨 大熱 量 ，降低機(jī)器 運(yùn)行 的溫度，提高其使用壽命，是水泥生產(chǎn) 過程 中不可 或缺 的一個重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計中采用兩個低壓油泵，一備一用，必要時兩個油泵可以同時運(yùn)行以達(dá)到為主機(jī)完全潤滑的作用 [ 3]。不僅如此， PLC 控制系統(tǒng)對稀油站系統(tǒng)的控制更準(zhǔn)確，他可以實時反應(yīng)稀油站系統(tǒng)和主電機(jī)的工作狀態(tài)，使的的生產(chǎn)過程更清晰， 提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計實現(xiàn)了對水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)的控制，對于確保水泥生產(chǎn)能安全有效的進(jìn)行具有重大的現(xiàn)實意義。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性，高效性，低成本性要求也越來越高。 本設(shè)計首先介紹了水泥磨主電機(jī)稀油站的工藝過程，分析了控制系統(tǒng)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；根據(jù)稀油站的工藝流程設(shè)計了整體控制方案；其次進(jìn)行控制系統(tǒng)的硬件選型、控制柜設(shè)計、接線設(shè)計和 PLC 軟件設(shè)計；最后應(yīng)用 MCGSE 組態(tài)軟件 對稀油站的運(yùn)行全過程進(jìn)行了監(jiān)控畫面的設(shè)計，建立了設(shè)備操作畫面、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視畫面滿足設(shè)計指標(biāo)要求。 目前， 國外先進(jìn)水泥生產(chǎn)公司的主電機(jī)稀油站都采用 PLC 控制系統(tǒng)，但國內(nèi)目前只有少數(shù)大型水泥生產(chǎn)公司如此，大多數(shù)還是手動控制和繼電器控制相結(jié)合，相比于 PLC 控制需要更多的人力和更復(fù)雜的檢修過程，成本較高，生產(chǎn)效率得不到最大化 [2]。稀油站油箱內(nèi)裝有溫度傳感器，實時監(jiān)測油箱內(nèi)油溫， PLC 通過其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而控制加熱器的動作，保證油溫始終處于正常設(shè)置水平范圍內(nèi)，油壓的控制也是如此。潤滑油在機(jī)器工作時，就會在摩擦作用下產(chǎn)生一層層油膜，這種油膜包裹在機(jī)器零部件摩擦接觸表面的周圍，從而減輕了機(jī)器設(shè)備的自我摩損 [4]?；诠S本身的基礎(chǔ)設(shè)備限制以及技術(shù)的匱乏，普通繼電器控制的稀油站還是存在各種各樣的小工廠中。 PLC 控制系統(tǒng)能 很好的 適應(yīng) 各種 惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，其 穩(wěn)定性高 ， 操作簡單 ，在水泥生產(chǎn) 過程 中 可以發(fā)揮更大的性能 。 本課題研究的是基于 PLC 的水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)。 本課題研究的基本內(nèi)容和解決的重點問題 基本內(nèi)容 基本內(nèi)容：本課題主要研究的是基于 PLC 的水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng) ，是利用 PLC 對電機(jī)進(jìn)行控制， 主副油泵電機(jī)，主電機(jī)，加熱器及儀表等的控制 。 稀油站一般由 主副油泵，加熱器，溫度傳感器，壓力傳感器，控制柜等組成 。 本論文的主要內(nèi)容 本論文主要是對水泥磨主電機(jī)稀油站控制系統(tǒng)的設(shè)計，本論文通過PLCS7200 對水泥磨主電機(jī)的稀油站進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)稀油站系統(tǒng)對水泥磨主電機(jī)各部件的控溫和潤滑，以達(dá)到生產(chǎn)要求。稀油站的好壞之結(jié)決定著主電機(jī)的使用壽命和工作效率。 水泥磨主電機(jī)稀油站的工藝流程圖 生產(chǎn)過程大概可以分成溫度控制和油壓控制兩個工藝過程 ,水泥磨主電機(jī)稀油站的生產(chǎn)工藝如圖 21 所示 : 水泥磨主電機(jī)稀油站使用環(huán)境要求 （ 1）供電電壓 380V/220V,波動177。達(dá)到延長主電機(jī)壽命和提高主電機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行效率。水泥磨主電機(jī)稀油站的工作特點就是在主電機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行的過程中能夠?qū)ζ溥M(jìn)行潤滑和降溫，以達(dá) 到讓主電機(jī)能更好的生產(chǎn)運(yùn)行使其生產(chǎn)壽命更長。 油泵： 系統(tǒng) 在運(yùn)行過程中， 主副油泵一備一用 ， 油壓下限值為 ，當(dāng) 供油壓力低于 這個 值時，備用油泵 啟動 ， 油壓上限值為 ， 當(dāng)供油壓力達(dá)到 這個值時 ，備用 油 泵停止。 壓力報警器：在運(yùn)行過程中油壓高于或低于設(shè)定值時，壓力報警器自動報警。所以在滿足控制要求時，設(shè)計需要避免不必要的浪費以及系統(tǒng)后期運(yùn)行時維護(hù)也要簡單快捷，盡量減少資金投入。 為了滿足日后的生產(chǎn)需要和系統(tǒng)改進(jìn)， 這就要求在 系統(tǒng)設(shè)計過程中 要 留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊? 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 22系統(tǒng)總體控制框圖 2.4.2 系統(tǒng)內(nèi)元部件的控制方案 1. 主電機(jī)的啟?？刂? （ 1）主電機(jī)：水泥磨筒體 高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動設(shè)備。 （ 3） 主電機(jī)帶水電阻起動柜起動。 +T3， kJ/h(315)； T1— 提高稀油站油溫所需要的熱量； T2— 油箱吸收的熱量 ； T2=錯誤 !未找到引用源。2； T 總 =錯誤 !未找到引用源。還有就是 PLC 與各個模塊的通信部分尤為關(guān)鍵，其中 PLC 與計算機(jī)之間的通信更是重中之重，系統(tǒng)的通信模塊將采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳送給 PLC，同時將 PLC 的指令送達(dá)到系統(tǒng)相應(yīng)的部位，其主要擔(dān)任系統(tǒng)內(nèi)部各個部分的數(shù)據(jù)傳輸指令傳達(dá)的功能。系統(tǒng)整體框圖如圖 31 所示。 +錯誤 !未找到引用源。 T2T1）， kJ/h（ 317）； 錯誤 !未找到引用 源。2； T1 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 平均空氣 t） =T 總 =T1+T2+T3 =28215+2526+2386 =331127kJ/h[14] （ 2）加熱器的選擇： 根據(jù)設(shè)計的要求 選用的電加熱器 為 電壓 220V，功率 24kw ，SRY4220/6。采集數(shù)據(jù)的傳感器由溫度傳感器變?yōu)閴毫鞲衅?，其中的通信過程一樣， PLC 對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并與初設(shè)值對比，當(dāng)油箱內(nèi)溫度正常時主油泵啟動，壓力傳感器送回的數(shù)據(jù)油壓低于設(shè)定值 時，備用油泵啟動（此時主油泵依舊運(yùn)行），當(dāng)壓力傳感器送回的數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定值 時，備用油泵停止（主油泵依舊運(yùn)行） [ 18]。 系統(tǒng)不 論 是 在獨立運(yùn)行過程中，還是相連成網(wǎng)絡(luò) ， S7200 系列 PLC 都能 對系統(tǒng) 實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 各元件的選型 （ 1） 加熱 器的選型：加熱器選用型號為 SRY4220/6 的電加熱器，電壓 220V，功率 24kw（原因同 ）。 （ 4） 潤滑介質(zhì)的選擇：本設(shè)計考慮到稀油站的使用環(huán)境和液壓大小選用油膜強(qiáng)度較高，潤滑性 能能較好，抗氧化能力強(qiáng)，穩(wěn)定性較強(qiáng)，腐蝕作用小的 N22N23的工業(yè)潤滑油。 QF QF QF QF4 為各支路空氣開關(guān)， KM0、KM KM KM3 為接觸器