【正文】 .................. 31 運(yùn)行策略 .......................................................................................................... 32 腳本程序 .......................................................................................................... 33 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................. 34 3 1 S7200 西門(mén)子 PLC 概述 S7 系列 PLC 分為 S7200 小型機(jī)、 S7300 中型機(jī)、 S7400 大型機(jī)。本書(shū)將介紹 CPU22X系列產(chǎn)品。 CPU222：和 CPU221 相比，它可以進(jìn)行一定模擬量的控制，可以連接 2 個(gè)擴(kuò)展模塊，應(yīng)用更為廣泛。 S7200 CPU 22X 的電源 對(duì)于每個(gè)型號(hào)，西門(mén)子廠家都提供 24V DC 和 120V/240VAC 兩種電源供電的CPU 類型。 CPU 22X 系列 PLC可提供五個(gè)不同型號(hào)的 10 種基本單元 CPU 供用戶選用，其類型及參數(shù)如表 所列。如果在帶點(diǎn)情況下對(duì) S7200 及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行安裝或接線有可能導(dǎo)致電擊和設(shè)備損壞。在一個(gè)掃描周期中， S7200 主要執(zhí)行下列五個(gè)部分的操作： （ 1） 讀輸入： S7200 從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。 （ 4） 執(zhí)行 CPU 自診斷： S7200 檢查固件、程序存儲(chǔ) 器和擴(kuò)展模塊是否工作正常 （ 5） 寫(xiě)輸出：在程序結(jié)束時(shí)， S7200 將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫(xiě)入把輸出鎖存器，最后復(fù)制到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。在運(yùn)行模式下， S7200 將運(yùn) 行程序。如果方式開(kāi)關(guān)打在 RUN 模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)， CPU 會(huì)進(jìn)入 RUN 模式。繼電器輸出型為有觸點(diǎn)輸出，外加負(fù)載電源既可以是交流，也可以是直流。不同的 CPU 有不同的擴(kuò)展規(guī)范， 它主要受 CPU 的尋址能力限制。 圖 S7200系列 PLC數(shù)字量 I/O擴(kuò)展模塊 特殊功能擴(kuò)展模塊 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)， CPU 主機(jī)可以連接擴(kuò)展模塊，利用這些擴(kuò)展模塊進(jìn)一步完善 CPU 的功能。 I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展和編址 S7200 CPU22X 系列的每種主機(jī)所提供的本機(jī) I/O點(diǎn)的 I/O地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，可以在 CPU 右邊連接多個(gè)擴(kuò)展模塊。 例如，某一控制系統(tǒng)選用 CPU224，系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)為：數(shù)字量輸入 24 點(diǎn)、數(shù)字量輸出 20 點(diǎn)、模擬量輸入 6 點(diǎn)和模擬量輸出 2 點(diǎn)。 （ 2） 數(shù)字量模塊總是保留以 8 位（ 1 個(gè)字節(jié)）遞增的 過(guò)程映象寄存器空間。如果模塊沒(méi)有給每個(gè)點(diǎn)分配相應(yīng)的物理點(diǎn)，則這些 I/O 點(diǎn)會(huì)消失并且不能夠分配給 I/O 鏈中的后續(xù)模塊。 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 S7200 尋址時(shí)，可以使用不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍如 圖 6 所 示 。 尋址方式 在 S7200 系列中，尋址方式分為兩種：直接尋址和間接尋址。 直接尋址時(shí)，操作數(shù)的地址應(yīng)按規(guī)定的格式表示。 在表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度時(shí)，分別用 B、 W、 D 字母作為字節(jié)、字和雙字的標(biāo)識(shí)符。 STEP 7Micro/WIN 編程軟件為用戶開(kāi)發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。這些特征包括：監(jiān)視 S7200 正在執(zhí) 行的用戶程序狀態(tài)， 為 S7200 指定運(yùn)行程序的掃描次數(shù)，強(qiáng)制變量值等。 脈沖串輸出（ PTO ） —— 內(nèi)置于 S7200，用于速度和位置控制。對(duì)于位控模塊， STEP 7Micro/WIN 還 為了簡(jiǎn)化應(yīng)用程序中位控制功能的使用， 提供了一個(gè)控制面板，可以控制、監(jiān)視和測(cè)試用戶的運(yùn)動(dòng)操作。 （ 3） USS 協(xié)議庫(kù) STEP 7Micro/WIN 指令庫(kù)，該指令庫(kù)包括預(yù)先組態(tài)好的子程序和中斷程序，這些子程序和 中斷程序都是專門(mén)為通過(guò) USS 協(xié)議與驅(qū)動(dòng)通訊而設(shè)計(jì)的。 （ 4） Modbus 從站協(xié)議指令 STEP 7Micro/WIN 指令庫(kù)包含有專門(mén)為 Modbus通訊設(shè)計(jì)的預(yù)先定義的子程序和中斷服務(wù)程序，使得與 Modbus 主站的通訊簡(jiǎn)單易行。當(dāng)選擇一個(gè) Modbus 從站指令時(shí)，會(huì)有一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的子程序自動(dòng)添加到用戶的項(xiàng)目中。 STEP 7Micro/Win 軟件中提供了配方向?qū)С绦騺?lái)幫助用戶16 組織配方和定義配方。 （ 6）使用數(shù)據(jù)記錄 STEP 7Micro/Win 提供數(shù)據(jù)記錄向?qū)В瑢⑦^(guò)程測(cè)量數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)卡中?？梢允褂貌僮鲉T面板中的用戶程序或者 PID 整定控制面板來(lái)啟動(dòng)自整定功能。 用 PID 整定控制面板，用戶可以啟動(dòng)自整定過(guò)程，取消自整定過(guò)程和在圖表中監(jiān)視結(jié)果。 MCGS 組態(tài)軟件包括三個(gè)版本，分別是網(wǎng)絡(luò)版、通用版、嵌入版。 網(wǎng)絡(luò)版 良好的結(jié)構(gòu)：先進(jìn)的 C/S（客戶端 /服務(wù)器）結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單的操作：客戶端只需要使用標(biāo)準(zhǔn)的 IE 瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的瀏覽和控制 良好性價(jià)比：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只需一套網(wǎng)絡(luò)版軟件（包括通用版所有功能），客戶端不需裝 MCGS 的任何軟 件，即可完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 方便的使用： MCGS 網(wǎng)絡(luò)版服務(wù)器不要安裝其他任何輔助軟件，客戶操作起來(lái)得心應(yīng)手 強(qiáng)大的功能： MCGS 網(wǎng)絡(luò)版提供的網(wǎng)絡(luò) ActiveX 控件，可以方便的在其他各種應(yīng)用程序中直接調(diào)用 方便的升級(jí)： MCGS 嵌入版、通用版、網(wǎng)絡(luò)版可以無(wú)縫連接，節(jié)省大量的開(kāi)發(fā)和調(diào)試時(shí)間 多種網(wǎng)絡(luò)形式： MCGS 網(wǎng)絡(luò)版支持局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、企業(yè)專線和 Modem 撥號(hào)等多種連接方式，方便的實(shí)現(xiàn)企業(yè)的范圍和距離的擴(kuò)充 通用版 通用版是北京昆侖通態(tài)數(shù)十位軟件開(kāi)發(fā)精英，歷時(shí) 整整一年時(shí)間，辛勤耕耘的結(jié)晶， 通用版無(wú)論在界面的友好性、內(nèi)部功能的強(qiáng)大性、系統(tǒng)的可擴(kuò)充性、用戶的使用性以及設(shè)計(jì)理念上都有一個(gè)質(zhì)的飛躍，是國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件行業(yè)劃時(shí)代的產(chǎn)品，必將帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)的組態(tài)軟件上一個(gè)新的臺(tái)階。 儲(chǔ)煤部分：儲(chǔ)存堆放來(lái)煤、調(diào)節(jié)煤的供需矛盾。 對(duì)輸送過(guò)程中每一環(huán)節(jié)的煤的粒度要進(jìn)行嚴(yán)格控制。主要包括：來(lái)煤稱量、煤的受卸、貯存、運(yùn)輸、破碎、計(jì)量、配倉(cāng)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。 （ 3）煤的受卸：是將煤從運(yùn)煤工具中卸到儲(chǔ)煤的地點(diǎn)。（碎煤機(jī)） （ 7）計(jì)量：用以計(jì)量入爐煤的質(zhì)量，用來(lái)分析鍋爐燃燒用煤和發(fā)電煤耗。電廠輸煤控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場(chǎng) PLC控制過(guò)程和遠(yuǎn)程監(jiān)控兩部分，即采用 PLC和上位機(jī)兩級(jí)控制。主控機(jī)與備份機(jī)均配備大屏幕彩色監(jiān)視器，具備相同的監(jiān)控功能。系統(tǒng)通過(guò)雙機(jī)切換裝置設(shè)定控制主機(jī)。 集中控制柜 PLC 對(duì)整個(gè)輸煤系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的啟停故障等狀態(tài)及料倉(cāng)料位等信息，進(jìn)行分析、處理，通過(guò)上位機(jī)的人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出控制指令；同時(shí)，系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息都能動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的在上位機(jī)的 顯示器 中顯示，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、畫(huà)面顯示，出現(xiàn)故障 時(shí)，可以保存故障記錄。給整個(gè)模擬系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)按照一定的順序啟動(dòng)傳 送帶。因而保證延遲時(shí)間的在線可控，會(huì)為系統(tǒng)調(diào)試帶來(lái)很大方便。 （ 3） 煤倉(cāng)控制。 當(dāng)上口傳感器發(fā)出煤倉(cāng)滿信號(hào)時(shí)，表示煤倉(cāng)已滿，應(yīng)當(dāng)立刻停止對(duì)煤倉(cāng)上煤。 （ 2） 聯(lián)鎖手動(dòng)。試機(jī)是在完全解除設(shè)備間的聯(lián)鎖關(guān)系的情況下，實(shí)施的遠(yuǎn)程一對(duì)一單機(jī)控制。由于輸煤廊環(huán)境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進(jìn)行，儀表盤(pán)上設(shè)有各個(gè)設(shè)備的啟、停按鈕，還有為 PLC 提供輸入信號(hào)的控制開(kāi)關(guān)。停車延時(shí)按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，分為 10s、 20s、 30s、 40s、 60s幾種，以保證停車時(shí)破碎機(jī)為空載狀態(tài)，各輸煤皮帶上無(wú)剩余煤； 3 運(yùn)行過(guò)程中，某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車。 基本 CPU 單元選用的是 CPU226，性能如下： 8K 程序存儲(chǔ)器； 5K 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；24 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)輸出；可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊； 256 個(gè)定時(shí)器； 256 個(gè)計(jì)數(shù)器；實(shí)時(shí)時(shí)鐘；高速計(jì)數(shù)器；可利用 PPI 協(xié)議或自由口進(jìn)行通信； 3 級(jí)密碼保護(hù)。 輸煤控制 PLC 則根據(jù)控制開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)，執(zhí)行對(duì)應(yīng)程序塊，控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能：向上級(jí)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)送工作組態(tài)信息，接收上級(jí)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的事故停車信號(hào)，實(shí)現(xiàn)事故停車處理功能并啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備。 系統(tǒng)接線圖如圖 所示。例如，并行模式和交叉模式對(duì)應(yīng)標(biāo)志位僅在關(guān)掉主控開(kāi)關(guān)后才能改變。 2 部分程序梯形圖 圖 所示為部分聯(lián)鎖啟 動(dòng) 控制梯形圖， T3 T3 T39 用于控制設(shè)備的啟動(dòng)延時(shí)， 圖 所示為部分聯(lián)鎖 停止 控制梯形圖， T T4 T42 用于控制相應(yīng)設(shè)備的停車延時(shí)，接收到停 車信號(hào)時(shí)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的延時(shí)，對(duì)應(yīng)定時(shí)器置位從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖停車。 卸煤窗口 如圖 所示 圖 功能：可以動(dòng)畫(huà)監(jiān)測(cè)卸煤過(guò)程稱量卸下來(lái)的煤的重量及采集取樣，抽查煤的質(zhì)量，為后期煤的配料提供依據(jù)。 3. 重要參數(shù)報(bào)警信息提示。按需要增加需要連接的通道并且做好相應(yīng)的工程變換。可以增加相應(yīng)策略如報(bào)警策略、上煤策略、篩煤策略、碎煤策略等。 結(jié)語(yǔ) ： 實(shí)踐證明，火力發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)采用以 PLC 為主機(jī)的程控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，可以有效的防止事故擴(kuò)大，保證設(shè)備和人身