【正文】 ．PC等。　　PROFIBUSDP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。多主站系統(tǒng)：總線上連有多個(gè)主站。ASinterface自動(dòng)化生產(chǎn)企業(yè)傳感器、執(zhí)行期現(xiàn)場(chǎng)級(jí)單元級(jí)ProfibusProFinet圖 3 自動(dòng)控制技術(shù)中的通信圖解傳感器—傳動(dòng)器層級(jí)通信：二進(jìn)制傳感器和傳動(dòng)器信號(hào)通過傳感器傳動(dòng)器總線進(jìn)行傳輸，從而提供了一種數(shù)據(jù)和電量能通過一種共享的媒介進(jìn)行傳輸?shù)牡统杀厩液?jiǎn)單易行的技術(shù)。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，目前典型的FCS系統(tǒng)中可直接接入現(xiàn)場(chǎng)總線的儀表、設(shè)備不超過23%；其余78%現(xiàn)場(chǎng)儀表、設(shè)備是由總線I/O或Hart協(xié)議接入現(xiàn)場(chǎng)總線的。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是I/O的遠(yuǎn)程布置，可以組成分布式系統(tǒng)[8]. 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成以太網(wǎng)絡(luò)以其統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議和CSMA/CD多路訪問方式使得Internet網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，這一成功經(jīng)驗(yàn)使一直受不同協(xié)議的兼容問題困擾的工業(yè)界看到希望，許多PLC生產(chǎn)廠家均 開發(fā)、推出以太網(wǎng)通訊模塊，使其PLC控制器能方便地鏈入以太網(wǎng)絡(luò)， 以太網(wǎng)絡(luò)以其廉價(jià)、高速、簡(jiǎn)易、方便的特性被引入工業(yè)控制底層網(wǎng)絡(luò)中，即使最底 層的I/O采集器也已集成有以太網(wǎng)絡(luò)功能，從而使現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)層、控制層和管理決策集成為具 有統(tǒng)一TCP/IP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如下：計(jì)算機(jī)交換機(jī)S7400交換機(jī)S7400S7400交換機(jī)交換機(jī)Ethernet數(shù)據(jù)通信光纖通信光纖通信光纖通信圖4 工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)架第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) STEP7的簡(jiǎn)介STEP7 編程軟件是用于SIEMENS 公司S7系列PLC 的工具軟件，是SIMATIC S7300/400 PLC、M7 系列工業(yè)控制系統(tǒng)、C7 系列集成式PLC系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)工具軟件。硬件診斷功能用于顯示PLC系統(tǒng)中各組成硬件的工作狀態(tài)信息，通過STEP7 的硬件診斷功能，可以進(jìn)行如下信息的顯示：，如名稱、訂貨號(hào)、版本、模塊的出錯(cuò)信息；； 系統(tǒng)緩存存儲(chǔ)器的其他信息。④進(jìn)行PLC 實(shí)際數(shù)據(jù)與編程器中所建立的項(xiàng)目數(shù)據(jù)比較。機(jī)電傳動(dòng)主要包括一下方面：①電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)生產(chǎn)機(jī)械由工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)組成。伺服系統(tǒng)按調(diào)節(jié)原理可分開環(huán)和閉環(huán)。積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。 　　工程上得到廣泛應(yīng)用的PID參數(shù)整定方法通常有：動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法、臨界比例度法、衰減曲線法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)整定法等。在控制初期，為盡快消除偏差，提高響應(yīng)速度，Kp應(yīng)該取大一些；在控制過程中期，為了防止超調(diào)過大造成震蕩，Kp要減小些；在控制過程后期，則要克服超調(diào)，使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定，Kp值要再減小一些。② 混合機(jī)混合設(shè)備為兩臺(tái)φ360013000混合機(jī)，／分，安裝角度為2176。填充率：φ= Qt／（γL效D效2）式中：φ—— 混合機(jī)填充率，％。γ——燒結(jié)礦堆積密度，t/m3。A效= 28060 ／550= min 。P = 1275（／60） = 2594Pa。機(jī)頭除塵選用200m2三電場(chǎng)電除塵器2臺(tái)，處理廢氣量12500m3/min（工況）。順序控制系統(tǒng)是DCS系統(tǒng)的重要部分，具有兩個(gè)層次：機(jī)組級(jí)順序控制、功能組級(jí)順序控制。PLC系統(tǒng)通過接受電動(dòng)執(zhí)行器的傳送到智能操作器的閥位信號(hào)來輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，來調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器的位置。第7章 主要參數(shù)的檢測(cè)與控制①．PLC控制電動(dòng)執(zhí)行器控制電動(dòng)執(zhí)行器，又稱為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。第6章 順序控制燒結(jié)控制系統(tǒng)的被控對(duì)象多、控制過程復(fù)雜，一對(duì)一手動(dòng)控制方式，不能適應(yīng)機(jī)組安全運(yùn)行的需要。篩上量：。風(fēng)量12500m3/min（工況），升壓（靜壓）17500Pa，入口壓力17000Pa，出口壓力500Pa。冷卻機(jī)在無熱篩時(shí)的料層阻力：P = 1275 h（Qsc／60） 式中：h——冷卻機(jī)料層高度，m。t——冷卻時(shí)間，min。n——混合機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，n。燒結(jié)機(jī)、圓輥給料機(jī)、環(huán)冷機(jī)、圓盤給料機(jī)、自動(dòng)配料機(jī)等需調(diào)速設(shè)備，均采用變頻調(diào)速裝置。在控制中期，系統(tǒng)偏差以減小，但為了不過分影響穩(wěn)定性，Ki可適當(dāng)增大一些。系統(tǒng)整定的實(shí)質(zhì)，就是通過改變控制參數(shù)使調(diào)節(jié)器特性和被控過程特性配合好，來改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，求得最佳的控制效果。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。 傳動(dòng)控制中的PID應(yīng)用比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減少偏差。④ 伺服驅(qū)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備各坐標(biāo)軸追隨指令運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置稱為伺服系統(tǒng)。第5章 傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制是研究解決與生產(chǎn)機(jī)械的電器傳動(dòng)控制有關(guān)的問題。②通過編程器讀出實(shí)際的PLC 用戶程序，并將其保存到編程器中，習(xí)慣上稱為PLC 程序的上載（Upload）操作。通過STEP7 的網(wǎng)絡(luò)與通信配置功能，可以在計(jì)算機(jī)與PLC系統(tǒng)間建立與完成如下通信有關(guān)的設(shè)置：；；；；。另一種流行的方式是通過現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，采用總線I/O來擴(kuò)展。選擇一個(gè)收發(fā)器時(shí)，您必須要了解物理層，并清楚該收發(fā)器在該物理層中的作用。 在過去的十年里，PROFIBUS 成為了全球現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊，其在提供現(xiàn)場(chǎng)級(jí)橫向通信的同時(shí)，還可通過數(shù)個(gè)等級(jí)分層提供縱向通信?！　?DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備（I／O設(shè)備．驅(qū)動(dòng)器．HMI．閥門等）。　　模塊診斷操作：一個(gè)站點(diǎn)的某具體I/O模塊故障。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。DP從站組態(tài)的檢查。③通信：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。這項(xiàng)以智能傳感、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，已經(jīng)受到世界范圍的關(guān)注，成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，并將導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革。 工業(yè)以太網(wǎng)的硬件選擇比較簡(jiǎn)單，主要作用是將plc設(shè)備與裝有wincc的遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)及工作站進(jìn)行互連，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與監(jiān)控。而現(xiàn)場(chǎng)總線經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在技術(shù)上日漸成熟，在市場(chǎng)上也開始了全面推廣，并且形成了一定的市場(chǎng)。實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單辦法就是采用獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器，連接具有TCP/IP界面的控制主機(jī)以及具有RS232或RS485接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)深入發(fā)展，并盡可能的和其他網(wǎng)絡(luò)形式走向融合，但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領(lǐng)域的，在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等諸多方面并不成熟，而現(xiàn)場(chǎng)總線能完全滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)底層控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求，實(shí)現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。這主要是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。通過背板總線備份CPU 和可編程模塊中的參數(shù)設(shè)置和存儲(chǔ)器內(nèi)容(RAM)。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程 西門子S7400機(jī)架的功能和設(shè)計(jì)S7400 的機(jī)架具有下列功能：? 固定安裝在機(jī)架上的模塊。各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)/停止應(yīng)采用晶體管輸出。應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7300等。國(guó)產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時(shí)等。不同型號(hào)的PLC有不同的適用范圍。通常，用戶程序由組織塊（OB）、功能塊（FB、FC）和數(shù)據(jù)塊（DB）構(gòu)成。PLC程序在上位機(jī)的編程工具STEP7中編譯完成后下載到CPU415，并存儲(chǔ)在CPU315中。 監(jiān)控及實(shí)際監(jiān)控軟件視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時(shí)間，從最早模擬監(jiān)控到前些年火熱數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在方興未艾網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，發(fā)生了翻天覆地變化。對(duì)PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。 不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU電源、I/O電源等)、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這種往往非常嚴(yán)重。 主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。 ④ 優(yōu)良的開放性 、OPC、ODBC、SQL，并提供豐富的API編程接口，方便接入其它系統(tǒng)。 ④連鎖與保護(hù)功能 各機(jī)組相關(guān)設(shè)備的啟、停具有一定的連鎖關(guān)系和時(shí)間順序，該功能由PLC的連鎖程序完成。 PLC的控制功能① 數(shù)據(jù)顯示功能 顯示機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，包括冷水出口溫度、冷水入口溫度、冷卻水出口溫度、冷卻水入口溫度、蒸汽壓力、蒸汽閥門開度，以及溶液泵、冷劑泵等所有屏蔽泵的運(yùn)行狀態(tài)和各種故障報(bào)警的詳細(xì)信息。在這五種編程語言中，指令表工業(yè)PC/軟PLC控制和結(jié)構(gòu)化文本是文本語言，易于實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的算法；順序功能圖、梯形圖和功能塊圖是圖形語言，它們則擅長(zhǎng)處理邏輯控制。PLC具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)便等許多優(yōu)點(diǎn)。目前在工業(yè)控制領(lǐng)域，基于PC的控制系統(tǒng)得到日益廣泛的應(yīng)用。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。機(jī)尾除塵系統(tǒng)由多管除塵器、抽風(fēng)機(jī)及煙囪組成。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)在機(jī)頭部位，由調(diào)速電機(jī)、減速機(jī)、開式齒輪等組成。 　 ③ 鋪底料裝置：該裝置是為了提高臺(tái)車以及篦條使用壽命，提高料層在燒結(jié)過程中的透氣性，減少燒結(jié)煙氣的含塵量。第二次是造球和補(bǔ)充加水。鐵精礦粉和富鐵礦粉應(yīng)在原料場(chǎng)采用專門的堆料、取料設(shè)備進(jìn)行混勻處理，以保證燒結(jié)料的化學(xué)成分穩(wěn)定。因此，鋼鐵企業(yè)要將燒結(jié)過程控制工作提上重要議事日程。在詳細(xì)了解、分析燒結(jié)系統(tǒng)工藝流程的基礎(chǔ)上，完成燒結(jié)控制系統(tǒng)的技術(shù)方案論證、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析與控制系統(tǒng)配置選型等工作。設(shè)計(jì)中用西門子S7系列PLC作為控制核心，整個(gè)系統(tǒng)采用了多臺(tái)PLC控制，以工業(yè)以太網(wǎng)和profibus為通訊基礎(chǔ)，以STEP7來對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行編程控制，利用PLC控制設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)控制中電機(jī)的啟動(dòng)、停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式，從而實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。近年來，我國(guó)燒結(jié)機(jī)的技術(shù)裝備取得了很大發(fā)展，燒結(jié)機(jī)大型化趨勢(shì)明顯。寶鋼不銹鋼分公司2號(hào)燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)占地500m2。燒結(jié)用的固體燃料（焦粉或無煙煤），應(yīng)破碎到粒度3毫米以下,但粒度 。這樣可保證燒透,防止燒壞爐篦。 　 ⑤ 煤氣點(diǎn)火系統(tǒng)：煤氣點(diǎn)火系統(tǒng)由煤氣及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、燒咀、助燃風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火室等組成。大于等于5mm的燒結(jié)礦通過溜槽到磷板輸送機(jī)再由皮帶機(jī)運(yùn)到儲(chǔ)礦槽內(nèi)，供高爐使用。燒結(jié)礦的冷卻作用：該廠成品塊均勻、可以強(qiáng)化高爐冶煉，提高爐頂壓力增加生鐵產(chǎn)量。CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，系統(tǒng)復(fù)雜，功耗高等明顯的缺點(diǎn)已逐漸被人們所淘汰，直接數(shù)字式控制器DDC雖然在智能化方面有了很大的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強(qiáng)大，同時(shí)它的功能也大大超過了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等。由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成，如圖所示。 ③ 控制功能 根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，并考慮經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，PLC應(yīng)用反饋數(shù)據(jù) (如室內(nèi)溫度等)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，以保證運(yùn)行參數(shù)滿足系統(tǒng)要求。同時(shí)，明顯縮短了程序開發(fā)周期。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化、開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC控制系統(tǒng)因信號(hào)引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。所以對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù))的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。常用的一些提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性的措施包括：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件保護(hù)等。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式，用一根大截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地極?！》植际絀/O系統(tǒng)中采用ET200通訊模塊與ProfibusDP相連接，ET200充分利用了SIMATICS7400的模塊系列，將所有的S7400I/O模塊通過接口模板IM153與現(xiàn)場(chǎng)總線相連。本系統(tǒng)采用研華工控機(jī)作為上位機(jī)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡CP5611使工控機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)總線相連。DB是用戶定義的用于存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)，本系統(tǒng)中它是上位機(jī)監(jiān)控軟件與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口點(diǎn)。并且結(jié)合市場(chǎng)情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價(jià)格性能比較好的PLC機(jī)型。 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模時(shí)依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小。 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計(jì)，列出清單。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜，具有體積小、價(jià)格低、易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。電源模塊的共同特性除了各自的特性外，電源模塊還有以下共同特性：? 采用封裝式設(shè)計(jì)，以在S7400 系統(tǒng)的安裝機(jī)架中使用? 通過自然對(duì)流冷卻? 插入式連接供電電壓，帶AC DC 編碼? 保護(hù)等級(jí)I（帶有保護(hù)導(dǎo)線），符合IEC 60536。與數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)不同，工業(yè)控制領(lǐng)域需要一種高速廉價(jià)、實(shí)時(shí)性和開放