【正文】 至 MM440 變頻器，經(jīng)過變頻器內(nèi)部計算輸出給轉鼓主電機。 （ 4） 從站組態(tài)完成，設置地址， PKW讀為 IB288~IB295， PZD讀為 IB296~IB299，PKW 寫為 QB272~QB279， PZD 寫為 QB280~QB283，如圖 313。通過網(wǎng)絡連接實現(xiàn)對下位機以及現(xiàn)場設備的監(jiān)控。西門子組態(tài)軟件在歐洲已經(jīng)成為最流行的組態(tài)軟件。 (4)整個系統(tǒng)通過完整和豐富的編程系統(tǒng)實現(xiàn)了雙向的開放性。軟件功能需要通過界面來展現(xiàn)。 (5)出錯處理 用戶在使用軟件過程中不可避免的出現(xiàn)一些誤操作。設計和諧的色彩太困難，因為色彩的組合千變?nèi)f化，并且人們對色彩的喜歡也極不相同。管理員級別的用戶主要是工廠的管理 人員。 主要實現(xiàn)的功能： (1)通過點擊界面底部 的按鈕實現(xiàn)不同監(jiān)控頁面的切換。變頻監(jiān)控包括五部分：轉股主電機；?；?PGR PGR2；倒渣泵 PSL PSL2。 變頻監(jiān)控界面如圖 44 所示： 圖 44 變頻監(jiān)控界面 軟啟動器監(jiān)控 界面的設計 。 總體流程圖界面如圖 43 所示。 總體流程圖 界面的設計 總體流程圖是登錄后默認的界面。操作員級權限是第二高的，可以進行機器啟停和過程的控制，但是不具有報警處理，消息歸檔等權限，這個組的成員主要是現(xiàn)場的操作工人。界面元素應當在水平或則垂直方向對齊，行、列的間距保持一致。比如按鈕的形狀、色彩和對鼠標響應方式都是一致的。 正是基于上述優(yōu)點本課題選擇西門子組態(tài)軟件 WinCC 作為上位監(jiān)控界 面設計的平臺。 (3)與相應的軟硬件系統(tǒng)一起，實現(xiàn)系統(tǒng)級的診斷功能。國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額被國外軟件占據(jù)著。 4 上位機監(jiān)控設計 上位機主要實現(xiàn)監(jiān)控功能，在現(xiàn)場總線 系統(tǒng)中充當操作員站的角色。 （ 2） 在彈出窗口中選擇地址為 4，如圖 311 所示。所做的是離心運動。這里從站是現(xiàn)場的被控設備以及傳感器等，主站是 PLC 和 PC。 西門子可編程邏輯控制器給用戶提供了強大的網(wǎng)絡組態(tài)功能，將利于網(wǎng)絡組態(tài)功能實現(xiàn)各個子站與中央控制主站之間的數(shù)據(jù)交換功能。通過硬件組態(tài)可以模擬實際 PLC 的硬件聯(lián)系，也可以對各種模塊的系統(tǒng)參數(shù)進行設置和更改。 (3)系統(tǒng)功能 SFC 和系統(tǒng)功能塊 SFB SFC 和 SFB 是預先編寫好的可供用戶程序調用的 FC 和 FB，它們已經(jīng)固化在S7 的 CPU 中，因此稱為“系統(tǒng)功能”和“系統(tǒng)功能塊”。 STL 是 STEP7 編程語言的文本表達方式，與機器碼相似，CPU 執(zhí)行程序時按每一條指令一步一步地執(zhí)行。 在完成組態(tài)，參數(shù)賦值，程序創(chuàng)建和建立在線連接后，可以下載整個用戶程序或個別塊到一個可編程序控制器。 在生成一項目后，先插入站，然后可以組態(tài)硬件。 本文中選用國產(chǎn)雷諾爾 JJR5000 智能軟啟動器作為轉鼓輔電機、冷卻泵PCC1/2/3 電機啟動器。使用軟啟動器 啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。另外，為了確保通用變頻器長期可靠的運行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。多種級別（功能逐步升級）的 CPU，種類齊全的通用功能的模板，使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。它們的容量大小也都已確定，不 再變動。近年來，從美國、口本、德國等國引進的 PLC 產(chǎn)品及國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列，上百種型號。因此可以將支持不用的通訊協(xié)議的設備整合到一個網(wǎng)絡上。 Moudbus 定義的標準的通信功能碼如 下表 所示： 表 3 功能碼 hex 功能 01H 讀取內(nèi)部數(shù)字量保持線圈 02H 讀取外部輸入數(shù)字量線圈狀態(tài) 03H 讀取內(nèi)部模擬量保持寄存器 04H 讀取外部輸入模擬量存儲器 05H 設置單一內(nèi)部數(shù)字量保持線圈狀態(tài) 06H 設置單一內(nèi)部模擬量保持寄存器 07H 讀取內(nèi)部特定線圈狀態(tài) 08H 通訊系統(tǒng)自檢測 09H 設置一組內(nèi)部數(shù)字量保持線圈狀態(tài) 10H 設置一組內(nèi)部模擬量保持存儲器 Moudbus 除了定義了較為完善的通信功能碼，它一個重要特點是還定義了較全面的出錯碼，以便主站根據(jù)返回的 錯誤碼采取相應的糾錯工作，這樣保證了整個系統(tǒng)通信的可靠性。 同樣一個信息后，立即發(fā)送的一個新信息， (若無 個字符的靜止時間 )這將會產(chǎn)生一個錯誤。典型的 ASCll信息幀見下表： 表 1 開始 地址 功能 數(shù)據(jù) 縱向冗余校驗 結束 1 字符 2 字符 2 字符 n 字符 2 字符 2 字符 RTU 模式中，信息開始至少需要有 個字符的靜止時間，依據(jù)使用的波特率，很容易計算這個靜止的時間 (如下表中的 Tl— T3— T4)?？蓹z測部分信息，錯誤可作為一種結果設定。如出現(xiàn)錯誤，則修改功能碼，指明為錯誤響應，并在數(shù)據(jù)字節(jié)中含有一個代碼，來說明錯誤，錯誤檢查區(qū)允許主機確認有效的信息內(nèi)容。從機對于主機的廣播查詢，無響應返回 Modbus 協(xié)議報據(jù)的設備地址，請求功能代碼，發(fā)送數(shù)據(jù)，錯誤校驗碼，作的代碼，建立了主機查詢格式，從機的響應信息也用Modbus 協(xié)議組織，它 包括確認動返回數(shù)據(jù)和錯誤校驗碼。 Modbus 總線技術 概述 Modbus 作為一個通信協(xié)議是由 MODICON 公司在 1979 年首次提出的，它是一個標準的、真正開放的、在工業(yè)自動化領域應用最廣泛的網(wǎng)絡通信協(xié)議。 智能 DP 從站（ I 從站）。西門子公司提供了不同大小和功能的 TP 和 OP 供用戶選用。下列設備可以做 DPM2。此外，還可以將控制命令發(fā)送給個別從站或從站組，以實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的同步。 ProfibusDP 基本特征 （ 1） 速率：在一個有著 32 個站點的分布系統(tǒng)中， PROFIBUSDP 對所有站點傳 送 512 bit/s 輸入和 512 bit/s 輸出，在 12M bit/s 時只需 1 毫秒。每 DP 從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為 246 字節(jié)。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。波特率從 。 開放式互聯(lián)網(wǎng)絡。將不同廠家提供的設備按照最佳性價比的則實現(xiàn)“即接即用”，從而構成控制回路，這就是現(xiàn)場總線設備互操作性的含義，即由第三方提供的現(xiàn)場設備自由地集成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS。 IEC 對現(xiàn)場總線一詞的定義為 :現(xiàn)場總線是一種應用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設備之間、現(xiàn)場設備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的技術。其中，若冷卻塔水位過高，可經(jīng)排污泵 PDR2 向排水池排水。 然后，?；蟮母郀t渣進入轉鼓塔，由于北?；癄t距離轉鼓塔一定距離，要有倒渣泵 PSL1 和 PSL2 將粒化后的高爐渣打入轉鼓塔。 2 現(xiàn)場總線技術對 高爐渣?；瘋鲃颖O(jiān)控系統(tǒng)的改造 工藝流程介紹 原來生產(chǎn)線采用傳統(tǒng)的集中 控制系統(tǒng)。這些技術包括干式?；に嚭突瘜W?；に嚒Ｂ菪斔蜋C呈 20 度 傾角安裝 在水渣池內(nèi)， 隨著螺旋輸送機的轉動，其螺旋葉片將水渣池底部的水渣向上輸送，水則靠重力和渣的翻動擠壓雙重作用向下回流，從而實現(xiàn)渣水分離和脫水的目的。該法與其他水淬法不同，在渣溝下面增加了?；唽崿F(xiàn)機械?；?，?；蟮臓t渣顆 粒被水冷卻、水淬，產(chǎn)生的氣體通過煙囪排出。 因巴法 因巴法是 20 世紀 80 年代初由比利時西德瑪公司與盧森堡 Pamp。水淬后得到的?；?(水渣 ) 絕大部分為非晶態(tài) ， 其含量超過 95 ％，可用作生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的原料。通常，高爐渣的處理方式為水力沖渣，在處理過程中不僅浪費、消耗大量的能源、水源，同時也排出大量的有害物質。 高爐熔渣由于自身溫度高，含熱量豐富，對能源工業(yè)來說是一種很好的二次能源。現(xiàn)主要采用 水淬?；に?，就是將熔融狀態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻， 限制其結晶 ， 并使其在熱應力作用下發(fā)生?；?。 水渣由傾斜放置的螺旋輸送機向上輸送，靠重力實現(xiàn)水和渣的分離，稱為明特克 (MTC)法。 圖拉法 圖拉法水渣處理技術是由俄羅斯國立冶金工廠設計院研制，在俄羅斯圖拉廠 20xx m 高爐上首次應用。明特克法核心設備是通過特殊設計和制造的一臺螺旋輸送機和一臺過濾器組成。因此，開發(fā)能高效回收高爐渣顯熱、更環(huán)保的爐渣處理技術迫在眉睫。 本論文主要研究內(nèi)容 論文以包鋼煉鐵高爐水沖渣傳動系統(tǒng)的改造工作為背景，采用現(xiàn)場總線技術全面深入的探討了基于 Profibus 和 Modbus 的煉鐵高爐水沖渣傳動監(jiān)控系統(tǒng)的設計與研究，著重研究了系統(tǒng)控制的方案設計、硬件的選型與設計、 Profibus 總線技術、Modbus 總線技術， PLC 的 Profibus 網(wǎng)絡組態(tài)、編寫 PLC 控制程序 、 PLC 通信及上位機監(jiān)控軟件 WinCC 的界面設計。冷卻水和高爐渣在?；袥_洗產(chǎn)生?；蟮母郀t渣，形態(tài)和普通建筑用黃沙類似。集水池中的水經(jīng)回收泵 PRY回收進冷卻塔 過高而設計的。 Profibus 總線技術 概述 現(xiàn)場總線概述 現(xiàn)場總線是 應 用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點、多站的通信網(wǎng)絡?，F(xiàn)場設備和現(xiàn)場儀表種類繁多，沒有任何一個生產(chǎn)商能夠提一個控制系統(tǒng)所需的全部現(xiàn)場設備。對于要求有本征安全的低功耗現(xiàn)場儀表可采用這種供電方式，如煤礦、化工、等對安全性要求較高的行業(yè)。 ProfibusDP 的基本功能 （ 1）傳輸技術： RS485 雙絞線、雙線電纜或光纜。 （ 5）同步：控制指令允許輸入和輸出同步。通過總線對 DP 主站（ DPM1）進行配置。 DP 從站是帶二進制值或模擬量輸入輸出的驅動器、閥門等。 DPM1 可以發(fā)送參數(shù)給從站，讀取 DP 從站的診斷信息，用 Global Control（全局控制）命令將它的運行狀態(tài)告知給各 DP 從站。 DPM2 除了具有 1 類主站的功能外，在與 I 類 DP 主站進行數(shù)據(jù)通信的同時，可以讀取 DP 從站的輸入 /輸出數(shù)據(jù)和當前的組態(tài)數(shù)據(jù)，可以給 DP 從站分配新的總線地址。有觸摸按鍵的操作員面板俗稱觸摸屏，它們在工業(yè)控制中得到了廣泛的應用。它們都有 PROFIBUSDP 通信接口，可以做DP 網(wǎng)絡的從站。 在 PROFIBUS網(wǎng)絡系統(tǒng)中還有一些用于通信的部件必不可少，比如通信介質（電纜）、總線部件（總線連接器、中繼器、耦合器、鏈路）和網(wǎng)絡轉接器，后者包括PROFIBUS 與串行通信、以太網(wǎng)、 AS1 和 EIB 通信網(wǎng)絡的轉接器。 主機可對各從機尋址，發(fā)出廣播信息，從機返回信息作為對查詢的響應。從機正常響應時，響應功能碼是查詢功能碼的應答，數(shù)據(jù)字節(jié)包含從機采集的數(shù)據(jù)，如寄存器值或狀態(tài)。 Modbus 信息幀 不論是 ASCn 模式還是 RTU 模式， ModbuS 信息以幀的方式傳輸，每幀有確定的起始點和結束點，使接收設備在信息的起點開始讀地址，并確定要尋址的設備 (廣播時對全部設備 )，以及信息傳輸?shù)慕Y束時間。字 符之間的最大間隔為 15，若大于 15，則接收設備認為出現(xiàn)了一個錯誤。如果在發(fā)送幀信息期間，出現(xiàn)大于 個字符的靜止時間時，則接收設備刷新不完整的信息，并假設下一個地址數(shù)據(jù)。如常用的“ 03H”，代碼表示主設備需要從設備讀取一組保持寄存器的值。它在網(wǎng)絡中即是 DP 網(wǎng)的從站，又是 Modbus 網(wǎng)的主站。 硬件選型 PLC 的機型選擇 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。存放系統(tǒng)程序的存儲器（ ROM）在機器形成時由生產(chǎn)廠家已將程序寫入，用戶無法改變也不能訪問。 SIMATIC S7300 系列 PLC 是針對大中型控制系 統(tǒng)而設計的中 型 PLC，采用模塊化及無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現(xiàn)的分布式結構，以及用戶友好的操作使 SIMATIC S7300 成為中、高檔性能控制領域中首選的理想解決方案。若對通用變頻器選型、系 統(tǒng)設計及使用不當，往往會使通用變頻器不能正常的運行、達不到預期目標，甚至引發(fā)設