【正文】 中型 PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。有些還可增設(shè)中斷控制、 PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系 統(tǒng)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 10 第 4 章 西門子 STEP7 軟件介紹 西門子 STEP7 的概述 STEP7 是用于 SIMATIC 可編程控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，其用戶接口是基于當(dāng)前最新水平的人機(jī)控制工程設(shè)計(jì)，可以輕松方便的使用。對于用戶來說， SIMATIC Manager 提供了STEP7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包的集成，統(tǒng)一的界面。為輸入輸出信號(hào)，位存儲(chǔ)和塊設(shè)定符號(hào)名和注釋。它們還處理對錯(cuò)誤的響應(yīng)， 通過編程組織塊可指定 CPU 的反應(yīng)。 (5)異步故障中斷 OB80OB87:異步故障中斷是由 CPU的操作系統(tǒng)檢測到一個(gè)異步錯(cuò)誤時(shí)觸發(fā)的中斷，其檢測錯(cuò)誤類型和調(diào)用中斷號(hào)如下： OB80:時(shí)間錯(cuò)誤中斷，如設(shè)置循環(huán)間隔時(shí)間太?。? OB81：診斷中斷，如診斷出電池故障； OB82:診斷中斷，如診斷出 I/O模板中某個(gè)通道短路； OB83:插入 /移走模板中斷，如 PLC系統(tǒng)運(yùn)行中被移走了一個(gè)輸出模板； OB84:CPU硬件錯(cuò)誤，如 MPI網(wǎng)絡(luò)接口錯(cuò)誤； OB85:優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤，如程序未安排 OBX組織塊； OB86:機(jī)架故障； OB87：通信錯(cuò)誤，如在全局?jǐn)?shù)據(jù)通信中有錯(cuò)誤的標(biāo)識(shí)符。臨時(shí)變量存在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中。 系統(tǒng)功能塊 (SFB)和系統(tǒng)功能 (SFC) 在 S7中不需要每個(gè)功能都自己編程， S7CPU 為用戶提供了一些己經(jīng)編號(hào)的程序塊，這些塊可在用戶程序中進(jìn)行調(diào)用。 MM440 由微處理器控制，采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）作為功率輸出器件。 。 直接選擇 +ON 命令 在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率，又具備啟動(dòng)功能。機(jī)體由優(yōu)質(zhì)的鑄鐵鑄 造而成，是一個(gè)上下分體結(jié)構(gòu)，并鑄成封閉式箱體形式，破碎 機(jī)兩對輥均安裝在箱體內(nèi)，為防止機(jī)體磨損，機(jī)蓋兩側(cè)安裝有耐磨襯板。 /遠(yuǎn)程旋鈕切換到遠(yuǎn)程，系統(tǒng)進(jìn)入遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)。 ，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。 RJ RJ RJ3 為熱繼電器，在主電路電流過高或者溫度過高時(shí)起保護(hù)作用， TA43 和 TA46為電流互感器，測試 M M2電機(jī)電流，電流大小反饋熱繼電器 RJ RJ2,起保護(hù)電路的作用， S1,S2 為電流變送器，作用是把電流信號(hào)轉(zhuǎn) 換為 4～ 20mA，傳送到 PLC 控制箱。 圖 對輥式破碎機(jī)的控制原理圖 3 合上電源開關(guān) QL2，主電路得電，電源指示燈 HL2 和 JHL2 亮，電源電壓正常。 都是利用電磁感應(yīng)工作的 ， 只不過用途不同 。 我選用型號(hào)為 BSMI150U／ I 的電流變送器，檢測電流為 AC150／ 5A， 輸入電流： AC 05A， 變送輸出：電流 DC 420mA，負(fù)載電阻 ≤500Ω， 電壓 DC210V，負(fù)載電阻 ≥5kΩ。 在本電路中我選用型號(hào)為 LQJ10 電流互感器 ,額定一次電流 150～ 400A,二次側(cè)額定電流為 5A,1s 熱穩(wěn)定倍數(shù)為 90，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 225； 電流變送器選擇 工業(yè)上普遍需要測量 的 溫度、壓力、速度、角度等各類物理量，都 需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號(hào)才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上。 硬件選擇說明 主電路電動(dòng)機(jī)選擇 對輥式破碎機(jī)主電路兩破碎輥電機(jī)選擇為 Y315S8 型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 55KW,額定電壓為 220V,額定電流為 110A,額定轉(zhuǎn)速為 740r/min，額定效率為 92%，額定頻率為 50Hz，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為 在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向下 45 度撥下， 1 和 2 兩端連接，此時(shí)為遠(yuǎn)程PLC 集中控制。 ，指示系統(tǒng)的控制電源。 ，停止主電機(jī)的運(yùn) 行，不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。本控制系統(tǒng)要求不僅是能本地控制破碎機(jī)運(yùn)行，而且能夠通過遠(yuǎn)程 PLC 進(jìn)行控制。 主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、輕便、工作可靠、調(diào)整破碎比較方便，無需基礎(chǔ)就能使用。 。由于 MM440 變頻器具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。用戶必須為 SFB生成背景數(shù)據(jù)塊， 并將其下載到 CPU 中作為程序的一部分。除了這個(gè)局域數(shù)據(jù)區(qū)， 邏輯塊還可以打開一個(gè) DB形式的存儲(chǔ)區(qū)。要將這些數(shù)據(jù) 永久存儲(chǔ)， FC也可以使用共享數(shù)據(jù)塊。部分組織塊的功能簡要說明如下： (1)主程序循環(huán) OB1：在 S7300/400系列的 PLC中，無論哪種型號(hào)的 CPU模板都通過 OB1來組織，如果全部的用戶程序結(jié)構(gòu)只有 1個(gè)程序塊，即采用線性編程，那就是 OB1,主程序在 OB1中執(zhí)行， OB1調(diào)用功能塊 FB,系統(tǒng)功能塊 SFB或使用功能調(diào)用 FC和系統(tǒng)功能調(diào)用 SFC的功能。 網(wǎng) 絡(luò)組態(tài)：該工具用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡(luò)連接，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)通訊設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。 硬件組態(tài)：該工具為自動(dòng)化項(xiàng)目的硬 件進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置。 STEP7 工程工具包含了整個(gè)羨慕流程的各種功能要求： CAD/CAE 支持、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、仿真、過程診斷等。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 小于 256點(diǎn)；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量 4K字以下。 （ 2） 按功能分類根據(jù) PLC所具有的功能不同，可將 PLC分為低檔、中檔、高檔三類。 PLC 模塊式 PLC是將 PLC各 組成部分，分別 做 成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU模塊、 I/O模塊、電源模塊（有的含在 CPU模塊中）以及各種功能模塊。 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 7 （ 1） 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù) PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將 PLC分為整體式和模塊式兩類。企業(yè)投入大量的人力和財(cái)力建立起來的 PLC 控制系統(tǒng)已經(jīng)成型 ,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系統(tǒng) ,需要更大的資金投入 ,將造成很大的浪費(fèi)。在中國 , PLC 在紡織機(jī)械上的運(yùn)用已經(jīng)有 17 年的歷史了 , 從最早的進(jìn)口合成纖維生產(chǎn)設(shè)備到目前的中小型紡機(jī) , PLC 無處不在。 PLC 在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。在這條原則的下，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及原材料等方面來考慮我們的機(jī)械。在對醫(yī)療機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)化上，我們對自動(dòng)化定義越來越廣，越來越河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 4 細(xì)，研究的 也越來越深，從一種機(jī)械自動(dòng)化上升到整個(gè)車間的自動(dòng)化，從的一部分工序到整個(gè)過程，整條生產(chǎn)線及整個(gè)車間的設(shè)計(jì)將成為一種必然的趨勢。 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 自動(dòng)化已成為一種必然的趨勢，而且我們也正朝著這個(gè)方向努力。 ，破碎機(jī)低水平重復(fù)太多，應(yīng)變能力不強(qiáng)，國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小，且大多生產(chǎn)同種類型的設(shè)備，在 市場上進(jìn)行低價(jià)惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動(dòng)，又無法及時(shí)轉(zhuǎn)型，從而極易被市場所淘汰。 ，國產(chǎn)自動(dòng)破碎機(jī)的功能比較單一，適應(yīng)面也比較窄，對待裝破碎機(jī)的形狀與體積等均有較嚴(yán)格的規(guī)定，一般只適用于一二種破碎機(jī)，而國內(nèi)同一破碎機(jī)生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的破碎機(jī)規(guī)格各不相同，產(chǎn)量也不同，這就給相關(guān)工作帶來一定的困難。隨著各行業(yè)對破碎機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對破碎機(jī)技術(shù)提出了更高的要求，特別是對輥式破碎機(jī)提出了更新更高的要求。本設(shè)計(jì)是一種基于 PLC300 程序的全自動(dòng)對輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)兩部分。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 GRADUATE DESIGN 設(shè)計(jì)題目： 對輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并 向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本說明書第 6 章 介紹了對輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)包括了對輥式破碎機(jī)的工藝、控制過程、硬件選擇和硬件的接線。在當(dāng)前各種多功能全自動(dòng)破碎機(jī)逐漸進(jìn)入各企業(yè)的情況下，人們有必要對國產(chǎn)破碎機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展作進(jìn)一步研究。而國外破碎機(jī)生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問題 ，他們所生產(chǎn)的設(shè)備功能更加靈活多變，適用范圍也更廣。 第 2 章 國產(chǎn)破碎機(jī)的背景 3 破碎機(jī)的發(fā)展趨勢 人機(jī)工程學(xué)屬于一種綜合性的邊緣學(xué)科，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更注重人的因素，它的最終目的是達(dá)到“人 — 產(chǎn)品 — 環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。但現(xiàn)在的自動(dòng)化只能說是相對的，要實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化我們的路還很長，會(huì)碰到諸如檢測、自動(dòng)調(diào)整等一系列問題。整體自動(dòng)化車間的設(shè)計(jì)，實(shí)際上是對破碎機(jī)提供一套完整的解決方案，是對自動(dòng)化一種全新的飛躍，隨著這種趨勢的發(fā)展，工業(yè)也會(huì)加入其中，發(fā)揮它強(qiáng)大的功能。 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 5 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 PLC 發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件 進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀 自 20 世紀(jì) 60 年 代中期以來 PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用 , 尤其近 20 年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展 , 不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格 , 使 PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足進(jìn)步 , 也使 PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。占各類紡織機(jī)械 60% 以上的織機(jī)平均每臺(tái)帶有一個(gè)小型的 PLC, 主要用于檢測、報(bào)警、速度控制和機(jī)器啟停控制。 (2) 基于以上市場需求 ,許多軟件廠商 (例如 : 華富惠通軟件公司 ) 正在考慮如何利用企業(yè)已經(jīng)成型的控制系統(tǒng)及新建的廠級(jí)網(wǎng)絡(luò) ,開發(fā)控制系統(tǒng)軟件 ,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、信息化 ,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡(luò)的集成。 PLC 整體式 PLC是 將電源、 CPU、 I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。模塊式 PLC由框架或基板和各種模塊組成。 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 2. 中型 PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 256～ 2048點(diǎn)；雙 CPU，用戶存儲(chǔ)器容 量 2～ 8K。 如果 PLC 本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量 。 STEP7 的構(gòu)成組件 STEP7 不是一個(gè)單一的應(yīng)用程序，而是有一系列應(yīng)用程序 [工具 ]構(gòu)成的軟件包?？梢詫?PLC機(jī)架上的硬件進(jìn)行配置，設(shè)置各種硬件模塊的參數(shù)，例如 CPU 參數(shù)和分布式 I/O參數(shù)等。 STEP7 各程序塊的功能 在 S7用戶程序中有下列幾種類型的塊可以使用 : 1. 組織塊〔 OB〕 OB決定用戶程序的結(jié)構(gòu)； 2. 系統(tǒng)功能塊 (SFB)和系統(tǒng)功能 (SFC): SFB和 SFC集成在 S7CPU中可以用來訪問一些重要的系統(tǒng)功能； 3. 功能塊 (FB):FB是帶有“存儲(chǔ)區(qū)域”的塊，可以自己編程這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域； 4. 功能 (FC):FC中是經(jīng)常使用的功能的程序； 5. 背景數(shù)據(jù)塊 (背景 DB):當(dāng)一個(gè) FB/SFB被調(diào)用時(shí)，背景 DB與該塊相關(guān)聯(lián)，它們可以在編譯過程中自動(dòng)生成； 6. 數(shù)據(jù)塊 (DB): DB是用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，除了指定一個(gè)功能塊的數(shù)據(jù)， 還可以定義可以被任何塊使用的共享數(shù)據(jù)。 (2)日期時(shí)間中斷 OB10OB17:日期時(shí)間中斷允許用戶通過 STEP7編程設(shè)定，可在特定日期，時(shí)間執(zhí)行中斷操作，也可按照時(shí)間間隔周期 性的重復(fù)執(zhí)行中斷操作， 8個(gè)日期時(shí)間中斷具有相同的優(yōu)先級(jí)， CPU按啟動(dòng)事件發(fā)生順序進(jìn)行處理。由于 FC沒有自己的存儲(chǔ)區(qū)，所以必須為它指定實(shí)際參數(shù)，不能為一個(gè)FC的局域數(shù)據(jù)分配初始值。與局域數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)不同，在 DB中的數(shù)據(jù)當(dāng) DB關(guān)閉時(shí)，也就是，當(dāng)相應(yīng)的邏輯塊結(jié)束時(shí)，不會(huì)被刪除。 （ 2）系統(tǒng)功能 (SFC) 系統(tǒng)功能時(shí)集成在 S7CPU中的預(yù)先編號(hào)程序并通過測試的功能。 M