【正文】 ， 6ES7 307...)或?yàn)榭?； 槽 2僅適用于 CPU(例如， 6ES7 314...)； 槽 3 接口模塊 (例如， 6ES7 360.../361...)或?yàn)榭?； 槽 4 11：信號或功能模塊、通訊處理器或?yàn)榭?。槽?1，插入電源模塊 PS；槽位 2，插入 CPU，槽位 3，空白；槽位 4 及后面的槽位，插入的模塊對應(yīng)實(shí)際 I/O 模塊的安裝 順序。 CPU 屬性對系統(tǒng)特性具有特殊意義。 （ 2） 選擇菜單命令 視圖 地址總 覽 。這種方法所得到 的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改；二是工程整定法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。 程序設(shè)計流程見圖 416。 圖 414 符號表窗口 第 30 頁 圖 415 建立符號 圖 416 程序流程圖 采集煤磨電機(jī)電流 轉(zhuǎn)換為工程量實(shí)際值 PID控制算法運(yùn)算 調(diào)節(jié)圓盤喂料機(jī) 電機(jī)轉(zhuǎn)速 返回 開始 計算電流偏差 第 31 頁 圖 417 仿真器 選中 SIMATIC 后，點(diǎn)擊窗口中的 圖標(biāo)，將寫好的程序下載到 PLC 中，然后打開 OB1 塊中的主程序。 由于 FC105 模塊的 IN 端輸入值為零，所以它 的 OUT 端也為零，沒有輸出值 ，見圖 422。 圖 51 WinCC 新建項目窗口 項目新建成功后， 在 WinCC 資源管理器中，右擊項目名稱并在下拉菜單中選擇 “ 屬性 ” ，可以更改項目的屬性，也可以選擇計算機(jī)，更改計算機(jī)的屬性。在組態(tài)時，對象的大小要適中，合理布局，保證畫面的美觀。 圖 52 WinCC 標(biāo)準(zhǔn)對象庫 工作過程中需要監(jiān)控的參數(shù)有 系統(tǒng)運(yùn)行時，各設(shè)備的溫度、壓力、電流等 。在該界面中添加全部欲在運(yùn)行狀態(tài)下顯示的內(nèi)容。此時在IN 端有了輸入，在輸出端也會有相應(yīng)的輸出值， 如圖 424 所示。 圖 418 OB1 主程序 此時可以將 CPU 置于運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行仿真。這里主要有三個模塊， OB OB3 OB100。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定。 PLC 控制器的設(shè)計 基于 PLC 的閉環(huán)控制系統(tǒng) PID 算法 以 PLC 作為控制器構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)， 如圖 413 所示。 STEP 7“了 解”可以設(shè)置的內(nèi)容以及設(shè)置范圍。 圖 48 S7300 的 CPU 圖 49 S7300 的安裝 圖 410 硬件 窗口 第 26 頁 圖 411 Configuration 窗口 圖 412 硬件配置 結(jié)果 第 27 頁 （ 5） 編譯硬件組態(tài)，并下裝到 CPU。 （ 2） 雙擊 硬件 圖標(biāo)，打開 Hw configuration，如 圖 411。 圖 46 新建工作站 第 24 頁 圖 47 工作站建立完成 PLC 型號的選擇 在確定了系統(tǒng)的輸入輸出 變量 后，就可以進(jìn)行硬件選型，即模擬 S7300PLC實(shí)物，來進(jìn)行程序的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理。 圖 42 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包 SIMATIC STEP7 軟件。如圖所示。 水泥生產(chǎn)煤磨段主要 的 控制對象是球磨機(jī)的負(fù)荷。 當(dāng)控制系統(tǒng)運(yùn)行模式選 擇開關(guān)選擇到“手動模式”時，操作人員可以使用現(xiàn)場 的啟停按鈕來控制設(shè)備的運(yùn)行。 煤磨段自動 控制 系統(tǒng)的總體設(shè)計 根據(jù)工藝流程，結(jié)合 控制要求，針 對煤粉制備設(shè)備類型多樣、點(diǎn)數(shù)多且分布極為分散等 特點(diǎn)，提出了 現(xiàn)場 PLC 控制站 + 上位 WinCC 組態(tài)監(jiān)控 架構(gòu)的總體設(shè)計方案。 17. 所有設(shè) 備的故障信號在中控有顯示。 10. 煤粉收塵器的壓力、溫度實(shí)時顯示、報警， 以及 啟?？刂啤? 2. 斗式提機(jī)的啟?？刂?。出磨煤粉由廢氣帶入動態(tài)選粉機(jī)，分離了的粗粉經(jīng)錐形鎖風(fēng)閥 摻入螺旋輸送機(jī)，通過電動翻板閥回磨進(jìn)行再粉磨。 第 9 頁 3 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 水泥生產(chǎn)過程中，煤粉的制備 具有現(xiàn)場工藝復(fù)雜、設(shè)備類型多樣、 I/O 點(diǎn)數(shù)多 等特點(diǎn) ， 為保證生產(chǎn)的可靠連續(xù)性，要求煤粉制備過 程能夠安全、 連續(xù)的 提供 煤粉，其制備系統(tǒng)所研磨的煤粉不但要滿足燃燒工藝的要求，還要進(jìn)行防燃、防爆和回收，同時要求系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性好以及完善的故障診斷功能，合理的選擇控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)并設(shè)計性價比高的設(shè)計方案具有十分重要的意義。 WinCC 集生產(chǎn)過程和自動化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互間的集成 [9]。 WinCC 運(yùn)行于個人計算機(jī)環(huán)境，可以與多種自動化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項目、可視窗口和菜單選項，使用方式靈活，功能齊全。隨著個人計算機(jī) (PC)的普及和開放系統(tǒng)的推廣，基于 PC 的監(jiān)控組態(tài)軟件在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷發(fā)展壯大。 PLC 與傳統(tǒng)的集散型控制系統(tǒng) (DCS)之間的界限已不太明顯，從其設(shè)計思想的初衷 —— 繼電器邏輯控制概念上有了非常大的飛躍，已跨越初衷。 S7300 能滿足中等性能要求的應(yīng)用，是 S7 系列 PLC 中應(yīng)用最廣的產(chǎn)品，它已成功地用于范圍廣泛的自動化領(lǐng)域。它的主要組成部分有導(dǎo)軌（ RACK）、電源模塊（ PS）、中央處理單元 CPU 模塊、接口模塊（ IM）、信號模塊（ SM）、功能模塊（ FM）等。它具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡單、使用方便以及體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。其性能優(yōu)越，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并已成為工業(yè)自動化的三大支柱 (PLC、工業(yè)機(jī)器人、 CAD/CAM)之一。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國水泥工業(yè)的自動化水平進(jìn)一步提高，生產(chǎn)全過程的控制和信息采集系統(tǒng)更加優(yōu)化，我國自主設(shè)計的自動化控制系統(tǒng)不斷完善，相當(dāng)一部分生產(chǎn)線已具備國際先進(jìn)水平 [3]。但全國現(xiàn)有的 8000 多家水泥企業(yè)，大中型企業(yè)不足 400 家，立窯水泥產(chǎn)量占 81％，優(yōu)質(zhì)回轉(zhuǎn)窯水泥產(chǎn)量不足 19％，大部分水泥企業(yè)，特別是小立窯廠生產(chǎn)設(shè)備落后，自動化控制水平低， 能源消耗高 [2]。 根據(jù)我國的水泥生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀，本文以水泥工藝煤粉制備系統(tǒng)為研究對象，分析并設(shè)計了基于 PLC 的水泥工藝煤磨段自動控制系統(tǒng) 。 論文最后對系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)試和運(yùn)行， 分析 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能， 并總結(jié) 系統(tǒng)設(shè)計過程中的 主要 工作 內(nèi)容 。因此，水泥作為現(xiàn)階段建筑工程中的主要建筑材料，其自動化水平 的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。（ 3）是絕大多數(shù)的中小水泥企業(yè)雖然計算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，但仍處于采用模擬儀表對過程參數(shù)進(jìn)行測控的階段，如 :采用鈣鐵分析儀對出磨生料進(jìn)行配料控制 。 同時利用 SIMATTC的 組態(tài)軟件“ WinCC”設(shè) 計一個 人機(jī)界面 （ HMI） ， 通過 MPI與可編程控制器通信， 對 控制系統(tǒng)進(jìn)行 全面監(jiān)控 ，從而使用戶操作更方便。如電梯控制、高爐上料、磨床電鍍流水線等 [5]。與 S7200 PLC 比較，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（ ～ s）指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少。 PLC 在水泥自動化的應(yīng)用 在水泥生產(chǎn)企業(yè)中，由過程控制系統(tǒng)來完成生產(chǎn)工藝參數(shù)的檢測、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報警等功能，它對提高水泥生產(chǎn)線的作業(yè)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量及縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)周期起著極其重要的作用。而新一代的 PLC 在計算能力、響應(yīng)速度、聯(lián)網(wǎng)能力、靈活及可維護(hù)性等方面與 DCS 相比毫不遜色，顯示出 PLC 作為過程控制系統(tǒng)在現(xiàn)代水泥工業(yè)中廣泛的應(yīng)用前景。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動化系統(tǒng)集成中不可缺少的 關(guān)鍵 組成部分。 WinCC 的另一個特點(diǎn)在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機(jī)界面，滿足實(shí)際需要。 WinCC 采用了當(dāng)今流行的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，很類似流行的 Visual Basic 的語言。 煤磨段的 工藝流程 根據(jù)原煤的物理化學(xué)性能以及燒成系統(tǒng)對煤粉燃料的要求，煤粉制備選用球磨機(jī)作為主機(jī)設(shè)備，并配有選粉機(jī)，煤粉收塵器及相匹配的輸送的控制設(shè)備，具體結(jié)合工藝流程圖介紹如下： 來自煤庫的原煤經(jīng)斗式提升機(jī)直接送入磨頭原煤倉。當(dāng)煤粉在煤粉倉收塵器內(nèi)發(fā)生事故燃燒時，通過雙向螺旋輸送機(jī)向外排放。 5. 電動翻板閥 啟?？刂?。 13. 煤粉倉溫度的顯示、報警。如加煤過量，則電流會再次下降。在上位 WinCC 監(jiān)控設(shè)計部分 ，建立 相應(yīng)的 變量，繪制監(jiān)控 畫面 并組態(tài)，并設(shè)置通訊方式 。同時可以對報表存檔打印，顯示實(shí)時報警和歷史報警等，方便操作 人員進(jìn)行工藝分析和查找故障。在該系統(tǒng)中， 根據(jù)系統(tǒng) 控制要求，系統(tǒng) 的主要運(yùn)行參數(shù)有電流、溫 度、壓力、轉(zhuǎn)速等 ，所以我們要對 相應(yīng)設(shè)備 的 這些參數(shù) 進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 表 41 I 點(diǎn)統(tǒng)計 HMODE I BOOL 手動模式開關(guān) LCFON/OFF I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 開關(guān) LF2ON/OFF I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 開關(guān) SLSON/OFF I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)開關(guān) LF1ON/OFF I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 開關(guān) LSON/OFF I BOOL 螺旋輸送機(jī)開關(guān) DTXFON/OFF I BOOL 動態(tài)選粉機(jī)開關(guān) MMDJON/OFF I BOOL 煤磨電機(jī)開關(guān) LFFON/OFF I BOOL 冷風(fēng)閥開關(guān) RFFON/OFF I BOOL 熱風(fēng)閥開關(guān) LFJON/OFF I BOOL 冷風(fēng)機(jī)開關(guān) RFJON/OFF I BOOL 熱風(fēng)機(jī)開關(guān) DDFBFON/OFF I BOOL 電動翻板閥開關(guān) YPON/OFF I BOOL 圓盤喂料機(jī)開關(guān) BFON/OFF I BOOL 棒閥開關(guān) DSON/OFF I BOOL 斗式提升機(jī)開關(guān) LCF2ON/OFF I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 開關(guān) 第 16 頁 LCF1RUNBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 運(yùn)行故障 LCF1STARTBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 啟動故障 LCF1STOPBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 停機(jī)故障 LCF2STARTBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 啟動故障 LCF2STOPBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 停機(jī)故障 LCF2RUNBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 運(yùn)行故障 LF2STARTBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 啟動故障 LF2STOPBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 停機(jī)故障 LF2RUNBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 運(yùn)行故障 SLSSTARTBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)啟動故障 SLSSTOPBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)停機(jī)故障 SLSRUNBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)運(yùn)行故障 LF1STARTBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 啟動故障 LF1STOPBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 停機(jī)故障 LF1RUNBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 運(yùn)行故障 LSSTARTBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)啟動故障 LSSTOPBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)停機(jī)故障 LSRUNBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)運(yùn)行故障 DTXFSTARTBUG I BOOL 動態(tài)選粉機(jī)啟動故障 DTXFSTOPBUG I BOOL 動態(tài)選粉機(jī)停機(jī)故障 DTXFRUNBUG I BOOL 動態(tài)選粉機(jī)運(yùn)行故障 MDSTARTBUG I BOOL 煤磨電機(jī)啟動故障 MDSTOPBUG I BOOL 煤磨電機(jī)停機(jī)故障 MDRUNBUG I BOOL 煤磨電機(jī)運(yùn)行故障 LFFOPENBUG I BOOL 冷風(fēng)閥打開故障 LFFCLOSEBUG I BOOL 冷風(fēng)閥關(guān)閉故障 LFFRUNBUG I BOOL 冷風(fēng)閥運(yùn)行故障 RFFOPENBUG I BOOL 熱風(fēng)閥打開故障 RFFCLOSEBUG I BOOL 熱風(fēng)閥關(guān)閉故障 RFFRUNBUG I BOOL 熱風(fēng)閥運(yùn)行故障 LFJSTARTBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)啟動故障 第 17 頁 LFJSTOPBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)停機(jī)故障 LFJRUNBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障