【正文】 IM 進(jìn)行仿真。正是 劉 老師的無私幫助與熱忱鼓勵，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝劉 老師。 感謝 其他任課 老師們， 你 們不但在大學(xué)四年中指導(dǎo)我們 的 學(xué)習(xí)和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議， 你 們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度為我做出了很 好的表率，時刻鞭策著我向 你 們學(xué)習(xí)。通過學(xué) 習(xí)可編程控制器的工作原理以及如何利用仿真軟件進(jìn)行仿真，我查閱了大量相關(guān)資料，學(xué)會了許多知識，培養(yǎng)了我獨立解決問題的能力。 共 40 頁 第 26 頁 總 結(jié) 本文主要是球團(tuán)工藝的了解以及其中的上料、供料系統(tǒng)的設(shè)計，然后是對其設(shè)計PLC 控制程序，最后進(jìn)行仿真和調(diào)試。仿真結(jié)果如圖 所示： 圖 集中選擇及預(yù)告鈴仿真 ? 選擇室外供料系統(tǒng) 程序順序啟動皮帶機(jī) RM梨式分料機(jī) 1三通分料器、皮帶機(jī) RM皮帶機(jī) RM圓盤給料機(jī) 1倉壁振動器 14，從而選擇室外供料；即可以實現(xiàn)順啟逆停。 是上料、供料系統(tǒng)連鎖啟動和停止的信號，當(dāng) 為 1 時，對所有設(shè)備進(jìn)行連鎖啟動設(shè)計；當(dāng) 為 0 時，對所有設(shè)備進(jìn)行連鎖停止設(shè)計。 外部故障 ERR_N 或者內(nèi)部故障 ERR_N 為 1 時， SR 鎖存器的端口 S 為 1，輸出故障。 PLC 系統(tǒng)的主要功能有： （各個 皮帶機(jī) 均需有啟動預(yù)告鈴）。Inserttimer variable 監(jiān)控定時器變量 ； Insertcounter variable 監(jiān)控計數(shù)器變量。DP (distributed peripherals, or remote I/O)表示總 線或遠(yuǎn)程模塊報警 。2048個功能塊 (FB)和功能 (FC)。不同的 OB 由不同的事件起動，執(zhí)行不同的功能，且具有不同的優(yōu)先級，可用于控制循環(huán)執(zhí)行或中斷執(zhí)行及 PLC 的啟動方式等。 DI 隨 FB 的調(diào)用而打開，隨 FB 執(zhí)行結(jié)束而關(guān)閉，所以存在 DI 中的數(shù)據(jù)不會丟失，但是保存在 L 堆棧中的臨時數(shù)據(jù)將丟失。 對數(shù)據(jù)塊必須遵循先定義后使用的原則，否則將造成系統(tǒng)錯誤。使用這個工具生成的符號表是全局有效的，可以被其它所有工具使用。使用 STEP7 Lite 創(chuàng)建的用戶程序還可以在 STEP7 下作進(jìn)一步管理。利用該軟件通過語句表或圖形化的梯形圖來優(yōu)化的創(chuàng)建在 S7200系列 PLC中處理的用戶程序。設(shè)計使用當(dāng)前國內(nèi)流行的操作站 +控制站 +分布式現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，PLC 采用西門子 S7400 系列可編程控制器，使用現(xiàn)場總線分布式控制，在現(xiàn)場設(shè)置從站 I/O，變頻器亦屬于從站并用 Profibus 現(xiàn)場 總線相接，上級通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為工業(yè)局域網(wǎng)，使用標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP Ether 協(xié)議，速率 10M/100M bps。 模擬量輸入模塊將來自變送器的模擬信號轉(zhuǎn)換成 CPU 處理的數(shù)字信號，即 A/D轉(zhuǎn)換。按輸出量開關(guān)器件的種類又可分為：晶體管輸出方式、雙向晶閘管輸出方式和繼電器輸出方式。 數(shù)字量輸入模塊接受外部開關(guān)信號，開關(guān)信號主要來自按鈕、二線式光電開關(guān)、接近開關(guān)、低壓電器的觸點等。 所有的 CPU 模塊都有一個多點接口 MPI，有的 CPU 模塊有一個 MPI 和一個PROFIBUSDP 接口。 S7300 的 CPU 模塊 S7300 有 20 種不同型號的 CPU，分別用于不同規(guī)模及不同控制要求的項目： 1． 緊湊型 CPU： CPU 312C， 313C， 313CPtP,313C2DP,314CPtP 和 314C2DP。 S7300 的 CPU 具有智能化的診斷系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)是否正常，記錄故障和系統(tǒng)事件。 第一階段， PLC 以掃描方式讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，存入 I/O 印象區(qū)的相應(yīng)單元； 第二階段， PLC 總是按照從上到下的順序依次掃描用戶程序。 3． 輸入 /輸出模塊 I/O 模塊是 PLC 與外部電器回路的接口， I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入寄存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。精礦粉和膨潤土通過電子稱在配料室按一定比例進(jìn)行集中配料，由膠帶運(yùn)輸機(jī)送至干燥機(jī)進(jìn)行干燥混勻，將混合料充分混勻并控制其水份在 8％以下，送入潤磨系統(tǒng)，分料后由 皮帶 機(jī) 送至豎爐系統(tǒng)的圓盤造球機(jī)進(jìn)行造球。按照球團(tuán)礦的堿度一般分為酸性和自熔性兩種。 我國球團(tuán)礦生產(chǎn)存在的主要問題包括： ? 鐵精礦粒度粗、鐵品位偏低，進(jìn)口球團(tuán)礦品位一般都在 65%以上，而我國豎爐球團(tuán)礦大多在 60%左右； ? 膨潤土用量偏高，豎爐球團(tuán) 平均膨潤土消耗量在 40kg/t，高于國外 2 倍多； ? 成品球團(tuán)礦抗壓強(qiáng)度比進(jìn)口球團(tuán)礦低； ? 單臺設(shè)備生產(chǎn)能力偏小。目前采用最多的是帶式焙燒機(jī)法， 60％以上的球團(tuán)礦是用帶式焙燒機(jī)法 焙燒的。本文介紹了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 ，西門子 S7300/400 系列 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng) 、編程方式 以及 STEP7 軟件 的使用。綜上所述原因，球團(tuán)生產(chǎn)工藝在進(jìn)入 21 世紀(jì)后得到全面發(fā)展與推廣 如今球團(tuán)工藝的發(fā)展從單一處理鐵精礦粉擴(kuò)展到多種含鐵原料。縱觀世界采礦業(yè)，細(xì)精礦的產(chǎn)量大幅增加，富塊礦和粉礦的產(chǎn)量相應(yīng)減少。 球團(tuán)工藝簡介 球團(tuán)基礎(chǔ)知識 球團(tuán)法是將細(xì)磨精礦制成能滿足冶煉要求的塊狀物料的一個加工過程。所以，目前世界各國仍以生產(chǎn)酸性球團(tuán)礦為主。流程圖詳見下 圖： 圖 球團(tuán)生產(chǎn)工藝 流程圖 本課題主要內(nèi)容 本文共分為 四 章，主要介紹球團(tuán)生產(chǎn)線 中上料供料系統(tǒng) 的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計。 4． 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源，同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 第二階段和第三階段即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 印象區(qū)中對應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會改變。電源模塊總是安裝在機(jī)架的最左邊 1 號槽，緊靠電源的是 CPU 模塊，機(jī)架的 2 號槽。 2． 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU： CPU 312， CPU 313， 314， 315， 3152DP 和 3162DP。 MPI 網(wǎng)絡(luò)能 共 40 頁 第 6 頁 同時連接運(yùn) 行 STEP7 的編程器、計算機(jī)、人機(jī)界面和其他的 SIMATIC S7， M7,C7，并且可以用全局通信的方式實現(xiàn)網(wǎng)上 CPU 之間少量數(shù)據(jù)的交換。用電容隔離掉輸入信號中的直流成分，交流信號經(jīng)橋式整流電路轉(zhuǎn)換成直 流電流。繼電器輸出模塊的負(fù)載電壓范圍寬，承受瞬時過電壓和過電流的能力強(qiáng)，但開關(guān)頻率不能太快，適用于動作頻率不高 (低于 20HZ)的負(fù)載。 共 40 頁 第 7 頁 模擬量輸出模塊的作用將 PLC 輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號 (電壓、電流 )區(qū)別控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其主要組成部分是 D/A 轉(zhuǎn)換器。 系統(tǒng)所需硬件為： ? 主機(jī)架 ： UR2（ 6ES7 4001JA010AA0） ? 電源模塊： PS 407 10A（ 6ES7 4070KA020AA0） ? CPU 模塊： CPU 4162DP（ 6ES7 4162XN050AB0） ? 以太網(wǎng)通訊模塊： CP 4431（ 6GK7 4431EX200XE0） ? 485 通訊模塊： CP 4412（ 6ES7 4412AA030AE0） ? ET200M 模塊： IM 1531（ 6ES7 1531AA030XB0） ? DI 模塊： SM 321（ 6ES7 3211BH020AA0） ? DO 模塊： SM 322（ 6ES7 3221BH010AA0） ? AI 模塊： SM 331（ 6ES7 3317KF020AB0） ? A0 模塊： SM 332（ 6ES7 3325HF000AB0） 本課題主要針對供料系統(tǒng)部分進(jìn)行設(shè)計，相關(guān) I/O 點位于 DP 地址為 4 的兩個ET200M 站， DP 地址為 3 的 ET200M 站內(nèi)配置了 5 塊 DI 模塊和 2 塊 DO 模塊； DP地址為 4 的 ET200M 站內(nèi)配置了 3 塊 DI 模塊和 1 塊 DO 模塊。其中核心工具 SIMATIC Manager 用于管理所有生成的自動化數(shù)據(jù)以及處理這些數(shù)據(jù)所需的必備工具。 到目前為止， STEP7 Basic 的最新版本為 STEP7 。 ? 硬件診斷：用于提供 PLC 的工作狀態(tài)概況，快速瀏覽 CPU 數(shù)據(jù)和用戶程序在運(yùn)行中的故障原因。程序分塊后有以下優(yōu)點： （ 1）規(guī)模大的程序更容易理解 （ 2）可以對單個的程序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 （ 3）程序組織簡化 （ 4）程序修改更容易 （ 5）由于可以分別測試各個部分，查錯更為簡單 （ 6）系統(tǒng)調(diào)試更容易 邏輯塊包括功能塊 FB、 FC，組織塊 OB，系統(tǒng)功能塊 SFB、 SFC。要將有關(guān)數(shù)據(jù)存儲。 ? 模擬 PLC 的寄存器。128 個系統(tǒng)功能 (SFC0SFB127)。STOP 表示系統(tǒng)在停止?fàn)顟B(tài)。 皮帶機(jī) 啟動順序為 RM9 到 RM1,而膠帶的停車順序為RM1 到 RM9。 當(dāng) （膠帶機(jī)選擇集中 RM1）、 （集中自動啟動 RM1）開關(guān)常閉，使FW 為 1，輸出 OUTF 為 1，即 為 1，膠帶機(jī)自動運(yùn)行 RM1。 ERR 為 1 或者 STP 為 1，使 SR 鎖存器復(fù)位。避免調(diào)試程序中因為反饋信號加慢了，造成報內(nèi)部接觸器故障。從而選擇室內(nèi)供料。然后我們以 S7300 系列的 PLC 為例詳細(xì)描述了 PLC 的基本模塊，例如 CPU 模塊，輸入輸出模塊等。 在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師 劉 一帆 的指導(dǎo)與督促。 最后，向所有幫助過我的人致以最誠摯的謝意 ！ 共 40 頁 第 28 頁 參考文獻(xiàn) [1]李明河 ， 可編程控制器原理與應(yīng)用．合肥 工業(yè) 大學(xué) 出版社， 2021 [2]廖常初 ， S7300/400PLC 應(yīng)用技術(shù)．機(jī)械工業(yè) 出版社， 2021 [3]周海，劉鍇 ， 深入淺出西門子 S7300PLC．北京航空航天 出版社， 2021 [4]陳忠平， 西門子 S7300 400 系列 PLC 自學(xué)手冊 ， 人民郵電出版社 ， 2021 [5]鄭晟，鞏建平，張學(xué)，現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用．科學(xué)出版社， 1999 [6]王兆義，小型可編程控制器實用技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [7]張鳳珊，電氣控制及可編程序控制器．中國輕工業(yè)出版社， 1999 [8]Simens User Manual． 2021 [9]Siemens AG.． SIMATIC S7 產(chǎn)品目錄． 2021 [10]Siemens AG.． Ladder Logic(LAD) for S7300 and S7400 Programming Reference Manual． 2021 [11]Siemen AG． System Software for S7300/400 System and Standard Functions Reference Manual． 2021 共 40 頁 第 29 頁 附 錄 順序控制程序 共 40 頁 第 30 頁 共 40 頁 第 31 頁 共 40 頁 第 32 頁 共 40 頁 第 33 頁 共 40 頁 第 34 頁 共 40 頁 第 35 頁 共 40 頁 第 36 頁 共 40 頁 第 37 頁 共 40 頁 第 38 頁 共 40 頁 第 39 頁