【正文】 第 7 章 對輥式破碎機控制系統(tǒng)軟件設計29第 7 章 對輥式破碎機控制系統(tǒng)軟件設計 對輥式破碎機控制系統(tǒng)的程序流程考慮到對輥式破碎機控制系統(tǒng)的整個工藝流程跟控制過程，我選用FC1～ FC6 這 6 個模塊分步設計其流程，下圖是本控制系統(tǒng)的程序流程圖： 正轉(zhuǎn)啟動按鈕 I 0 . 1 = 1反轉(zhuǎn)啟動按鈕 I 0 . 2 = 1主電機帶電狀態(tài)I 0 . 6 = 1電流和溫度過高的停車條件 M 2 . 3 = 0電流和溫度過高的停車條件 M 2 . 3 = 1主電機帶電狀態(tài)I 0 . 6 = 0電源指示帶電輸出F C 1 F C 2主電機帶電判斷電流和溫度過高判斷正轉(zhuǎn)啟動 反轉(zhuǎn)啟動正轉(zhuǎn)指示 反轉(zhuǎn)指示正 / 反轉(zhuǎn)啟動判斷開始 開始結(jié)束結(jié)束油泵帶電狀態(tài)I 1 . 3 = 1油泵帶電狀態(tài)I 1 . 3 = 0F C 3油泵帶電判斷帶電指示油泵啟停油泵運行指示開始結(jié)束圖 對輥式控制系統(tǒng)程序流程圖 1河北聯(lián)合大學電氣工程學院30高低速選擇I 2 . 0 = 1高低速選擇I 2 . 0 = 0高速選擇低速指示高速指示低速選擇高 / 低速度選擇F C 6開始結(jié)束主電機啟動完全電流和溫度比較結(jié)果輸出F C 5開始結(jié)束F C 4主電機過載保護油泵電機過載保護開始開始結(jié)束結(jié)束圖 對輥式控制系統(tǒng)程序流程圖 2 I/O 符號表本控制系統(tǒng)有輸入點 18 個，輸出點 16 個，中間變量 11 個，8 個模擬量輸入下圖為本控制系統(tǒng)的 I/O 符號表：表 71 I/O 符號表主電機帶電狀態(tài) I BOOL油泵帶電狀態(tài) I BOOL主電機反轉(zhuǎn)運行 I BOOL主電機一過載保護 I BOOL主電機二過載保護 I BOOL油泵過載保護 I BOOL高低速選擇 I BOOL油泵啟停集控信號 I BOOL主電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)啟停集控信號 I BOOL第 7 章 對輥式破碎機控制系統(tǒng)軟件設計31主電機正轉(zhuǎn)啟停集控信號 I BOOL油泵運行 I BOOL集中狀態(tài) I BOOL主電機本地停車信號 I BOOL油泵本地停車信號 I BOOL主電機一轉(zhuǎn)速信號 I BOOL主電機二轉(zhuǎn)速信號 I BOOL主電機正轉(zhuǎn)運行 I BOOL主電機反轉(zhuǎn)運行 I BOOL主電機反轉(zhuǎn)控制 Q BOOL主電機反轉(zhuǎn)輸出 Q BOOL主電機正轉(zhuǎn)控制 Q BOOL主電機正轉(zhuǎn)輸出 Q BOOL油泵運行輸出 Q BOOL主電機帶電狀態(tài)輸出 Q BOOL油泵帶電狀態(tài)輸出 Q BOOL主電機過載保護輸出 Q BOOL油泵過載保護輸出 Q BOOL主電機高速 Q BOOL高速指示 Q BOOL油泵電機控制 Q BOOL設備集中狀態(tài)輸出 Q BOOL溫度超限值輸出 Q BOOL主電機電流異常輸出 Q BOOL主電機轉(zhuǎn)速異常輸出 Q BOOL軸承 1 溫度過高判斷 PIW INT軸承 2 溫度過高判斷 PIW INT軸承 3 溫度過高判斷 PIW INT軸承 4 溫度過高判斷 PIW INT軸承 5 溫度過高判斷 PIW INT軸承 6 溫度過高判斷 PIW INT主電機電流 1 過高判斷 PIW INT河北聯(lián)合大學電氣工程學院32主電機電流 2 過高判斷 PIW INT電源指示 M BOOL電流和溫度過高的停車條件 M BOOL油泵停車條件 M BOOL 編輯系統(tǒng)程序 創(chuàng)建新項目安裝好 STEP7 軟件后，在桌面上雙擊“SIMATIC STEP7”軟件，將自動彈出一個小窗口，標題為“STEP 7 Wizard ：‘New Project’ ”，即下面這個窗口：圖 STEP 7 Wizard 窗口 1然后點擊 Next 按鈕進入下面窗口，選擇 CPU address 選擇 2。電流變送器是一種將交流電流轉(zhuǎn)換成按比例輸出的與負載無關的標準直流電流的裝置，廣泛應用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個行業(yè)需要電流測控的電氣測量，自動控制以及調(diào)度系統(tǒng)。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 2當在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關向上 45 度撥下，3 和 4 兩端連接，此時為就地控制對輥式破碎機的正/反轉(zhuǎn)，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電，KMF2 合上并自保，電動機正轉(zhuǎn)，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 亮；當按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動機反轉(zhuǎn)，同時，電動機正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 和JHF1 滅，電動機反轉(zhuǎn)指示燈 HR1 亮。，在手動時，用于啟動主電機正轉(zhuǎn)運行；在自動時，用于給 PLC 發(fā)出啟動信號。 對輥式破碎機的主要結(jié)構對 輥 式 破 碎 機 主 要 由 機 架 、 機 體 、 對 輥 部 分 、 傳 動 部 分 、 動 力 部 分 等 組 成 。 MM440 變頻器的安裝與接線表 51 MM440 變頻器數(shù)字輸入端子功能說明數(shù)字輸入 參數(shù)編號 出廠設置 功能說明Din1 P0701 1 接通正轉(zhuǎn)/斷開停車Din2 P0702 12 接通反轉(zhuǎn)/斷開停車 Din3 P0704 15 速度選擇 1 Din4 P0705 15 速度選擇 2第 5 章 MM440 變頻器15 圖 MM440 變頻器的安裝與接線在變頻器與電動機和電源線連接時必須注意：。每個FB,FC或OB可從共享DB中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入共享DB 。河北聯(lián)合大學電氣工程學院12(3)時間延時中斷OB20OB23：如果在STEP7參數(shù)設定時選中了延時中斷OB項，并在用戶程序中調(diào)用SFC32，設定延時時間，則當延時時間到時，調(diào)用時間延時中斷。編程工具：該工具集成了梯形圖 LAD，語句表 STL 和功能塊圖 FBD 三種編程語言的編輯，編譯和調(diào)試功能。 存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求 PLC 的存儲器容量，按 256 個 I/O 點至少選 8K存儲器選擇。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構。紡機的比例在紡織機械中不到5% , 卻用到更多的PLC, 單臺紡紗機最多用到17臺PLC, 主要是60個IO 點以下的微型產(chǎn)品。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。對形態(tài)各異、物理特性各不相同的破碎機在檢測過程中所碰到的問題會更多，而檢測之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對控制系統(tǒng)的要求也不會就停。，進口自動也要高出國產(chǎn)一截，部分國產(chǎn)破碎機的故障率較高。對輥式破碎機兩路齒輥由油泵潤滑，物料進入破碎機后靠輥子的擠軋和磨剪力進行破碎，其結(jié)構簡單、緊湊、輕便、工作可靠、破碎能力大。制料廠家由于各種因素對破碎機更新?lián)Q代比較頻繁，那么一種型號的設備就不能只用于一種產(chǎn)品的。泡罩采用的無邊沖裁，就是成功的典型一例，它既是破碎機廠家的節(jié)約之舉，也是社會資源的節(jié)約，同時還減少了環(huán)境污染。PLC 在冶金行業(yè)的市場將持續(xù)增加 2022 年中國的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長, 工業(yè)產(chǎn)值同比增長在 12% 以上, 而且中國的最大鋼鐵出口對象—美國在 2022 年下半年取消了鋼鐵附加稅, 中國鋼材對其出口也將迅速回升。(4) PLC 的聯(lián)網(wǎng)通信能力增強, 向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開放式的通信發(fā)展。這種模塊式PLC 的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。 PLC 的選型方法在 PLC 系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。SIMATIC 管理器：在 SIMATIC 管理器[SIMATIC Manager]環(huán)境中進行項目的編程和組態(tài)，每個操作所需的工具均由 SIMATIC Manager 自動運行，因此不需要用戶分別啟動各個不同的工具。它有操作系統(tǒng)調(diào)用并控制循環(huán)和中斷驅(qū)動的程序的執(zhí)行以及可編程控制器如何啟動。傳遞給功能塊的參數(shù)和靜態(tài)變量存儲在背景塊中。河北聯(lián)合大學電氣工程學院14 第 5 章 MM440 變頻器 MM440 通用型變頻器概述MICROMASTER 440 變頻器簡稱 MM440 變頻器，是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，本系列有多種型號供用戶選用，很頂轉(zhuǎn)矩（CT ）控制方式額定功率范圍從 120W—— 200KW ,可變轉(zhuǎn)矩（VT）控制方式可達到250kw。=1 接通正轉(zhuǎn) /斷開停車=2 接通反轉(zhuǎn) /斷開停車=3 斷開慣性自由停車=4 斷開按第二慣性時間快速停車=9 故障復位=10 正向電動=11 反向電動=12 反轉(zhuǎn)（與正轉(zhuǎn)命令配合使用）=13 電動電位計升速=14 電動電位計降速=15 固定頻率直接選擇=16 固定頻率選擇+ON 命令=17 固定頻率編碼選擇+ON 命令=25 使能直流制動=29 外部故障信號觸發(fā)跳閘=33 禁止附加頻率設定值 MM440 變頻器的多段速選擇功能多段速功能，也稱作固定頻率，就是設置參數(shù) P1000=3 的條件下，用開關量端子選擇固定頻率的組合，實現(xiàn)電機多段數(shù)運行，可通過如下 3 種方式運行實現(xiàn)：直接選擇在這種操作方式下一個數(shù)字輸入選擇一個固定頻率。在就地手動狀態(tài)下，可以獨立的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動主電機，停止按鈕或禁啟按鈕均可以停止主電機的運行；也可以通過油泵啟和油泵停按鈕獨立的啟/ 停油泵。 對輥式破碎機的控制原理圖圖 為對輥式破碎機主電路運行原理圖，主電路電源選用三相電源，電機 M1 和電機 M2 為對輥式破碎機的破碎輥控制電機，電機 M1 和 M2 的轉(zhuǎn)速由MM440 變頻器控制，M3 為對輥式破碎機的油泵電機，其作用是在電機運行時負河北聯(lián)合大學電氣工程學院20責給主電路電機 MM2 上油，起潤滑作用。M； 油泵電機選擇對輥式破碎機油泵電機選用 DC24V /75WVB 直流油泵電機系列, 電源輸入220V，輸出 24V, 電機電壓 24V /75W，轉(zhuǎn)速可調(diào) ,油泵出口排量 ～；河北聯(lián)合大學電氣工程學院24 電流互感器選擇電流互感器是一種測量用的特殊的變壓器，工作原理和變壓器相同。我選用西門子 MM440，額定功率 55KW，額定電流 110A的變頻器。在機架和模塊的詳細組態(tài)信息中，雙擊每個模塊都會彈出其“Properties（屬性） ”對話框，用來設置各類參數(shù)。本次電路主電路電機 MM2 我選用西門子3TH80 型中間繼電器，適用于交流 50Hz 或 60Hz，電壓至 660V 和直流電壓至600V 的控制電路，有 4 對觸頭可組合，油泵電機 M3 的中間繼電器 KM1 我選用OMRON 中間繼電器型號為 MY4J，常用線圈電壓 AC200/220/240V DC24V，4 觸點，額定通電電流 5A。M，電機最大轉(zhuǎn)矩為 ，用于指示缺相或轉(zhuǎn)速故障。第 6 章 對輥式破碎機的硬件設計19 對輥式破碎機的控制過程 對輥式破碎機的控制模式本控制系統(tǒng)有兩種控制模式：就地控制跟遠程集中控制。 MM440 變頻器開關量輸入功能MM440 變頻器包含了 6 個數(shù)字開關量的輸入端子，每個端子都有一個對應的參數(shù)用來設定該端子的功能。（2）系統(tǒng)功能(SFC) 系統(tǒng)功能時集成在S7CPU中的預先編號程序并通過測試的功能。由于FC沒有自己的存儲區(qū)，所以必須為它指定實際參數(shù)，不能為一個FC 的局域數(shù)據(jù)分配初始值。 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；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“存儲區(qū)域”的塊，可以自己編程這個存儲區(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):當一個FB/SFB 被調(diào)用時，背景DB 與該塊相關聯(lián)，它們可以在編譯過程中自動生成；6. 數(shù)據(jù)塊(DB): DB是用于存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，除了指定一個功能塊的數(shù)據(jù)， 還可以定義可以被任何塊使用的共享數(shù)據(jù)。 STEP7 的構成組件STEP7 不是一個單一的應用程序，而是有一系列應用程序[工具]構成的軟件包。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。河北聯(lián)合大學電氣工程學院82. 中型PLC— —I/O點數(shù)256～2048點；雙CPU ，用戶存儲器容量 2～8K 。模塊式PLC 由框架或基板和各種模塊組成。(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)及新建的廠級網(wǎng)絡,開發(fā)控制系統(tǒng)軟件,幫助企業(yè)實現(xiàn)工廠自動化、信息化,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡的集成。 P