【正文】 〔 6〕 NetPro，用于組態(tài) MPI（ Multipoint Intereface） 和 PROFIBUS 等網(wǎng)絡(luò)連接。 I/O點(diǎn)數(shù)是 PLC的重要指標(biāo)，而傳動(dòng)設(shè)備及各種電器元件所需的編程點(diǎn)數(shù)在不同場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)不盡相同，應(yīng)根 據(jù)具體的控制要求有所取舍，滿(mǎn)足要求即可。 下位機(jī) PLC的選擇 在使用 可 編程控制器 PLC的時(shí)候，如何正確選用合適的機(jī)型是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí)還可顯示出現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況及各表的流量值。 ⑸ 程序框圖的設(shè)計(jì) 。 (3)保證控制系統(tǒng)的安全可靠。 PLC 提供的編程語(yǔ)言通常有三種：梯形圖、指令表和功能圖?？删幊炭刂破饔?AM和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，這樣，可編程控制器可以作模擬量控制用于過(guò)程控制。 〔 6〕通信接口 為了實(shí)現(xiàn)“人 — 機(jī)”或“機(jī) — 機(jī)”之間的對(duì)話(huà)， PLC 配有多種通信接口。影響 UO 滯后的主要原因有 ： 輸入濾波器的慣性 ； 輸出繼電器接點(diǎn)的慣性 ； 程序執(zhí)行的時(shí)間 ； 程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙取? 第 16 頁(yè) 共 64 頁(yè) 圖 PLC 掃描過(guò)程 (2) 程序執(zhí)行 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。 〔 4〕 設(shè)計(jì)、安裝容易，維修工作量小 ?！? 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）曾于 1982 年 11月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第 第 14 頁(yè) 共 64 頁(yè) 一稿， 1985 年 1 月又頒發(fā)了第二稿， 1987 年 2 月頒發(fā)了第三稿。值得指出的是，盡管 PLC 功能越來(lái)越強(qiáng) ，擔(dān)仍然保留了先前簡(jiǎn)單與易于使用的特點(diǎn)。 1969 年美國(guó)數(shù)字化設(shè)備公司（ DEC），按 GM公司的功能要求，研制出了這種新型工業(yè)控制裝置 —— 這就是世界上第一臺(tái) PLC，型號(hào)為 PDP14。特別是當(dāng)鋼水滿(mǎn)時(shí)，以免鋼水粘住小爐蓋和鋼包上沿，致使罐蓋提升不起或拉掉鋼包內(nèi)的磚頭。真空室可獲 得最低壓力大約為 67pa,通過(guò)吹氬攪拌可使鋼水充分與低壓接觸。 PLC 控制 PLC控制 有一面柜 A3，其中主要裝有一套西門(mén)子 S7300型可編程序控制器。 液壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)所控制的設(shè)備為罐蓋升降。 （ 4） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便 ： 設(shè)計(jì)人員只要有 PLC就可進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。 特別是 LF工藝， 受升溫速度的 限制， 生產(chǎn)節(jié)奏已很難適應(yīng)高效轉(zhuǎn)爐或高速連鑄的要求。 從 現(xiàn)在生產(chǎn) 情況看，工業(yè)爐使用車(chē)間多處于機(jī)械化或半自動(dòng)化狀態(tài)，車(chē)間的生產(chǎn)環(huán)境差且勞動(dòng)強(qiáng)度大。 第 i 頁(yè) 共 64 頁(yè) VD 爐 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 目前， 真空脫氣 （ VD） 處理工藝作為爐外精煉的一種 ， 在冶金工業(yè) 中 得到廣泛使用 。隨著科技發(fā)展，人們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平的要求也越來(lái)越高，這就迫切需要開(kāi)發(fā)出高水平的 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 。 因此， 如何進(jìn)一步提高爐外處理設(shè)備的加熱功率和精煉 速度， 縮短精煉 周期， 將是 21世紀(jì)爐外處理工藝發(fā)展的重要課題。 （ 5） 維修方便，工作量小 ： PLC有完善的自診斷、歷史資料存儲(chǔ)及監(jiān)視功能， PLC對(duì)其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和 I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。電控由一面液壓傳動(dòng)箱 A4 和爐前操作臺(tái) A7 組成。它由主機(jī)架和一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架組成， 五個(gè)數(shù)字輸入模塊，三個(gè)模擬輸入模塊，和三個(gè)數(shù)字輸出模塊分裝在主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架上。如果只是為了去掉鋼水中的氣體 , 那么低壓下脫氣過(guò)程只需 15min。 (3)在 20kPa~40kPa時(shí)，要密切注意溢渣情況，發(fā)現(xiàn)溢渣要及時(shí)破空，同時(shí)可適當(dāng)調(diào)大 Ar氣流量壓渣。它在 GM 公司底特律的一條汽車(chē)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上首次運(yùn)行，取得成功。 典型產(chǎn)品有：德國(guó) SIEMENS 的 SIMATIC S7 系列；美國(guó) ALLENBRADLEY 公司的 PLC5系列；美國(guó) GOULD 公司的 A5900 及 MODULAR SYSTEMS RESEARCH 公司的IAC 系列等。草案中對(duì)可編程控制器的定義是： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 〔 5〕 體積小、能耗低。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。 PLC 的組成 PLC 的各組成部分的主要功能和結(jié)構(gòu) （結(jié)構(gòu)如圖 所示）： 〔 1〕 中央處理器 CPU CPU 是 PLC 的核心部件，使系統(tǒng)的運(yùn)算、控制中心。 PLC通過(guò)這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它的 PLC 或計(jì)算機(jī)相連。 數(shù)據(jù)處理 :一般可編程控制器都設(shè)有四則運(yùn)算指令，可以很方便地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 梯形圖（ LAD）表達(dá)式是在繼電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，它與繼電器控制系統(tǒng)原理圖相呼應(yīng)。 (4)考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。 程序框圖包括兩種：程序結(jié)構(gòu)框圖和程序功能框圖。 工作方式 可在控制室內(nèi)通過(guò) PCS系統(tǒng)對(duì) VD系統(tǒng)進(jìn)行控制 , 控制方式分為兩種 : 自動(dòng)和手動(dòng)。目前，國(guó)內(nèi)外 PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)家很多，而同一家工廠(chǎng)生產(chǎn)的產(chǎn)品又有不同的系列，同一系列中又有不同的型號(hào)。在估計(jì)出控制對(duì)象所需的 I/O點(diǎn)數(shù)后，再考慮留出 10%左右的余量，就可以確定所選型號(hào) PLC的該項(xiàng)指標(biāo)了。 STEP 7 主要有以下特點(diǎn)： 第 31 頁(yè) 共 64 頁(yè) 〔 1〕 上手快速，簡(jiǎn)單。 〔 5〕 硬件診斷，用于診斷自動(dòng)化系統(tǒng)的狀態(tài)。 (3)I/O點(diǎn)數(shù)的估算。旋鈕旋至手動(dòng)停止（ 停泵，根據(jù)真空度儀表顯示數(shù)值依次關(guān)一級(jí)泵閥，一級(jí)泵保溫閥，二級(jí)泵閥，三級(jí)泵閥，四級(jí)主泵閥，五級(jí)主泵閥）。當(dāng)閥門(mén)反饋回 PLC的狀態(tài)與 PLC執(zhí)行時(shí)所要 求的閥門(mén)狀態(tài)不符合時(shí) , 發(fā)出報(bào)警。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)出梯形圖、功能圖或語(yǔ)句表等語(yǔ)言的程序，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心工作。 (2)在滿(mǎn)足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維修方便。 由于 PLC 是專(zhuān)為工業(yè)控制需要而設(shè)計(jì)的，因而對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，編程時(shí)完全可以不考慮微處理器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不必使用各種計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言，而把 PLC 內(nèi)部看做是由許多“軟繼電器”等邏輯部件 組成，利用 PLC 提供的編程語(yǔ)言來(lái)編制控制程序。 過(guò)程控制 :在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，又許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位、速度、電流和電壓等，稱(chēng)為模擬量。 〔 5〕擴(kuò)展接口 擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元與基本單元相連，使 PLC 的配置更加靈活。如選用高速 CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 〔 3〕 編程簡(jiǎn)單、使用方便。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是用來(lái)執(zhí)行 PLC之功能者，亦被視同為 PLC,但不包括鼓式或機(jī)械式順序控制器。 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化，生產(chǎn)了各種內(nèi)含 CPU 的智能模板，編程語(yǔ)言非常豐富， PLC 已發(fā)展成為一種具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的“多功能控制器”。 GM 公司公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)。 (2)抽真空時(shí)， Ar 氣的流量不得超過(guò) 400NL/min,壓力不超過(guò) （表壓）。為了實(shí)現(xiàn)攪拌 ,必須在鋼水處理過(guò)程中從透氣磚將惰性氣體如氬氣通入鋼包中。不用包車(chē)時(shí)， SB27 按鈕使變頻器斷電。裝有兩個(gè)～ 220V/– 24V 8A 的 空氣開(kāi)關(guān)電源 VC1～ 2， VC1 為 PLC 的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換小型繼電器，電器測(cè)量用的電量變換器提供 24V 電源； VC2 為開(kāi)關(guān)量輸出模塊所帶的電磁閥提供 24V 電源。 （ 3） 編程方便，易于使用 ： PLC的編程梯形圖語(yǔ)言與順控流程圖語(yǔ)言。在此條件 下， 精煉往往成為煉鋼生產(chǎn)流程中的“瓶頸”。如何提高它的熱效率，降低能耗，是當(dāng)前技術(shù)改造和節(jié)能工作中的重要課題 。 其原理是利用對(duì)真空室進(jìn)行抽真空 ， 在真空狀態(tài)下對(duì)鋼水進(jìn)行脫氣，降低鋼水中的 [H]、 [N]。 使人們從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。 （ 4） 在線(xiàn)配備快速分析設(shè)施。 工作人員可以方便的查出故障原因，迅速處理。動(dòng)力電源來(lái)自低壓電源柜。 PLC 的控制主要包括：真空泵系統(tǒng)，罐蓋車(chē)控制，冷卻水的壓力，溫度信號(hào)的采集和傳送，氬氣壓力及流量信號(hào)的采集和傳送等。在 VD處理過(guò)程中有溢渣現(xiàn)象。 (4)在高真空保持階段（ 67Pa） ,可適當(dāng)調(diào)大 Ar 氣流量，擴(kuò)大鋼液裸露面以加速脫氣。此后，這項(xiàng)新技術(shù)獲得了迅速發(fā)展。從上述 PLC 的發(fā)展過(guò)程可以看出， PLC 的發(fā)展與新元件、新技術(shù)、新理念的發(fā)展與引用是不可分的，也值得今后 PLC 及其它新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)作為借鑒。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。以西門(mén)子中型 PLC S7300 為例， CPU314 模塊可以擴(kuò)展為 512點(diǎn)開(kāi)關(guān)量、 64 路模擬量，其外形尺寸為 80 ㎜ 125 ㎜ 1300 ㎜ ,重量?jī)H為 ㎏，消耗功率 8W。從用戶(hù)程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)， PLC 從輸入映象寄存器中讀出上一階段采 入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中，對(duì)每個(gè)器件而言，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。他按照 PLC 系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù)： ① 接受并控制存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)； ②診斷電源， PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤； ③ 用掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)； ④ 讀取用戶(hù)程序、執(zhí)行各種運(yùn)算、處理中斷； ⑤ 輸出運(yùn)算結(jié)果； 第 18 頁(yè) 共 64 頁(yè) ⑥ 與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)通信。 〔 7〕編程器 它的作用是供用戶(hù)進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。用 PLC 可以構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。 可編 程控制器設(shè)計(jì)的基本步驟 在編寫(xiě)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制方案時(shí)，組織是一個(gè)關(guān)鍵。程序結(jié)構(gòu)框圖是一臺(tái)控制器的全部應(yīng)用程序中各功能單元在內(nèi)存中的先后順序的縮影。自動(dòng)方式 : 冷凝器冷卻水閥打開(kāi) , 蒸氣噴射泵啟動(dòng)。那么 PLC的選型可以從以下幾個(gè)方面考慮。 (4)內(nèi)存估計(jì) 選擇 PLC內(nèi)存容量時(shí)要考慮以下幾個(gè)因 素 ： 內(nèi)存利用率 ； 開(kāi)關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù) ； 模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù) ； 用戶(hù)編程水平。 〔 2〕 可以離線(xiàn)測(cè)試，縮短調(diào)試時(shí)間。 〔 4〕 硬件組態(tài)，用于組態(tài)和參數(shù)化硬件。選擇輸出模塊時(shí)還要注意同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值。⑨鋼液處理結(jié)束，先關(guān)閉主截止閥，再打開(kāi)空氣破空閥。 COROS上可顯示工藝圖及各閥關(guān)閉狀態(tài) , 并設(shè)有異常報(bào)警功能。 ⑷ 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)就是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，分配輸入 /輸出點(diǎn)地址號(hào)，分配輸入輸出元件地址號(hào)，編寫(xiě)用戶(hù)應(yīng)用程序。設(shè)計(jì)前應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并與工藝的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定控制方案。程序既可由編程器方便的送入到 PLC 內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，也能方便的讀出、檢查與修改。 順序控制 :這是可編程控制器最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，取代了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，例如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、切紙機(jī)、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線(xiàn)、包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)及電梯控制等。 以上是作為一臺(tái) PLC 的最基本組成部分。但是對(duì)某些 1/O快速響應(yīng)的設(shè)備， 則應(yīng)采取相應(yīng)的措施。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 第 15 頁(yè) 共 64 頁(yè) 〔 2〕 通用性好， I/O 接口豐富。 美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì) NEMA 在 1980 年給 PLC 作了如下的定義： “ PLC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體以存儲(chǔ)指令，用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。而且一臺(tái) PLC 中配置多個(gè) CPU，進(jìn)行多通道處理。 〔 2〕 維修方便，最好是插件式（模塊化）結(jié)構(gòu)； 〔 3〕 可靠性高于繼電器控制裝置； 〔 4〕 體積小于繼電器控制裝置； 〔 5〕 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)； 〔 6〕 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)； 第 11 頁(yè) 共 64 頁(yè) 〔 7〕 輸入可以是交流 115V； 〔 8〕 輸出為交流 115V， 2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等； 〔 9〕 擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要做