【正文】 按住 D 門進(jìn)桿按鈕 （此時(shí)需要將 D 門升到上限位）， D 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 A 門上升按鈕 ， A 門 上升點(diǎn) 亮，同時(shí) A 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 RS422 長距離傳輸時(shí) , 建議提供良好的接地系統(tǒng)。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 50 頁 圖 415 PID 調(diào)節(jié)界面 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì) 人機(jī)界面功能簡介 支持任意字體的畫面編輯器 畫面編輯器除了提供簡體中文、繁體中文、以及英文等各種不同語言版本外，還提供 Windows174。 FC1 程序主要是用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程序，各個(gè)門之間協(xié)調(diào)發(fā)展通過自動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)的，之間除了互鎖之外，還加了更為多的保護(hù)，例如， A 門的二次保護(hù)，限位開關(guān)的時(shí)限保護(hù)等。因此運(yùn)用如下操作可以實(shí)現(xiàn)上述要求：按下暫停開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行暫時(shí)停機(jī)（自動(dòng)燈滅），然后利用其它手動(dòng)操作按鈕進(jìn)行調(diào)整。由自動(dòng)進(jìn)入手動(dòng)時(shí)，先停止自動(dòng)狀態(tài)工作，而后操作人員手動(dòng)操作按鈕，控制系統(tǒng)動(dòng)作。程 硬件設(shè)計(jì) PLC I/O 外部接線圖設(shè)計(jì) PLC 的外觀如圖（如 31） 圖 31 PLC 外觀圖 圖 31 是該系統(tǒng)的 PLC整體結(jié)構(gòu)，共用了九個(gè)插槽， 1號(hào)槽是 PLC 的電源， 2號(hào)槽是 CPU槽， 3號(hào)槽是接口槽，改系統(tǒng)沒有擴(kuò)展槽，故沒有用到接口槽，因此 3 號(hào)槽應(yīng)空出來，四號(hào)槽、五號(hào)槽是兩個(gè) 32 點(diǎn)的輸入模塊，六號(hào)槽、七號(hào)槽是兩個(gè) 32 點(diǎn)的輸出模塊，八號(hào)槽是個(gè)四入兩出的模擬量模塊，九號(hào)槽是一個(gè)以太網(wǎng)模塊，用來進(jìn)行以太網(wǎng)通訊。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 50 頁 事故門下限位開關(guān)：控制事故門下降行程和保護(hù)事故門。 B 門下降點(diǎn)動(dòng)按鈕（以下簡稱 ―B降按鈕 ‖）：控制 B 門電機(jī)下降的啟動(dòng)、停止。 該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理；可靠性高；可擴(kuò)展范圍廣，操作使用人機(jī)界面優(yōu)越，人員操作更為便捷、靈活；系統(tǒng)故障自診斷、報(bào)警、保護(hù)功能完備；對(duì)被控制執(zhí)行機(jī)械結(jié)構(gòu)容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 尤其是在信號(hào)傳輸方面，光纜有著傳統(tǒng)電纜所無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。是一條玻璃或塑膠纖維，作為讓訊息通過的傳輸媒介。 觸摸屏在工業(yè)電爐中的應(yīng)用 觸摸屏是一個(gè)使多媒體信息或控制改頭換面的設(shè)備，它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌， 是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 50 頁 2 系統(tǒng)方案確定 系統(tǒng)要求 實(shí)現(xiàn)上述熱處理工藝流程的自動(dòng)化順序控制，設(shè)置必要的保護(hù)措施。在其他行業(yè)利用新的科技成果快速發(fā)展的今天，熱處理業(yè)的發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)，加快網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)是當(dāng)務(wù)之急。整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 系統(tǒng) 的 故障自診斷、報(bào)警、保護(hù) 等 功能； 具有 被控制執(zhí)行機(jī)械結(jié)構(gòu)容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。PLC 已成為工業(yè)自動(dòng)化 [1]的三大支柱之一。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 50 頁 （熱處理）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程圖 圖 11 熱處理生產(chǎn)線俯視示意圖 工業(yè)電爐的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 如圖 11 熱處理生產(chǎn)線俯視示意圖所示，熱處理 工業(yè)爐 進(jìn)料門（ A門），風(fēng)冷室進(jìn)料門（ B 門），風(fēng)冷室出料門（ C 門）和熱處理 工業(yè)爐 的出料門（ D 門）分別靠 A門電機(jī)， B 門電 機(jī)， C 門電機(jī)和 D 門電機(jī)帶動(dòng)開啟（上升）或關(guān)閉（下降）。 硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高、 兼容性強(qiáng)，而軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢。 為了克服 DCS系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸，進(jìn)一步滿足現(xiàn)場的需要，現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它實(shí)際上是連接現(xiàn)場智能設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備的雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，也被稱為現(xiàn)場底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò) (INFRANET)。許多現(xiàn)有的電纜管道已經(jīng)完全裝滿了，不可能再增加新的電纜。 光纖優(yōu)于銅線的原因是由于內(nèi)部的物理 結(jié)構(gòu)不同。 手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（以下簡稱 ―手 /自開關(guān) ‖）：此開關(guān)用于手動(dòng) /自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換。 B 門上限位開關(guān)：控制 B 門上升行程和保護(hù) B 門。 人機(jī)界面（ HMI）的選型： 觸摸屏的選型，在進(jìn)行綜合資料查詢之下，選擇了臺(tái)達(dá)的 DOPA75CSTD，這個(gè)觸摸屏使用簡單，支持常見的 PLC，并且經(jīng)濟(jì)，從成本的角度考慮是完全可以接受的。在兩種方式下的輸入點(diǎn)共有 49個(gè)，模擬輸入為 1 路。通過此種方式也 能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。其程序語句表如圖 44 初始化程序， 45 自動(dòng)程序調(diào)用， 46 手動(dòng)程序及公共程序調(diào)用。 進(jìn)入運(yùn)行界面之后首先是一個(gè)登陸界面（如圖 411 監(jiān)控登陸界面 ）。 SMC 卡 備份資料 利用 SMC 卡來備份資料，或是以 SMC 卡里面的資料，來開啟另一臺(tái)人機(jī)，開啟后，再把資料燒到 FLASH 里面，如此同樣的資料就不需用 PC 來下載了。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 50 頁 圖 418 監(jiān)控界面 當(dāng)按下風(fēng)冷室 PID 調(diào)節(jié)的按鈕時(shí)，就進(jìn)入了風(fēng)冷室的調(diào)節(jié)，在這里可以選擇手動(dòng)或者自動(dòng) PID 調(diào)節(jié)，可以設(shè)置輸入值以及 P、 I、 D 三參數(shù)。 按住事故門下降按鈕 ，事故門下降點(diǎn) 亮，同時(shí)事故門下降燈 亮，松開按鈕或 接 通，點(diǎn) 、 滅。自動(dòng)指示燈 亮。 按住 D 門下降按鈕 ， D 門下降點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門下降燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。系統(tǒng)的左上方顯示當(dāng)前日期，由上方顯示當(dāng)前時(shí)間。 一臺(tái)人機(jī)對(duì)多臺(tái) PLC 連線功能 使用 COM 2 的 RS485 接口，可串接多臺(tái)的控制器（注 :控制器必須為支持 RS485界面）。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 50 頁 圖 410 工程密碼輸入界面 這個(gè)設(shè)置防止非工作人員對(duì)程序進(jìn)行非正常修改。如圖 43 主要程序組成 。 通過此種方式，能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 50 頁 4 軟件設(shè)計(jì) 下位機(jī)程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)說明 由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程圖，本系統(tǒng)的工作方式有兩種：手動(dòng)和自動(dòng)。因?yàn)閿?shù)字輸入點(diǎn)是 49個(gè)，輸出數(shù)字點(diǎn)是 44 個(gè)，加上一路模擬輸入和一路模擬輸出，故不需要加擴(kuò)展模塊，因此，不需要連接模塊，根據(jù)點(diǎn)數(shù)另加 15%的冗余，即數(shù)字輸入點(diǎn)是 58個(gè)，輸出數(shù)字點(diǎn)是 51個(gè)，所以需要兩個(gè)輸入 32點(diǎn)模塊，和兩個(gè) 32 點(diǎn)的輸出模塊，即 SM321，SM322各兩個(gè)，因有一路模擬輸入和一路模擬輸出，需要加一個(gè) SM334模塊，另需通過以太網(wǎng)模塊組網(wǎng)，故需加一塊 CP3431 以太網(wǎng)模塊，共 9 個(gè)模塊（ 3 號(hào)插槽為連接模塊，雖無模塊，但需要空出來），因一個(gè)底板可插 11 個(gè)模塊，故只需一個(gè)底板即可。 A門上限位開關(guān)：控制 A門上升行程和保護(hù) A門。 自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)按鈕（以下簡稱 ―自啟按鈕 ‖）：手 /自轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至自動(dòng)位置，點(diǎn)按此按鈕，自動(dòng)運(yùn)行允許指示燈（以下簡稱 ―自動(dòng)燈 ‖）發(fā)出平光，裝卸料工藝流程的自動(dòng)運(yùn)行被允許開始進(jìn)行（為安全生產(chǎn)考慮）。超過 10Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸率已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，這就使得光纖成為用控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 50 頁 于明日寬帶網(wǎng)的理想基礎(chǔ)光纜技術(shù)。因?yàn)樗目箯垙?qiáng)度好，質(zhì)量小，而且比較小巧，所以光纜能最大限度的擴(kuò)大配線管道的使用率，并且能夠盡可能的減小安裝問題。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的 CCS(計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng) )，到第二代的 DCS(集散控制系統(tǒng) )，發(fā)展到現(xiàn)在流行的 FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) )。 西門子 PLC 種類繁多，為了實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)功能且保證穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)，我們需對(duì)其進(jìn)行選型。實(shí)現(xiàn)企業(yè)與市場對(duì)話，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)的交流。optical fiber。The system adopted MCGS supervision software to go toghter with Evoc industry control puter ,make full use of it39。 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展同科研和生產(chǎn)的密切結(jié)合，提供了巨大的技術(shù)可能性。在操作方式上，實(shí)現(xiàn)既能從進(jìn)料到出料的整個(gè)過程自動(dòng)化，又能實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的手動(dòng)控制； 在 手動(dòng)控制時(shí)，不僅 能在操作室屏上進(jìn)行控制，也能在現(xiàn)場觸摸屏上實(shí)現(xiàn)控制。它極大的簡化了計(jì)算機(jī)的使用， 即使是對(duì)計(jì)算機(jī)一無所知的人， 也照樣能夠信手拈來，使計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出更大的魅力。因此，光纖具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。光纖也不會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或電 源故障的影響。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，且數(shù)據(jù)傳輸采用光纖，徹底解決了現(xiàn)場強(qiáng)磁干擾的問題。 C 門下降點(diǎn)動(dòng)按鈕（以下簡稱 ―C降按鈕 ‖）：控制 C 門電機(jī)下降的啟動(dòng)、停止。 B 門絲杠前限位開關(guān)、絲杠中限位開關(guān)、絲杠后限 位開關(guān)。 工業(yè)電爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì) 工業(yè)電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)如圖 32： 圖 32 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該系統(tǒng)的主站是裝有 CP5611卡的研祥工控機(jī)，從站是西門子 S7300的一臺(tái) PLC，之間是通過 PROFIBUSDP[8]網(wǎng)絡(luò)連接，由于現(xiàn)場的強(qiáng)磁干擾，距離比較遠(yuǎn)， DP 信號(hào)線可能會(huì)受到強(qiáng)烈干擾，為了解決這個(gè)問題，中間的 DP 通訊線通過光纖來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳送。工作方式開關(guān)撥到手動(dòng)位置， 接通。 在自動(dòng)流程進(jìn)行的過程中，如果有某個(gè) ―運(yùn)行狀態(tài)指示燈 ‖閃光， 同時(shí)警笛響，則說明在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障而被對(duì)應(yīng)的延時(shí)保護(hù)切除，這時(shí)應(yīng)當(dāng)立即按下暫停開關(guān)，警笛報(bào)警聲隨即停止，然后進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整檢查或檢修（參照 ―〈 故障自診斷及其處理方法〉），直到故障排除，對(duì)應(yīng)的 ―運(yùn)行狀態(tài)指示燈 ‖發(fā)出平光。同樣， A 門的關(guān)閉的時(shí)候 A 的推桿也是不能進(jìn)的。 便利的運(yùn)算與通訊巨集指令 利用運(yùn)算巨集幫助 PLC 處理復(fù)雜的運(yùn)算功能 ,并配合通訊巨集指令，使用者可以自行撰寫通訊協(xié)議，透過 COM Port 與特定系統(tǒng)相接。如圖 415 RS232 TO PC、圖 416 USB TO PC 觸摸屏界面設(shè)計(jì) 觸摸屏跟控制面板一樣，是現(xiàn)場控制的重要組成部分之一；該系統(tǒng)中觸摸屏提供了控制面板中所有的按鈕跟大量的現(xiàn)場指示燈顯示。 按住 B 門上升按鈕 ， B 門上升點(diǎn) 亮，同時(shí) B 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 由上述結(jié)果可知，手動(dòng)程序滿足設(shè)計(jì)要求。 按住 C 門進(jìn)桿按鈕 （此時(shí)需要將 C 門升到上限位）， C 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) C 門進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 具體布局如圖 422 操作面板布局圖 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 50 頁 圖 422 操作面板布局圖 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 50 頁 5 系統(tǒng)的模擬調(diào)試 下位機(jī)程序模擬調(diào)試 利用輸入信號(hào)開關(guān)模擬現(xiàn)場信號(hào)，對(duì) PLC 控制程序進(jìn)行模擬調(diào)試。4 對(duì)接成 D–。當(dāng)進(jìn)入手動(dòng)模式時(shí)，點(diǎn)擊 ―手動(dòng)操控面板彈出 ‖，這個(gè)時(shí)候會(huì)彈出一個(gè)面板如圖 414 手動(dòng)操控面板圖 圖 414 手動(dòng)操控面板圖 手動(dòng)操控面板是彈出窗口，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，操作面板彈出，按鈕操作的時(shí)候不影響監(jiān)控畫面的監(jiān)視。語句表如下。各個(gè)運(yùn)行指示燈和運(yùn)行狀態(tài)指示燈在執(zhí)行各自機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)亮（平光）。 兩種工作狀態(tài)：手動(dòng) /自動(dòng)。 由于工業(yè)電爐的加熱元件用的是輻射管，因此具有強(qiáng)磁場干擾，考慮到現(xiàn)場條件，選擇光纖。 D 門下限位開關(guān)：控制 D 門下降行程和保護(hù) D 門。 A門下降點(diǎn)動(dòng)按鈕（以下簡稱 ―A降按鈕 ‖）：控制 A門電機(jī)下降的啟動(dòng)、停止。但是將來超過幾米距離的所有固定線路的數(shù)字通信都有可能使用光纖。而且，如果光纖被破壞，對(duì)人類也不會(huì)造成電擊的危險(xiǎn)。 同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和 穩(wěn)定性，在工業(yè)電爐現(xiàn)場控制的數(shù)據(jù)傳輸中起到了較好的作用。根據(jù)需要，還可以另外插入 PROFIBUS 通訊模板。一個(gè) 周期控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 50 頁 的自動(dòng)流程完畢。國際互聯(lián)網(wǎng)（ Inter）中國模具工業(yè)信息網(wǎng)也已于 1998 年建立， 旨在促進(jìn)中國模具業(yè)與世界各國的經(jīng)貿(mào)合作，加強(qiáng)模具企業(yè)、模具科研與模具相關(guān)的企業(yè)、科研單位之間的交流，增強(qiáng)模具業(yè)科技實(shí)力，宣傳我國的模具企業(yè)，提高其競爭能力。設(shè)計(jì)中選用西門子 S7300PLC 作為控制核心，在硬件結(jié)構(gòu)上采用多 重保護(hù)，程序中采用時(shí)限保護(hù)，使得系統(tǒng) 具有結(jié)構(gòu)合理，可靠性高，可擴(kuò)展范圍廣 等特點(diǎn)；設(shè)計(jì)中采用了臺(tái)達(dá)觸摸屏的人機(jī)界面，使 操作使用 更加方便 ，人員操作更為便捷、靈活 ，更加人性化 ； 系統(tǒng)采用了 MCGS監(jiān)控組態(tài)軟件配以研祥工控機(jī)，充分利用其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)性、開放性和網(wǎng)絡(luò)功能， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)此系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控。 當(dāng)今，新時(shí)代特征需要新的組織模式，科研與產(chǎn)業(yè)信息化、網(wǎng)絡(luò)化成為必然趨勢。 首先通過手動(dòng)調(diào)整，將 A、 B、 C 和 D 四處的推桿（拉桿