【文章內(nèi)容簡介】 也有了很大程度的提高，皮帶輸送機在科學(xué)技術(shù)的支持下，運輸距離不斷提高，輸送機所具有的功率也得到了極大地提高。大傾角長距離皮帶輸送機以其多有的性能在極大地提高了我國煤礦開采運輸事業(yè)的 效率。 研究 發(fā)展方向 未來皮帶傳輸機裝備將向著大型化發(fā)展、擴展應(yīng)用范疇、物料主動分揀、下降能量耗費、減少污染等方面發(fā)展。 大型化包含大輸送才華、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達 440 公里以上帶式輸送機的單機長度已近 15 公里，并已浮現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的 “帶式輸送道 ”。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結(jié)構(gòu)。 帶式傳送機 是在必定的線路上持續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱持續(xù)輸送機。輸送機可進行程度、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一 般是固定的。輸送機輸送才能大，運距長，還可在輸送進程中同時完成若干工藝操作，所以利用十分普遍。 帶式輸送機（直線式）該輸送機用于物料的輸送。采取不銹鋼網(wǎng)帶作為載體，實用于各種食操行業(yè)的烘干、去濕、冷凍等、熱處置等；不銹鋼制成，具有耐高溫、便于清洗等特色；具體尺寸可以依據(jù)客戶請求定做。 板式輸送機 應(yīng)用固接在牽引鏈上的一系列板條在程度或傾斜方向輸送物料的輸送機，以單片鋼板鉸接成環(huán)帶作為運輸機的牽引和承載構(gòu)件承載面具有橫向隔片置于槽箱中驅(qū)動環(huán)帶借隔片將煤刮運輸出。它由驅(qū)動機構(gòu)、張緊裝置、牽引鏈、板條、驅(qū)動及改向 鏈輪、機架等部分組成。在冶金、煤炭、化工、電力、機械制作及公民經(jīng)濟的其他工業(yè)部門中均得到了普遍的利用。 斗式輸送機（ Bucket elevator ）： 斗式輸送機。輸送散裝貨（如煤等）貨斗的皮帶傳輸機，皮帶傳輸機持續(xù)不斷地將貨斗送到敞開的艙口上面的某一點后，再將貨斗向貨艙中倒空 斗式輸送機，實用于冶金、礦山、建筑、化工、食品、食糧等行業(yè)必定粒度、塊度的物料和粉料的輸送。它包含有驅(qū)動裝置（含逆止裝置）、殼體（包含程度段、改向段、垂直段）、 13 及位于殼體內(nèi)的牽引鏈、料斗、頭輪和尾輪，在殼體的兩端設(shè)有加料段和卸料段 ，料斗的兩側(cè)通過聯(lián)接環(huán)分辨與兩根平行的牽引鏈相聯(lián)接。頭輪上設(shè)有與牽引鏈相吻合的齒。其輸送情勢為一字形、 L 形、 Z 形三種。本實用新型的優(yōu)點是具有體積小、功耗低、輸送形式靈活、密封輸送等特點。 第 2 章 可編程控制器的概述 PLC 的概述 在 PLC（ Programmable Logic Controller，可編程控制器）發(fā)展的過程中，由于時期不同、功能相異， PLC 還曾被稱為可編程矩陣控制器 PMC（ Programmable Matrix Controller）、可編程順序控制器 PSC（ Programmable Sequence Controller），本書將沿用 PLC 的稱謂。 PLC 的概念 “ PLC 是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程的存儲器，用來在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一體、易于擴充功能的原則設(shè)計?！鄙鲜鍪菄H電工委員會于 1985 年 1 月對 PLC 所作的權(quán)威性的定義。 對于 PLC 的定義，其補充說明如下。 以微處理技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用于以控制開關(guān)量為主，或包括控制過程參量在內(nèi)的邏輯控制、機電運動控制或過程控制等工業(yè)控制領(lǐng)域的新型工業(yè)控制裝置。 PLC 的功能 1) 順序邏輯控制 順序邏輯控制在 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛，可以取代繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它既可以用于單機控制或多機控制，又可用于自動化生產(chǎn)線的控制。 PLC根據(jù)操作按鈕、限位開關(guān)及其他現(xiàn)場給出的指令信號和傳感器信號，控制機械運動部件進行相應(yīng)的操作。 2) 運動控制 14 在機械加工行業(yè)， PLC 與計算機數(shù)控集成在一起，用以完成機床的 運動控制。很多 PLC制造廠家已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模板。在多數(shù)情況下，PLC 將描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模板，模板移動一軸或數(shù)軸到目標位置。當每個軸移動時，位置控制模板將保持適當?shù)乃俣群图铀俣龋源_保運動平滑。目前已用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削、磨削等應(yīng)用中。 3) 定時控制 PLC 為用戶提供了一定數(shù)量的定時器，并設(shè)置了定時器指令。一般每個定時器可實現(xiàn)～ 或 ～ 的定時控制，也可按一定方式進行定時時間的擴展。定時精度高，定時設(shè)定方便、 靈活。同時 PLC 還提供了高精度的時鐘脈沖，可用于準確地實時控制。 4) 計數(shù)控制 PLC 提供了多種計數(shù)器，如普通計數(shù)器、可逆計數(shù)器、高速計數(shù)器等，可以用來完成不同用途的計數(shù)控制。當計數(shù)器的當前計數(shù)值等于計數(shù)器的設(shè)定值，或在某一數(shù)值范圍時，發(fā)出控制命令。計數(shù)器的計數(shù)值可以在運行中被讀出，也可以在運行中進行修改。 5) 步進控制 PLC 為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，并完成步進控制功能。在一道工序完成之后，自動進行下一道工序；一個工作周期結(jié)束后，自動進入下一個工作周期。有些 PLC 還專門設(shè)有步進控制指令，使得步 進控制更為方便。 6) 數(shù)據(jù)處理 大部分 PLC 都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，如 F2 系列、 C 系列、 S5 系列 PLC 等可完成數(shù)據(jù)運算（如加、減、乘、除、乘方、開方等）、邏輯運算（如與、或、異或、求反等）、移位、數(shù)據(jù)比較和傳送及數(shù)值的轉(zhuǎn)換等操作。 7) 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換 在過程控制或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，存在溫度、壓力、流量、速度、位移、電流、電壓等連續(xù)變化的物理量（或稱模擬量）。過去，由于 PLC 善于邏輯運算控制，對于這些模擬量主要依靠儀表（如果回路數(shù)較少）或分布式控制系統(tǒng) DCS（如果回路數(shù)較多）來控制。目前，不但大、中型 PLC 具有模擬量處理功能，甚至很多小型 PLC（如 C 系列 P 型機）也具有模擬量處理功能，而且編程和使用都很方便。 8) 通信及網(wǎng)絡(luò) 目前大多數(shù) PLC 都具有了通信能力，能夠在 PLC 與計算機之間同時進行同位鏈接及上位鏈接。通過這些通信技術(shù)，使 PLC 更容易構(gòu)成工廠自動化系統(tǒng)。也可與打印機、監(jiān)視器 15 等外部設(shè)備相連，記錄和監(jiān)視有關(guān)數(shù)據(jù)。 可編程控制器的特點 1) 通信性和靈活性強，應(yīng)用廣泛可編程控制器不同于一般以硬件固定連接方式來體現(xiàn)控制機理的控制系統(tǒng)，其控制規(guī)則可根據(jù)不同的需求方便地以更新軟件來實現(xiàn)，故其適應(yīng) 性極強，尤其適用于控制規(guī)則需要不斷更新的場合，如機械制造、電力、冶金、建材、煤炭、化工、石化、醫(yī)療、紡織、食品等，既可應(yīng)用于單機裝置中，又可以應(yīng)用于生產(chǎn)線中。 2) 可靠性高，抗干擾的能力極強 可編程控制器在硬件、軟件設(shè)計上均充分考慮了抗強烈干擾和對故障進行診斷與容錯的各種措施，如屏蔽、隔離、濾波、電壓調(diào)整、對故障的在線診斷、對程序及數(shù)據(jù)的后備電池保護、 WTD 保護等，使其可靠性較之一般工業(yè)控制裝置高出很多。大多數(shù) PLC 產(chǎn)品的平均無故障間隔時間 MTBF 都可達數(shù)十萬小時。有一個例子可以有力地說明 PLC 抗干擾能力 的強大： PLC 出廠試驗中有一項抗干擾試驗，是要承受幅值為 1000V、上升時間為 1ns、脈寬為 1μs 的干擾脈沖沖擊。就這一特點而言，也使 PLC 贏得了眾多的用戶。 3) 產(chǎn)品系列化、規(guī)?；?、功能完備、性能優(yōu)良 可編程控制器發(fā)展到目前的這種局面，已經(jīng)擁有繁多的品牌，小、中、大系列齊全，各種功能的裝置和模塊相當齊備，且性能異常優(yōu)良，用戶只需根據(jù)自己需要，選擇這些產(chǎn)品予以安裝并連上外部接線就可以方便地構(gòu)成自己的系統(tǒng)。就功能來說， PLC 除了滿足強大的邏輯控制功能外，還有不少的產(chǎn)品具有運動控制、 PID 過程控制、數(shù)控、數(shù)據(jù) 處理以及通信等各種功能，遠遠超越了純開關(guān)量控制的概念。 4) 編制程序簡單、容易 由于可編程控制器控制程序充分照顧到了現(xiàn)在工程技術(shù)人員的習(xí)慣，既可用面向生產(chǎn)過程現(xiàn)場的簡單指令語句形式編程，又可以用大家普遍熟悉的梯形圖編程。對于復(fù)雜系統(tǒng)，有的可編程控制器還可以使用簡單易懂的功能圖表編程和模塊化的程序結(jié)構(gòu)（如主控程序結(jié)構(gòu)）等。使得編程和改變程序均很方便、靈活。 5) 設(shè)計、安裝、調(diào)試周期短，擴充容易 如前所述，由于 PLC 硬軟件產(chǎn)品齊全，故用戶組建系統(tǒng)時，設(shè)計、安裝、調(diào)試都很容易，與一般控制系統(tǒng)相比，大大縮短了周 期。由于 PLC 產(chǎn)品開發(fā)有大量擴展單元或不同規(guī)模不同功能的模塊，故用戶擴充自己系統(tǒng)的規(guī)?；驍U充功能都異常方便。 16 6) 體積小、重量輕，維護方便 PLC 體積小、重量輕自不待說。 PLC 由于有自診斷功能，能及時將故障點顯示給維修人員，故排除故障相當順利、簡單。加之 PLC 組裝、聯(lián)接簡單、維修時采用更換整個單元或模塊，故特別方便。 可編程序控制器的發(fā)展 1) 國外的 PLC發(fā)展 世界上公認的第一臺 PLC是 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC)研制的。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的 PLC主要由分立 元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。 20世紀 70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的 PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 20世紀 70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、 PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀 80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制 能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。 2) 國內(nèi) PLC 的發(fā)展 我 國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了 PLC 17 的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型 可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF 系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入， PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 第三 章 組態(tài) 組態(tài) 軟件 組態(tài) 軟件 ，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用 軟件 。它們處在 自動控制系統(tǒng) 監(jiān)控層一級的 軟件 平臺和 開發(fā)環(huán)境 ，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的 軟件 工具。組態(tài) 軟件 的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于 電力 系統(tǒng)、 給水系統(tǒng) 、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在 電力 系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱 遠動系統(tǒng) (RTU System,Remote Terminal Unit)。 組態(tài)軟件的 特點 組態(tài) 軟件 在國內(nèi)是一個 約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為 “ 組態(tài)式監(jiān)控軟件 ” 。 “ 組態(tài)（ Configure） ” 的含義是 “ 配置 ” 、 “ 設(shè)定 ” 、 “ 設(shè)置 ” 等意思，是指用戶通過類似 “ 搭積木 ” 的簡單方式來完成自己所需要的 軟件 功能，而不需要編寫計算機程序，也就是所謂的 “ 組態(tài) ” 。它有時候也稱為 “ 二次開發(fā) ” ，組態(tài) 軟件 就稱為 “ 二次開發(fā)平臺 ” 。 “ 監(jiān)控（ Supervisory Control） ” ，即 “ 監(jiān)視和控制 ” ，是指通過計算機信號對自動化設(shè)備或過程進行監(jiān)視、控制和管理。 組態(tài)軟件是有專業(yè)性的。一種組態(tài) 軟件 只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在 工業(yè)計算機 控制中，如： DCS(集散控制系統(tǒng) ）組態(tài)、 PLC（ 可編程控制器 ）梯形圖組態(tài)；人機界面生成 軟件 就叫 工控 組態(tài)軟件。在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，如 AutoCAD， PhotoShop等。不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在 實時監(jiān)控 的。從表面上看，組態(tài)工具 18 的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。 工控 組態(tài) 軟件 也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置 編譯系統(tǒng) ，提供類 BASIC 語言 ，