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正文內(nèi)容

基于plc程控輸煤系統(tǒng)的設計與控制(編輯修改稿)

2024-10-06 18:00 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 先起動該段的最后一臺皮帶輸送機或設備,經(jīng)過 10S 延時后,再依次延時起動該段的其它皮帶輸送機和設備。西安 工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 8 卸煤部分: 先啟動破碎機,然后啟動 3 號甲(乙)帶式輸送機 完成卸煤部分的起動過程。 上煤部分 : 接著延時 10S 后啟動 2號甲(乙)帶式輸送機,最后延時 10S 后啟動 1號甲(乙)帶式輸送機。當輸煤系 統(tǒng)全部啟動正常 10S 后,啟動電機振動給煤機甲(乙)上煤料 ,完成上煤部分的起動過程。 2)停止 。停止時為了不使運輸皮帶上因殘留煤料而造成事故,系統(tǒng)要求順煤料流動方向按一定時間間隔順序停止,即先停止最前一臺皮帶輸送機或設備,待 15S 延時后,再依次停止其它皮帶輸送機或設備。 卸煤部分: 先停電機振動給煤機甲(乙),然后停 1 號甲(乙)帶式輸送機 ,完成卸煤部分的停止過程。 上煤部分: 接著延時 15S 后 停 2號甲(乙)帶式輸送機,最后延時 15S 后停 3 號甲(乙)帶式輸送機。 3號甲(乙)帶式輸送機停止運行 15S 后,最后停破碎機, 完成上煤部分的停止過程。 3)緊急停止 。當整個系統(tǒng)遇到緊急情況或故障時,系統(tǒng)將無條件的把全部皮帶輸送機和設備停止。 4)故障停止 。當某臺皮帶輸送機或設備發(fā)生故障時, 逆煤流前方方向的設備立即停機,后方設備運行 15S 后,然后順序停機。 如上煤部分 2號甲(乙)帶式輸送機 遇到故障時, 1號甲(乙)帶式輸送機及 2號甲(乙)電機振動給煤機立刻停機,后方設備運行 15S 后,然后順序停機。 ( 2) 受 控制對象 卸煤部分: 上煤部分: 3 號甲帶式輸送機 2 號甲帶式輸送機 3 號乙?guī)捷斔蜋C 2 號乙?guī)捷斔蜋C 皮帶傳動電動機 2臺 皮帶傳動電動機 2臺 破碎機甲 1 號甲帶式輸送機 破碎機乙 1 號乙?guī)捷斔蜋C 皮帶傳動電動機 2臺 電機振動給煤機甲 電機振動給煤機乙 ( 3) 輸入、輸出點數(shù)分配: 1) 輸入點 :啟動一號機、啟動二號機需要 2 個輸入點;停止、緊急停止需要 2 個輸入點;熔斷 保護 熔斷保護 2 需要 2個輸入點;溫度傳感器、壓力傳感器需要 2個輸入點,共需要 8 個輸入點。 2) 輸出點: M1~ M6 皮帶傳動電動機需要 6 個輸出點;破碎機甲、破碎機乙需要 2個輸出點;給煤機甲、給煤機乙需要 2個輸出點,共需要 10個輸出點。 綜上所述,共需要 8個輸入點, 10 個輸出點,并考慮系統(tǒng)中有模擬量輸入和應有一西安 工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 9 定的裕量,所以我最終選擇的 PLC 型號為西門子公司的 S7200CPU224XP。 電動機的選型 電機根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇爪極式永磁同步電動機電動機。電動機的定子饒阻為△接法,采用 B級絕緣,采用全壓 啟動。電動機的額定電壓為 110V,額定頻率為 50HZ,額定功率分別為: M1:上煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M2:上煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M3:卸煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M4: 上煤部分乙式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M5:上煤部分乙 式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M6:卸煤部分乙式皮帶傳動電動機 KMS6004( 15W) 130r/min M7:破碎機甲電動機 60KTYZ03( 11W) 20 r/min M8:破碎機乙電動機 60KTYZ03( 11W) 20 r/min 選用元件如下表 所示 表 元件列表 序號 元件名稱 型號 數(shù)量 1 開關(guān)電源 S20024 2 2 按鈕開關(guān) Y09011BN 6 3 壓力傳感器 廣測 YZC1B 1 4 溫度傳感器 DS18B20 1 5 中間繼電器 MY4NJ 4 6 熔斷保護器 NGT00 2 7 稱重放大器 RWST01 1 8 觸摸屏 SMART700IE 1 9 LED信號燈 AD1622DS 6 西安 工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 10 電機主電路圖設計 由于所有的皮帶傳動電動機和破碎機的工作方式和工作環(huán)境是一樣的,只是功率有所不同,所以主電路的接線方式是類似的,其主電路的接線圖如圖 所示。 圖 電機接線4 S7200PLC及其開發(fā)環(huán)境介紹 11 4 S7200PLC 及其開發(fā)環(huán)境介紹 S7系列 PLC分為 S7200小型機、 S7300中型機、 S7400大型機。 S7200系列 PLC是西門子公司 20世紀 90年代推出的整體式小型機,其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強,具有很高的性能價格比,在中小規(guī)??刂葡到y(tǒng)中應用廣泛 介紹 S7200 CPU將微 處 理 器 、集成電 源 、輸入電路和輸出電路集成在一個緊湊的 外殼 中, 從 而 形成了一個功能強大的 Micro PLC。參見 圖 。在下 載 了程 序之 后,S7200將保 留 所 需 的 邏輯 ,用于 監(jiān) 控應用程 序 中的輸入輸出設備。 圖 S7200在掃描循環(huán)中完成一系列任務。任務循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。在一個掃描周期中, S7200主要執(zhí)行下列五個部分的操作: ( 1) 讀輸入: S7200從輸入單元讀取輸入狀態(tài),并存入輸入映像寄存器中。 ( 2) 執(zhí)行程序: CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應邏輯,當程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后, S7200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。 ( 3) 處理通訊請求: S7200執(zhí)行通訊處 理。 ( 4) 執(zhí)行 CPU自診斷: S7200檢查固件、程序存儲器和擴展模塊是否工作正常 。西安工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 12 ( 5) 寫輸出:在程序結(jié)束時, S7200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器,最后復制到物理輸出點,驅(qū)動外部負載。 S7200 有兩種操作模式:停止模式和運行模式。 CPU 面板上的 LED 狀態(tài)燈可以顯示當前的操作模式。 在停止模式下, S7200 不執(zhí)行程序,您可以下載程序和 CPU 組態(tài)。在運行模式下,S7200將運行程序。 S7200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)(位于 S7200 前蓋下面)手動選 擇操作模式:當方式開關(guān)撥在停止模式,停止程序執(zhí)行;當方式開關(guān)撥在運行模式,啟動程序的執(zhí)行;也可以將方式開關(guān)撥在 TERM(終端)(暫態(tài))模式,允許通過編程軟件來切換 CPU 的工作模式,即停止模式或運行模式。 如果方式開關(guān)打在 STOP 或者 TERM 模式,且電源狀態(tài)發(fā)生變化,則當電源恢復時,CPU 會自動進入 STOP 模式。如果方式開關(guān)打在 RUN模式,且電源狀態(tài)發(fā)生變化,則當電源恢復時, CPU 會進入 RUN模式 。 S7200 主機配置的輸入接口是數(shù)字信號輸入接口。為了提高抗干擾能力,輸入接口均有光電隔離電路,即由發(fā)光二極管 和光電三極管組成的光電耦合器。 S7200主機配置的輸出接口通常是繼電器和晶體管輸出型。繼電器輸出型為有觸點輸出,外加負載電源既可以是交流,也可以是直流。 S7200系列 PLC數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件功能 ( 1) 輸入繼電器 (I) 輸入繼電器用來接受外部傳感器或開關(guān)元件發(fā)來的信號,是專設的輸入過程映像寄存器。它只能由外部信號驅(qū)動程序驅(qū)動。在每次掃描周期的開始, CPU 總對物理輸入進行采樣,并將采樣值寫入輸入過程映像寄存器中。輸入繼電器一般采用八進制編號,一個端子占用一個點。它有 4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙 字來存取輸入過程映像寄存器中的數(shù)據(jù)。 位: I〔字節(jié)地址].[位地址〕 如: 字節(jié)、字或雙字: I[長度][起始字節(jié)地址] 如: IB3 IW4 ID0 ( 2) 輸出繼電器( Q) 輸出繼電器是用來將 PLC 的輸出信號傳遞給負載,是專設的輸出過程映像寄存器。它只能用程序指令驅(qū)動。在每次掃描周期的結(jié)尾, CPU 將輸出映像寄存器中的數(shù)值復制到物理輸出點上,并將采樣值寫入,以驅(qū)動負載。輸出繼電器一般采用八進制編號,一個端子占用一個點。它有 4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸出過程映像寄存器中的數(shù)據(jù)。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 13 位: Q〔字節(jié)地址].[位地址〕如: 字節(jié)、字或雙字: Q[長度][起始字節(jié)地址]如: QB2 QW6 QD4 ( 3) 變量存儲區(qū)( V) 用戶可以用變量存儲區(qū)存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果,也可以用它來保存與工序或任務相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。它有 4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取變量存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)。 位: V[字節(jié)地址].[位地址]如: 字節(jié)、字或雙字: V[數(shù)據(jù)長度 ] [起始字節(jié)地址]如: VB 100、 VW200, VD300 ( 4) 位存儲區(qū)( M) 在邏輯運算中通常需要一些存儲中間操 作信息的元件,它們并不直接驅(qū)動外部負載,只起中間狀態(tài)的暫存作用,類似于繼電器接觸系統(tǒng)中的中間繼電器。在 S7200 系列PLC 中,可以用位存儲器作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)和控制信息。一般以位為單位使用。 位存儲區(qū)有 4 種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取位存儲器中的數(shù)據(jù)。 位: M〔字節(jié)地址].[位地址 ] 如: 字節(jié)、字或雙字: M 長度][起始字節(jié)地址] 如: MB4 MW10 MD4 ( 5) 特殊標志位( SM) 特殊標志位為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息,用戶對操作的一些特殊要求也要通過 SM 通知系統(tǒng)。特殊標志位分為只讀區(qū)和可讀可寫區(qū)兩部分。 只讀區(qū)特殊標志位,用戶只能使用其觸點,如: RUN 監(jiān)控, PLC 在 RUN 狀態(tài)時, 總為 1。 初始化脈沖, PLC 由 STOP 轉(zhuǎn)為 RUN 時, 接通一個掃描周期。 當 RAM 中保存的數(shù)據(jù)丟失時, 接通一個掃描周期。 PLC 上電進入 RUN 時, 接通一個掃描周期。 該位提供了一個周期為 1 min,占空比為 的時鐘。 該位提供了一個周期為 1 S,占空比為 的時鐘。 該位為掃描時鐘,本次掃描置 1,下次掃描置 0,交替循環(huán)??勺鳛閽呙栌嫈?shù)器的輸入。 該位指示 CPU 工作方式開關(guān)的位置, 0=TERM, 1=RUN。通常用來在 RUN 狀態(tài)下啟動自由口通信方式。 可讀可寫特殊標志位用于特殊控制功能,如用于自由口設置的 SMB30,用于定時中斷時間設置的 SMB34/SMB35,用于高速計數(shù)器設置的 SMB36~ SMB62,用于脈沖輸出和脈沖調(diào)制的 SMB66~ SMB85 等。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計 (論文 ) 14 ( 6) 定時器區(qū)( T) 在 S7200 PLC 中,定時器作用相當于時間繼電器,可用于時間增量的累計。其分辨率分為三種: 1ms
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