【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