【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 目前各廠商都主推各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，如西門(mén)子 Profibus、 AB ControlNet 及 DeviceNet、莫迪康 Modbus 等等。但其構(gòu)成的“集中管理、分散控制”分布 式控制方式是十分類(lèi)似的。如 ROCKWELL（ AB）推出了“全方位自動(dòng)化”的理念，推薦三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即 1）設(shè)備層（ DeviceNet 為代表）； 2）控制層（ ControlNet 為代表）； 3）管理層（ EtheNet）。 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的歷史 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的起源 17 世紀(jì)中，美國(guó)開(kāi)始應(yīng)用架空索道傳送散狀物料； 19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代 結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。 皮帶式傳送帶設(shè)備 1868 年，在英國(guó)出 現(xiàn)了皮帶式傳送帶輸送機(jī)； 1887 年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)； 1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)； 1906 年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，傳送帶輸送機(jī) 受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車(chē)間內(nèi)部的傳送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的發(fā)展 未來(lái)傳送帶設(shè)備的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低 能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。 大 型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝 置的長(zhǎng)度已達(dá) 440 公里以上帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近 15 公里，并已出現(xiàn)由若 干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連 續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。 擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、 易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的傳送 帶設(shè)備。 4 本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)，它多用于處于復(fù)雜地形的大型工業(yè)廠 礦。系統(tǒng)采用可編程控制器 （ PLC）做下位機(jī)控制，上位機(jī)則采用工業(yè)通用組態(tài) 軟件 — “組態(tài)王”設(shè)計(jì)控制界面，并最終完成上下位機(jī)的通信以達(dá)到直觀方便的 控制效果。 多級(jí)皮帶傳輸系統(tǒng)憑借它自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要的作用 和地位，最典型的應(yīng)用就是我們常說(shuō)的輸煤系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)的組成部分包括給煤 機(jī)、皮帶、破碎機(jī)、三通、卸料器等。我們采用 PLC 對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行順序控制 。 5 2 S7200 的配置及組態(tài) PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成 為 ： 圖 21 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 電源。 PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。 中央處理單元 (CPU)。中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從 用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器。 輸入輸出接口電路?，F(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電 6 路，作用是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道?，F(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用 PLC 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 功能模塊。如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 通信模塊。如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP 通訊模塊等。 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃 描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 輸入采樣階段。在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 用戶程序執(zhí)行階段。在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線 路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。 輸出刷新階段。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè) 。 四級(jí)傳送帶系統(tǒng)的工作要求 啟動(dòng)時(shí)先起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。 停止時(shí)應(yīng)先停止最前一條皮帶機(jī)，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)，再依次 停止其它皮帶機(jī)。 當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)每隔一秒依次停止。例如 M2故障， M M2 立即停，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)后， M3 停，再過(guò) 1 秒， M4 停。 電氣原理圖與功能詳細(xì)說(shuō)明 四級(jí)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖 ： 7 圖 22 四級(jí)傳送帶的模擬實(shí)驗(yàn) 功能說(shuō)明： M M M M4 表示傳送帶的運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)、停止用動(dòng)合按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，負(fù)載或故障設(shè)置用鈕子開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，電機(jī)的停轉(zhuǎn)或運(yùn)行用發(fā)光二極管來(lái) 模擬。 啟動(dòng)時(shí)先按下 SB1，起動(dòng)最末一條皮帶機(jī)，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶機(jī)。 停止時(shí)應(yīng)先按下 SB2，停止最前一條皮帶機(jī)，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)，再依次停止其它皮帶機(jī)。 A、 B、 C、 D 表示故障設(shè)定，分別模擬 M M M M4發(fā)生故障時(shí)的情況，當(dāng)某條皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)每隔一秒依次停止。例如 M2 故障，只需按下 B按鈕即可，則 M M2立即停，經(jīng)過(guò) 1 秒延時(shí)后， M3停，再過(guò) 1 秒， M4 停。 輸入 /輸出接線列表 表 21 I/O地址分布列表 輸入 接 線 SB1 A B C D SB2 輸出 接線 M1 M2 M3 M4