鍋爐車間輸煤機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述(編輯修改稿)
2025-07-14 14:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 急停車指示燈、HL3為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈和1個(gè)輸出HA電鈴。繼電接觸器系統(tǒng)雖然有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使得設(shè)備連線復(fù)雜，且觸電在開閉是易受電弧的危害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差；所以如果采用繼電接觸器控制方式，控制電路將會(huì)很復(fù)雜，而且可靠性難以保證。本文按照本課題的控制要求，控制過程主要采用邏輯和順序控制，PLC恰能滿足此控制要求。所以用PLC進(jìn)行控制，不僅能滿足控制要求、控制方便簡單，而且具有較高的可靠性。因此，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用PLC進(jìn)行控制。（1）本設(shè)計(jì)采用西門子S7200PLC,使用CPU224模塊，其輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量分別為輸入端口14個(gè)，輸出端口10個(gè)，剛好可以滿足本設(shè)計(jì)的I/O使用需求。（2）為保證負(fù)載安全可靠的供電，所以采用輸出形式為繼電器。 I/O地址分配I/O信號(hào)在PLC接線圖端子的地址分配是進(jìn)行PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說，分配I/O點(diǎn)地址以后才可以進(jìn)行編程；對(duì)控制柜和PLC的外圍接線來說，只有I/O點(diǎn)地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)接線圖和安裝圖安裝控制柜。由上硬件系統(tǒng)的選擇可知控制系統(tǒng)使用一個(gè)CPU224即可。CPU224基本單元的I/O地址如下： 、、；、、、PLC輸入輸出接口地址分配表見表41。表41 PLC輸入輸出接口地址分配表輸入信號(hào)輸煤機(jī)組手動(dòng)控制開關(guān)SA11輸煤機(jī)組自動(dòng)控制開關(guān)SA12輸煤機(jī)組自動(dòng)開車按鈕SB1輸煤機(jī)組自動(dòng)停車按鈕SB2輸煤機(jī)組緊急停車按鈕SB3給料器磁選料器手動(dòng)按鈕SB4送煤機(jī)P1手動(dòng)按鈕SB5破碎機(jī)手動(dòng)按鈕SB6提升機(jī)手動(dòng)按鈕SB7送煤機(jī)P2手動(dòng)按鈕SB8回收機(jī)手動(dòng)按鈕SB9M1M6,YA過載保護(hù)信號(hào)FR輸出信號(hào)給料器磁選料器接觸器KM1送煤機(jī)P1接觸器KM2破碎機(jī)接觸器KM3提升機(jī)接觸器KM4送煤機(jī)P2接觸器KM5回收機(jī)接觸器KM6手動(dòng)運(yùn)行指示燈HL1緊急停車指示燈HL2系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈HL3報(bào)警電鈴HA PLC控制電路接線圖 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路接線圖，如圖42。在接線過程中要注意，在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)箱中輸入公共端1M/2M要求連接24VDC電源的的正極“L+”處，此時(shí)輸入端是低電平有效；輸出公共端的1L/2L/3L要求連接24VDC電源的負(fù)極“M”處，此時(shí)輸出端輸出的是高電平有效。圖42 I/O接線圖5 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用西門子公司的S7200PLC剛好可以滿足設(shè)計(jì)要求， STEP 7 Micro/WIN SP3編程軟件。此軟件具有漢化的語言，使用起來十分方便。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方便的聯(lián)機(jī)幫助功能。可以使用此軟件開發(fā)PLC應(yīng)用程序，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。西門子S7200 PLC的編程語言有三種[8]，分別是：梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）是一種圖形語言，語句表（STL）是一種類似于匯編語言的文本型語言。三種語言之間可以相互轉(zhuǎn)化，本設(shè)計(jì)采用梯形圖編程。 順序功能圖輸煤機(jī)組的控制過程分為自動(dòng)和手動(dòng)控制方式。在自動(dòng)控制模式下，要求各負(fù)載從M6到M1逆序自動(dòng)啟動(dòng)，并能從M1到M6順序自動(dòng)停止。同時(shí)，該輸煤機(jī)組還能在手動(dòng)控制模式下進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)，以便調(diào)試和維修。而且，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、緊急停車和故障提醒功能，并有相應(yīng)的指示報(bào)警功能。根據(jù)此要求，本設(shè)計(jì)采用SCR指令編寫梯形圖程序[9]。輸煤機(jī)組的整個(gè)運(yùn)行過程可以用順序功能圖來描述。鍋爐車間輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)的順序功能圖如圖51所示，該順序功能圖非常直觀，清楚地面描述了鍋爐車間輸煤機(jī)組自動(dòng)工作的過程。圖51 輸煤機(jī)組自動(dòng)控制順序功能圖 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)要根據(jù)I/O地址的分配和要實(shí)現(xiàn)的功能結(jié)合硬件電氣的連接進(jìn)行編程，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)要完成的功能，PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，首先進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)的選擇，所以程序的主流程圖如圖52所示。圖52 控制程序主流程圖當(dāng)系統(tǒng)以手動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，是單個(gè)設(shè)備點(diǎn)動(dòng)控制，較為簡單，這里不再做程序流程圖。當(dāng)系統(tǒng)以自動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，PLC運(yùn)行的程序流程圖如圖53所示。圖53 輸煤機(jī)組程序設(shè)計(jì)流程圖6 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì) 組態(tài)軟件簡介組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(Distributed Control System 簡稱DCS)的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。組態(tài)的概念最早來自英文Configuration，含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到讓計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)、滿足使用者要求的目的。監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA）的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時(shí),主要解決人機(jī)圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開
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