【文章內(nèi)容簡介】 /輸出點數(shù)較多且類型復(fù)雜，在安排輸入/輸出時應(yīng)按分類的原則進(jìn)行，這樣既便于維護(hù)又不至于遺漏應(yīng)接的各種信號。安排的原則是 4 個潤滑站的信號依次排列，并在電氣原理圖上用文字提示出組件觸點代表的是哪個潤滑站的何種信號，在電氣圖中各潤滑站的組件代號按 1～4 的順序排列，例如主電機(jī)潤滑站壓力低信號組件標(biāo)號為 1SP1，壓力正常信號為 1SP2，壓力高信號為 1SP3，則其余各潤滑站壓力低信號依次為 1SP2SP3SP1。在輸入信號排列時按 4 個潤滑站的信號在前，整個系統(tǒng)共享信號在后的方法排列。對單個潤滑站來說，接入輸入端的信號依次為：低壓泵 2電機(jī)及電加熱器的保護(hù)信號，泵電機(jī)的接觸器觸點保護(hù)信號以及壓力、溫度、液位、流量、萬花樓大學(xué)（ 濾油器壓差等信號，還有作為整個系統(tǒng)的試燈、消警、油泵總起動、油泵總停止、主機(jī)/輔助電機(jī)限位、主電機(jī)定子合閘、輔助電機(jī)工作、集中/現(xiàn)場控制、聯(lián)動和單動、主電機(jī)軸瓦測溫上限、上上限等信號以及單片機(jī)溫度檢側(cè)儀的上限、上上限報警的觸點信號。輸出信號器件分為兩類，一類是接觸器線圈及中間繼電器線圈，這些主要是各潤滑站用于控制高、低壓泵電機(jī)、電加熱器的接觸器，表示潤滑站正常、潤滑站綜合故障、允許主電機(jī)合閘、即時跳閘等需要向外引出連鎖信號的中間繼電器；另一類就是各種指示燈，表示的范圍主要有各潤滑站泵電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)、故障報警信號、主電機(jī)定子合閘、集中/現(xiàn)場控制選擇、進(jìn)料端、出料端主軸承溫高等信號。水泥磨系統(tǒng) PLC 輸入/輸出的內(nèi)容與設(shè)計實例中水泥窯的輸入/輸出較為相似，所不同的是水泥磨輸入/輸出點較多，需一個個排列，在設(shè)計 I/O 表時要仔細(xì)對待。本系統(tǒng)采用了三個機(jī)架，各機(jī)架之間連線及 I/O 模塊配置和地址定義如前所述。各模塊的輸入/輸出信號均按潤滑站的順序及信號類型依次排列構(gòu)成 I/O 表，然后按 I/O 表順序依次接入信號就完成了硬件接線圖工作。詳見附錄 A（I/O 地址分配表） 。 I/O 連接圖磨機(jī)中的四個潤滑站，I/O 總數(shù)共計 230 個，將其全部納入 PLC 控制。對這種數(shù)量較多的開關(guān)量控制系統(tǒng)，選用中、小型的可編程控制器即可滿足要求。S7200 系列具有極高的性能/價格比。S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實時特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊。因此本設(shè)計選用的是 S7200 系列 PLC。磨機(jī) PLC 配置表如下：CPU226，1 塊。擴(kuò)展模塊，7 塊① 模塊連線圖在做硬件連接圖前，應(yīng)在 PLC 用戶手冊上查出所用各模塊的接線圖，嚴(yán)格按連接圖接線。② I/O 接線圖從圖 中可看出，本模塊含有 8 個輸入點，輸入點的一端接 DC 24V 直流電源。輸出點的一端接 AC 110V 電源的一相（如本系統(tǒng)線路圖中的 L22） 。輸入、輸出端點都要與對應(yīng)端電源的另一端相連接。其余 I/O 接線圖見附錄 B。硬件電路設(shè)計131M1L 1SB1 1SB21油泵為主2油泵為主低壓油泵起動按鈕低壓油泵停止按鈕來自 DCS 起動信號來自 DCS 停止信號1泵電機(jī)2泵電機(jī)泵電機(jī)熱保護(hù)主電機(jī)潤滑站1QF1 1QF21FR11KM1 1KM2 1KM3 1KA4 1KA5 1KA6 1低壓泵工作2低壓泵工作加熱器工作潤滑站故障報警潤滑站正常潤滑站備妥主電機(jī)潤滑站1FR2圖 I/O 接線圖 溫度檢測儀的硬件電路溫度檢測儀采用以 MCS51 單片機(jī)為核心的檢測系統(tǒng)，其原理為：將溫度值經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器送入 8051 單片機(jī)處理后，將其顯示在 4 個七段數(shù)碼管上，并能在檢測值超上限、上上限時，輸出兩個閉合的觸點信號送 PLC 系統(tǒng)處理。溫度傳感器 AD590 作為檢測組件，檢測實際的主軸承溫度，經(jīng) 3 個運(yùn)算放大器 LM741 后將與溫度信號成正比的 0～5V 電壓信號引入 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0804（單通道 8 位逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器） ，經(jīng)模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生 8 位二進(jìn)制數(shù)字信號D0～D7，接入 8051 單片機(jī)的 ～ 端。為了實時顯示溫度值，在該電路中配備了 4 個 LED 數(shù)碼管，由 ～接譯碼驅(qū)動器 7447 后驅(qū)動 4 位數(shù)碼管的段選信號。7447 可將二十進(jìn)制（BCD 碼）數(shù)據(jù)自動變換為七段 LED 所需要的各段驅(qū)動顯示信號，而 ～ 接數(shù)碼管的位選信號。8051 的 RD 和 WR 端分別接 ADC0804 的讀和寫信號，ADC0804 的中斷請求信號INTR 經(jīng)反向器 7404 接入 作為檢測 A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的轉(zhuǎn)換信號（當(dāng) INTR萬花樓大學(xué)（ 為 0 時，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束） 。用 、 端分別經(jīng)光電耦合器 IIL117 后連接兩個繼電器線圈，在溫度達(dá)上限和上上限時控制繼電器常開觸點閉合，并將它們引入 PLC 系統(tǒng)做聲光報警及停磨處理。這兩個常開觸點將是單片機(jī)系統(tǒng)和 PLC 電控系統(tǒng)的連接信號。為了提高顯示數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，硬件電路還采取了一系列抗干擾措施，可使數(shù)據(jù)顯示到一位小數(shù)（小數(shù)點位置在 D2 位） 。另外，電路中配有穩(wěn)壓電源，以產(chǎn)生單片機(jī)所需的＋5V 信號。8051 需外接晶振芯片，用于產(chǎn)生 12MHz 的時鐘信號。因水泥磨主軸承溫度上限和上上限的值是固定不變的，故本系統(tǒng)沒有擴(kuò)展鍵盤，而是將上限和上上限的值放置在內(nèi)存緩沖區(qū)的固定位置，需比較的時候直接取值即可。若上述兩值需用戶自行設(shè)定，則一定要增加鍵盤接口。若鍵入的值較少，則可用“（” 、 “（”鍵組成簡易鍵盤，這種方法在小型儀表中應(yīng)用較廣。溫度檢測儀硬件電路原理圖見圖 所示。圖 溫度檢測儀硬件電路原理圖 電氣元件的選擇 電氣元件選擇的基本原則電氣元件選擇的基本原則為：根據(jù)對控制元件功能的要求確定電氣元件類型。DB0AC84VI163。171。..161。193。163。171。 VXTALES2 MHzC1163。171。5 ABDEFGLTIP /OR1161。193。7418163。171。5 V234V163。171。5 .0I163。CLKRVEFAGND3CR5163。171。 V4M712 5kk0 L741163。171。2 Vkk10 163。1 5LM74163。171。12 V 9 k5 AD0163。171。12 VJ161。171。20 V1 k163。171。2 5 R1IL7140163。171。2 VJ161。171。20 V1 k163。171。2 5 RIL1740ITWRD/ S硬件電路設(shè)計15確定元器件承載能力的臨界值及使用壽命，主要是根據(jù)電器控制的電壓、電流及功率的大小來確定元件的規(guī)格。確定元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況，如防油、防塵、防爆及火源等。確定元器件在應(yīng)用時所需的可靠性等。 電氣元件選擇 ① 低壓斷路器的選擇低壓斷路器 QF2 是保護(hù)輔助電機(jī)過電壓、短路和欠電壓的保護(hù)設(shè)備。QF2 在輔助電機(jī)的主回路中，額定電壓 U 應(yīng)為 AC 380V。因輔助電機(jī)的功率 為eP，輔助電機(jī)的額定電流為 APIe ????QF2 的額定電流只要大于 就可正確動作，故選用 DZ20Y—400/3302 型的低壓斷路器，其額定電壓為 380V，額定電流為 400A，完全符合要求。低斷路器極性的選擇原則：一般在電機(jī)主回路中，應(yīng)選 3P＋N（三極加地）的低壓斷路器?？刂苹芈分幸话氵x擇 2P 或 1 極的低壓斷路器。因此，QF0 應(yīng)選3P＋N 的極性。② 交流接觸器的選擇該控制系統(tǒng)中的接觸器均選交流接觸器。輔助電機(jī)所用的接觸器 KM2 主觸頭在主電路中，所以主觸頭通斷負(fù)載額定電壓為被控線路額定電壓 AC 380V，線圈在控制回路中（注意：在本系統(tǒng)中，控制回路電壓為 AC 380V。但有時控制回路也有 AC 220V 的電壓） ，線圈電壓取 AC 380V。主觸頭額定電流按經(jīng)驗公式計算，取系數(shù) ，則UPIe)~0(?? ??查閱技術(shù)手冊知：CJ20400 主要用于額定電壓 AC 380V、電流 400A 的電力系統(tǒng)中，所以 KM1 選用 CJ20400 符合系統(tǒng)要求。原理圖中共使用 KM1 常開觸點 2 個，常閉觸點 1 個，故選 3 個常開 1 個常閉輔助觸點即可。潤滑站油泵電機(jī)所用的接觸器1KM1KM2KM2KM3KM3KM4KM4KM2 的主觸頭通斷負(fù)載額定電壓為被控線路額定電壓 AC 380V，線圈在控制回路中，線圈電壓取 AC 220V。主觸頭額定電流按經(jīng)驗公式計算： ??選定 B 系列接觸器 B16，查閱技術(shù)手冊知 B16 主要的技術(shù)參數(shù)為額定電壓 380V，萬花樓大學(xué)（ 主觸頭額定工作電流為 ，可控制的電動機(jī)最大功率為 ，符合系統(tǒng)要求。原理圖中 2KM2KM2 使用常開觸點 3 個、常閉觸點 1 個，故選 3 個常開 1個常閉輔助觸點即可。③ 中間繼電器的選擇中間繼電器在繼電接觸器系列電控系統(tǒng)中主要具有控制電路傳遞與轉(zhuǎn)換信號、擴(kuò)大控制路數(shù)、將小功率控制信號轉(zhuǎn)換為大容量的觸頭控制、擴(kuò)充交流接觸器及其它電器控制作用的功能。它在本系統(tǒng)中數(shù)量較多，選擇時應(yīng)滿足線圈額定電壓、額定電流、常開常閉觸點數(shù)目。④ 時間繼電器的選擇根據(jù)控制回路所需要的延時方式（得電延時或斷電延時） 、觸點數(shù)量以及種類（延時觸點數(shù)量、種類和瞬時動作的觸點數(shù)量、種類）來選時間繼電器。本系統(tǒng)中時間繼電器的延時方式均為得電延時。⑤ 熱繼電器的選擇潤滑站中熱繼電器 FR1 是保護(hù)主電機(jī)過載和斷相保護(hù)的元件。一般情況下，可按電動機(jī)額定電流選取熱繼電器，熱繼電器的整定值為電動機(jī)額定電流的～ 倍，則主電機(jī)額定電流為 AUPIe ???取系數(shù)為 1，則熱繼電器的整定值為 。經(jīng)查閱資料，確定選用 3UA5900 型熱繼電器。其參數(shù)為額定電壓 AC 380V，電流整定值范圍為 4～ 可調(diào)。⑥ 轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用是在控制回路中進(jìn)行多回路的轉(zhuǎn)換和選擇。轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)根據(jù)電源種類、電壓等級、觸點數(shù)（相數(shù)）和觸頭額定電流來選擇。主減速器潤滑站回路中 2SA1 可選用 LW1516/D0724 型的轉(zhuǎn)換開關(guān)。2SA1 在控制回路中，則額定電壓為 AC 220V。LW1516/D0724 的額定電流為 16A，符合要求。2SA1 用到 6 對觸頭，LW1516/D0724 的觸頭數(shù)可滿足要求。各轉(zhuǎn)換開關(guān)的選型結(jié)束后，要將其觸頭閉合表在原理圖中表示出來，便于正確了解不同操作情況下各觸頭的連接狀態(tài)。⑦ 信號燈的選擇在電控系統(tǒng)中，經(jīng)常通過信號燈閃亮，告知操作者某種信息。當(dāng)需要引起操作者注意時（如報警） ，可采用紅色信號燈。正常信號燈則選擇綠色信號燈。例如在潤滑站中，1HL6 燈亮表示油壓高故障。應(yīng)采用紅色 AD1111/20 型信號燈，額定電壓為 AC 220V。當(dāng) 1油泵工作時 1HL1 燈亮，則應(yīng)選綠色 AD11硬件電路設(shè)計1711/20 型、額定電壓為 AC 220V 的信號燈。⑧ 控制按鈕的選擇按鈕是短時切換小電流控制電路的開關(guān)，依據(jù)控制功能，選擇按鈕的結(jié)構(gòu)形式及顏色，如緊急操作選蘑菇形鈕帽的緊急式按鈕，特殊需要選擇帶指示燈的按鈕，停止按鈕用紅色，啟動按鈕用綠色?？筛鶕?jù)同時控制的路數(shù)、通或斷選擇觸頭對數(shù)及種類，確定所需型號的按鈕。例如主電機(jī)潤滑站原理圖中，1SB1 是油泵啟動按鈕，選綠色的 LAY311 按鈕，額定電壓為 AC 220V，帶有一常開和一常閉的觸頭。SB1 是油泵停止按鈕，可選額定電壓 AC 220V 的紅色 LAY311 型按鈕，同樣帶有一常開和一常閉的觸頭。⑨ 接線端子的選擇接線端子應(yīng)按端子排所需的端子數(shù)量及端子所能承受的載流量來選擇。本系統(tǒng) 5 個電控柜和電控箱的接線端子可分別選用 、JH9JH910 四類， 為可連接 的導(dǎo)線，JH9JH910 用于接電機(jī)和其它電流較大的設(shè)備。萬花樓大學(xué)（ 4 軟件設(shè)計 單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計單片機(jī)程序采用匯編語言編程，溫度檢測儀軟件設(shè)計的主要任務(wù)是將檢測出的溫度值經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后，送 8051 處理，再送入 4 個七段數(shù)碼管顯示。并將溫度值與測定的上限、上上限進(jìn)行比較，當(dāng)實測溫度值超過其允許范圍時，令、 分別輸出高電平，驅(qū)動繼電器線圈吸合，同時使其常開觸點閉合，將此常開觸點信號送入 PLC 系統(tǒng)去控制上限聲光報警及上上限的自動停磨。本系統(tǒng)采用的溫度傳感器為 AD590，溫度 0℃時對應(yīng)電流為 ，其產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，檢測的溫度范圍為－55～＋150℃。AD590 線性輸出性能很好，當(dāng)溫度每增加 1℃時，其電流增加 1μA。這個特性與其他需經(jīng)過線性化處理的傳感器相比，具有編程處理簡單方便的優(yōu)點。本電路的顯示轉(zhuǎn)換要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換為 BCD 碼，以驅(qū)動7447 控制段選碼） 、乘 4（標(biāo)度轉(zhuǎn)換的需要）和顯示等四個過程，故在軟件中要有十進(jìn)制轉(zhuǎn)換和控制顯示位選及顯示過程的子程序。單片機(jī)系統(tǒng)軟件流程圖見圖 所示。程序詳見附錄 C。圖 單片機(jī)系統(tǒng)軟件流程圖179。245。202。188。187。175。198。244。182。A /D170。 /170。187。205。234。179。201。241。?NY181。247。211。195。202。174。189。248。214。170。211。179。204。208。242。207。212。190。179。204。206。194。182。200。214。181。163。201。207。222。?189。1206。194。182。200。214。181。163。190。201。207。222。?189。軟件設(shè)計19 PLC 軟件設(shè)計PLC 軟件采用梯形圖軟件編程，其主要任務(wù)是按四個潤滑站的要求完成各自的控制功能，并在出現(xiàn)故障時采取聲光報警措施。 PLC 程序流程圖PLC 軟件編制的方法基本上與回轉(zhuǎn)窯軟件編程相似，但磨機(jī)的信號較多，要注意將每個潤滑站分開編制。就某個潤滑站而言，其內(nèi)部編程的順序為：1泵、2泵、電加熱器、冷卻水閥的起?？刂疲＿\(yùn)行指示燈、故障報警指示燈的控制。磨機(jī)系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。圖 磨機(jī) PL