【文章內(nèi)容簡介】 除灰 系統(tǒng)（ 1和 3風機系統(tǒng)），每套系統(tǒng)有 除灰 風機和搖動風機，操作人員可以根據(jù)需要對其進行遠程手操或遠程自動控制。 風機系統(tǒng)的遠程手動操作與其它設備的手操過程完全相同，在此不再贅述。 風機系統(tǒng)的自動控制如下所述： 當 2斗式提升機 D2A 或 D2B 運行 2 秒后， 3風機啟動， 3搖動風機在 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 9 頁 3風機運行期間每隔 10 分鐘運行 2 分鐘；當 D2A 和 D2B 都不運行時， 3風機系統(tǒng)停止運行。同理，當 1斗式提升機 D1A 或 D1B 運行 2 秒后， 1風機啟動， 1搖動風機在 1風機運行期間每隔 10 分鐘運行 2 分鐘； 當 D1A和 D1B 都不運行時， 1風機系統(tǒng)停止運行。 除渣系統(tǒng)圖： 1 渣 倉2 渣 倉渣 庫3 渣 倉公 用 除 渣 系 統(tǒng)電 液 動 平 板 閘 門 P埋 刮 板 輸 渣 機 M斗 式 提 升 機 D電 動 給 料 機 GP 3 AP 3 BD 1 BD 1 A D 2 BD 2 AG 1 BG 1 AM 4 BM 4 AM 5 BM 5 AM 6 BM 6 AP 4 AP 4 BS 1S 2 圖 1． 3 組態(tài)軟件和 PLC 在 除灰 、除渣系統(tǒng)中的應用 在現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程中，僅僅有上述基礎系統(tǒng)是不夠的，大趨勢決定了要向集中控制，自動控制 和遠程控制的方向發(fā)展，所以在上述系統(tǒng)的基礎上還要應用 PLC 和組態(tài)王軟件來實現(xiàn)系統(tǒng)的集中控制和遠程控制。 使用 PLC 實施自動控制，使用計算機運用組態(tài)王軟件實現(xiàn)遠程控制，集中控制和智能控制。數(shù)據(jù)采集可通過 PLC 完成，如西門子 S7200 系 列，通過 ProfibusDP 協(xié)議與組態(tài)王通訊，上位采用組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控畫面并進行監(jiān)控，以實現(xiàn)實時控制和動態(tài)監(jiān)控。組態(tài)王可讀取 PLC 監(jiān)測到的設備運行狀態(tài)、模擬量采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)，在屏幕上動態(tài)顯示整個裝置的運行情況 ,一旦發(fā)現(xiàn)故障報警信息，系統(tǒng)即顯示明顯報警畫面，向 PLC 發(fā)出相應動作指令，保存并記憶故障發(fā)生的時間、方位和原因等原始數(shù)據(jù)，還可根據(jù)客戶需求保存歷史數(shù)據(jù)、定時、實時打印 數(shù)據(jù)。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 10 頁 2 PLC PLC的介紹 PLC 問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標準化，美國電 氣制造商協(xié)會 NEMA（ National Electrical Manufactory Association）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1984 年首先將其正式命名為 PC（ Programmable Controller），并給 PC 作了如下定義： PC 是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計時，計數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入 /輸出模塊，以控制各種機械或工作程序。一部數(shù)字電子計算機若是從事執(zhí)行 PC 之功能 ，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。 以后 國際電工委員會 (IEC)又先后頒布了 PLC 標準的草案第一稿，第二稿 ,并在 1987 年 2月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備， 都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它 具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。 長期以來， PLC 始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟谩Ｆ渲饕?，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。 2． 1． 1 PLC 的起源及發(fā)展 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 11 頁 在 20 世紀 60 年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當時汽車 的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期越來越短，這樣，繼電器控制裝置就經(jīng)常的需要重新設計和安裝，十分費時，費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一狀況，美國通用汽車公司在 1969 年公開招標，要求用新的控制裝置來取代繼電器控制裝置，并提出十項招標指標： (1)編程方便，可隨時修改程序。 (2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)。 (3)可靠性高于繼電器控制裝置。 (4)體積小于繼電器控制裝置。 (5)數(shù)據(jù)可直接輸入管理計算機。 (6)成本可于繼電器控制裝置競爭 。 (7)輸入可以是交流 115v。 (8)輸出為交流 115v,2A 以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等。 (9)在擴展時，原系統(tǒng)只要很小的變更。 (10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到 4k。 1969 年，美國數(shù)字設備公司（ DEC） 研制出第一臺 PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快在美國其他工業(yè)領域得到了廣泛的推廣應用。到 1971 年，已經(jīng)成功的應用于食品，飲料，造紙，冶金的工業(yè)領域。這一新型工業(yè)控制 裝置的出現(xiàn)。也受到了世界其他國家的高度重視。 1971 年日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺 PLC。 1973 年，西歐國家也分別研制出他們的第一臺 PLC。我國從 1974 年開始研制，于 1977 年開始工業(yè)應用。 可編程控制器自問世以來，發(fā)展極為迅速。 1971 年，日本開始生產(chǎn)可編程控制器。 1973 年，歐洲開始生產(chǎn)可編程控制器。到現(xiàn)在世界各國的一 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 12 頁 些著名的電氣工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器裝置?？删幊炭刂破饕炎鳛橐粋€獨立的工業(yè)設備被列入生產(chǎn)中，成為當代電控裝置的主導。 早期的可編程控制器主要由分立元件和中小規(guī) 模集成電路組成，它采用了一些計算機技術，但簡化了計算機的內(nèi)部電路，對工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境適應性較好，指令系統(tǒng)簡單，一般只具有邏輯運算的功能。隨著微電子技術和集成電路的發(fā)展，特別是微處理器和微計算機的迅速發(fā)展，在 20 世紀 70年代中期，美、日、德等國的一些廠家在可編程控制器中開始更多地引入微機技術，微處理器及其它大規(guī)模集成電路芯片成為其核心部件，使可編程控制器的性能價格比產(chǎn)生了新的突破?，F(xiàn)在的可編程控制器都采用了微處理器（ CPU）、只讀存儲器（ ROM）、隨機處理器（ RAM）或是單片機作為其核心。近來，可編程控制器的發(fā)展 更為迅速，更新?lián)Q代周期大約為三 年左右，其結(jié)構(gòu)不斷改進，功能日益增強，性能價格比越來越高。展望未來，可編程控制器在規(guī)模和功能上將向兩大方向發(fā)展，一方面大型可編程控制器不斷高速、大容量和高功能方向發(fā)展。另一方面，發(fā)展簡易經(jīng)濟的超小型可編程控制器，以適應單機控制、小型自動化的需要。 我國研制與應用 PLC 起步較晚， 1973 年開始應用， 20 世紀 80 年代初期以前發(fā)展較慢， 20世紀 80年代隨著成套設備或?qū)Ｓ迷O備引進了不少PLC，例如寶鋼一期工程整個生產(chǎn)線上就使用了數(shù)百臺的 PLC，二期工程將使用更多的 PLC。近幾年來國外 PLC 產(chǎn)品大量進入我國市場，我國已有許多單位在消化吸收引進 PLC 的技術的基礎上，仿制或研制了 PLC 產(chǎn)品。 20世紀 80年代中后期，我國開發(fā)應用 PLC 技術發(fā)展迅速，例如資料介紹東風汽車公司裝備系統(tǒng)從 1986 年起，全面采用 PLC 對老設備進行更新改造，至 1991 年止一共改造設備 1000 多臺，并取得了明顯的經(jīng)濟效益。 1995年廣州第二電梯廠，已把 PLC 成功的應用于技術要求復雜的高層電梯控制上，并已投入批量生產(chǎn)。廣東佛山市中聯(lián)自動控制工程公司，近幾年來已為多個廠家設計制造了 PLC 控制裝置既是套，成功應用于陶瓷窯爐、瓷磚輸 送線和其他自動控制生產(chǎn)設備上。從近幾年召開的學術會議及有關文獻介紹可見，我國研制尤其是應用 PLC 技術日益廣泛，更加成熟 。 2． 1． 2 PLC 的多元化及其發(fā)展趨勢 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 13 頁 隨著工業(yè)可編程控制器的迅猛發(fā)展， PLC 發(fā)展呈現(xiàn)出多元化，其種類繁多且各有特點。 PLC 可分為小型 PLC，中型 PLC 和大型 PLC。 (1)小型 PLC 小型 PLC 的 I/O 點數(shù)一般在 128 點以下，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個硬件融為一體，除了開關量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計 數(shù)、算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應用指令。 (2)中型 PLC 中型 PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，其 I/O點數(shù)一般在 256~1024 點之間。 I/O的處理方式除了采用一般 PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。 (3)大型 PLC 一般 I/O 點數(shù)在 1024 點以上的稱為大型 PLC。大型 PLC 的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有 各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通訊網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。大型 PLC 還可以采用三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器的可靠性更高。 PLC 按結(jié)構(gòu)形式還可以分為整體式，模塊式和疊裝式三種。 (1)整體式 PLC 整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/O 部件都集中在一個機箱內(nèi)。其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低。一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)。整體式 PLC由于不同 I/O 點數(shù)的基本單元和擴展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、 I/O 和電源。擴展單元內(nèi)只有 I/O和電源。整體式 PLC 一般配備有特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使 PLC的功能得以擴展。 (2)模塊式 PLC 模塊式結(jié)構(gòu)式將 PLC 各部分分成若干個單獨的模塊，如電源模塊、 CPU模塊、 I/O 模塊合格功能模塊。模塊式 PLC 配置靈活， 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 14 頁 裝配方便，便于擴展和維修。一般大、中型 PLC 宜采用模塊式結(jié)構(gòu)。 (3)疊裝式 PLC 將整體適和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式 PLC。它除了基本單元外還有擴展模塊和特殊功能模塊，配置比較方便。疊裝式 PLC集整體式 PLC 與模塊式 PLC 有點于一身，它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。 PLC 作為工控機的一員，在主要工業(yè)國家中成為自動化系統(tǒng)的基本電控裝置 。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價格適宜等特點。據(jù)統(tǒng)計 ， 當今世界 PLC 生產(chǎn)廠家約 150 家，生產(chǎn) 300 多個品種。預計到 2021 年，銷售額約為 86 億美元，占工控機市場份額的 50%， PLC 將在工控機市場中占有主要地位，并保持繼續(xù)上升的勢頭。 在 PLC 未來的發(fā)展中，主要有以下幾點發(fā)展趨勢： (1)向高性能、高速度、大容量發(fā)展。 (2)向微型 PLC 發(fā)展。 (3)大力開發(fā)智能型 I/O 模塊和分布式 I/O 子系統(tǒng)。 (4)PLC 編程語言的標準化。 (5)PLC 通信的易用化和“傻瓜化”。 (6)PLC 的軟件化與 PC（個人計算機）化。 (7)PLC 與現(xiàn)場總線的結(jié)合 。 2． 1． 3 PLC 的結(jié)構(gòu)及其工作原理 PLC 由中央處理單元，存儲器，輸入單元，輸出單元，電源五部分組成。 如圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 51 頁 第 15 頁 ??????????CPU??????????????????????? 圖 PLC 的結(jié)構(gòu) (1)中央處理單元 中央處理單元是 PLC 的控制中樞，核心部件，其性能決定了 PLC的性能。 組成：由控制器，運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線，與存儲器的輸入，輸出接口電路相連。 常用芯片：通用微 處理器，單片機，位片式微處理器。 作 用：處理和運行用戶程序，進行邏輯和