【文章內容簡介】 ，每套系統(tǒng)有 除灰 風機和搖動風機，操作人員可以根據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 在現代化的生產過程中，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)王軟件實現遠程控制，集中控制和智能控制。數據采集可通過 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)、模擬量采樣數據等信息，根據這些實時數據，在屏幕上動態(tài)顯示整個裝置的運行情況 ,一旦發(fā)現故障報警信息，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據，還可根據客戶需求保存歷史數據、定時、實時打印 數據。 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。為了使其生產和發(fā)展標準化，美國電氣制造商協(xié)會 NEMA（ National Electrical Manufactory Association）經過四年的調查工作，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，計數與演算等功能，并通過數字或類似的輸入 /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，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備， 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 的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據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?。其主要原因，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，采用模塊化結構。 (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)數據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。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，日本開始生產可編程控制器。 1973 年，歐洲開始生產可編程控制器。到現在世界各國的一 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部電路，對工業(yè)現場環(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生了新的突破?，F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 結構不斷改進，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專用設備引進了不少PLC，例如寶鋼一期工程整個生產線上就使用了數百臺的 PLC，二期工程將使用更多的 PLC。近幾年來國外 PLC 產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。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 點數一般在 128 點以下，其特點是體積小、結構緊湊，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、算術運算、數據處理和傳送、通訊聯(lián)網以 及各種應用指令。 (2)中型 PLC 中型 PLC 采用模塊化結構，其 I/O點數一般在 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)網功能更強，指令系統(tǒng)更豐富，內存容量更大，掃描速度更快。 (3)大型 PLC 一般 I/O 點數在 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)網功能強，有各種通訊聯(lián)網的模塊，可以構成三級通訊網， 實現工廠生產管理自動化。大型 PLC 還可以采用三 CPU 構成表決式系統(tǒng)，使機器的可靠性更高。 PLC 按結構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。其結構緊湊、體積小、價格低。一般小型 PLC 采用這種結構。整體式 PLC由于不同 I/O 點數的基本單元和擴展單元組成。基本單元內有CPU、 I/O 和電源。擴展單元內只有 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 模塊式結構式將 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 宜采用模塊式結構。 (3)疊裝式 PLC 將整體適和模塊式結合起來，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，它結構緊湊、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。據統(tǒng)計 ， 當今世界 PLC 生產廠家約 150 家，生產 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 與現場總 線的結合 。 2． 1． 3 PLC 的結構及其工作原理 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 的結構 (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，數據總線，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，進行邏輯和數學運算，控制整個系統(tǒng)，使之協(xié)調的工