【正文】 有限公司提供。 華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 22 圖 CPU315— 2 DP 36 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU315— 2DP 的技術(shù)參數(shù)表 CPU 315— 2DP 集成工作存儲(chǔ)器 RAM 128KB 裝載存儲(chǔ)器（ MMC） 最大 8MB 最大位操作指令執(zhí)行時(shí)間 浮點(diǎn)數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間 FB最大塊數(shù) /大小 2048/16KB FC最大塊數(shù) /大小 2048/16KB DB最大塊數(shù) /大小 1024/16KB OB最大容量 16KB 位存儲(chǔ)器（ M） 2048B S7定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 256/256 每個(gè)優(yōu)先級(jí)的最大局部數(shù)據(jù) 1024B 全部 I/O地址區(qū) 2048B/2048B 最大分布式 I/O地址區(qū) 2048B/2048B I/O過(guò)程映像 128B/128B 最大數(shù)字量 I/O點(diǎn)數(shù) 16384/16384 最大模擬量 I/O點(diǎn)數(shù) 1024/1024 最大機(jī)架數(shù) /模塊總數(shù) 4/32 內(nèi)置 /通過(guò) CP的 DP接口數(shù) 1/4 電源模塊 電源模塊的功能是為 PLC 提供 24V 的直流電壓，該電壓既可作為某些模塊的 24V 工作電源，也可作為某些輸入輸出端子的外接 24V 直流電源。電源模塊采用開(kāi)關(guān)電源電路，開(kāi)關(guān)電源的有點(diǎn)是效率高、穩(wěn)壓范圍寬、輸出電流大且體積小。電源模塊選擇為 PS 307 5A，由上海騰希電氣技術(shù)有限公司提供。 第 3 章 控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì) 23 圖 PS 307 5A 電源模塊 37 電源模塊 PS307 的技術(shù)指標(biāo)表 主要技術(shù)指標(biāo) PS307（ 5A） 額定輸入電壓 /V AC120/230 50~60HZ 額定輸入電流 /A 230V/1A 120V/2A 啟動(dòng)電流 /A 45 額定輸出電壓 /V DC 24 額定輸出電流 /A 5 保護(hù) 防短路和開(kāi)路保護(hù) 輸出功率 /W 138 消耗功率 /W 18 說(shuō)明 不能以并聯(lián)方式連接 本章小結(jié) 本章主要介紹了控制系統(tǒng)硬 件部分的選型，其中包括金屬探測(cè)器、電磁吸盤(pán)、行走小車(chē)機(jī)構(gòu)、整流變壓器、供電電纜和位置監(jiān)測(cè)原件。可編程控制器方面，主要對(duì) PLC 的 CPU 及輸入輸出擴(kuò)展模塊和電源模塊進(jìn)一步的確定。 華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 24 第 4 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)硬件部分 PLC 的工作方式 PLC 是一種由程序控制運(yùn)行的設(shè)備，其工作方式與微型計(jì)算機(jī)不同，微型計(jì)算機(jī)運(yùn)行到結(jié)束指令時(shí)，程序運(yùn)行結(jié)束。 PLC 運(yùn)行程序時(shí)，會(huì)按順序依次逐條執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序指令，并不會(huì)馬上停止，而是又從頭開(kāi)始再次執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序，如此周而復(fù)始， PLC 的這種工作方式 稱(chēng)為循環(huán)掃描方式。 PLC 的工作過(guò)程 PLC 通電后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將內(nèi)部電路恢復(fù)到起始狀態(tài)，然后進(jìn)行自我診斷，檢測(cè)內(nèi)部電路是否正常，以確保系統(tǒng)能正常運(yùn)行，診斷結(jié)束后對(duì)通信接口進(jìn)行掃描，若接有外部設(shè)備則與之通信。通信接口無(wú)外設(shè)或通信完成后，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行輸入采樣，檢測(cè)輸入設(shè)備（開(kāi)關(guān)、按鈕等）的狀態(tài)，然后根據(jù)輸入采樣結(jié)果依次執(zhí)行用戶(hù)程序，程序運(yùn)行結(jié)束后對(duì)輸出進(jìn)行刷新，即輸出程序運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的控制信號(hào)。以上過(guò)程完成后，系統(tǒng)又返回，重新開(kāi)始自我診斷，以后不斷重復(fù)上述過(guò)程。 S7— 300PLC的 CPU 分類(lèi) S7— 300PLC 的 CPU 型號(hào)很多（還在不斷擴(kuò)充），主要可分為緊湊型、標(biāo)準(zhǔn)型、運(yùn)動(dòng)控制型和故障安全型等。 （ 1） 緊湊型 CPU 緊湊型 CPU 模塊集成了 I/O 功能，本身帶有一定數(shù)量輸入、輸出端子，在不加裝其他模塊的情況下可獨(dú)立使用，類(lèi)似功能強(qiáng)大的 S7— 200PLC。 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 為模塊式結(jié)構(gòu)，未集成 I/O 功能。標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 型號(hào)有 CPU312 、CPU31 CPU315— 2DP、 CPU317— 2DP、 CPU315— 2PN/DP、 CPU315— 2PN/DP和 CPU319— 3PN/DP。 （ 3）故障安全型 CPU 故障安全型 CPU 適用于對(duì)安全性要求極高的場(chǎng)合，它可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)立即進(jìn)入安全狀態(tài)模式，以保證人與設(shè)備的安全。故障安全型 CPU 有 CPU315F第 4 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 — 2DP、 CPU317F— 2DP、 CPU315F— 2PN/DP、 CPU317F— 2PN/DP、 CPU319F— 2PN/DP。 （ 4）運(yùn)動(dòng)控制型 CPU（技術(shù)功能型 CPU） 運(yùn)動(dòng)控制型 CPU 具有工藝 /運(yùn)動(dòng)控制功能，可滿(mǎn)足系列化機(jī)床、特殊機(jī)床及車(chē)間應(yīng)用的多任務(wù)自動(dòng)化系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)型 CPU 型號(hào)有 CPU315T— 2DP、 CPU317T—2DP。 41 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU315— 2DP 的技術(shù)參數(shù)表 CPU 315— 2DP 集成工作存儲(chǔ)器 RAM 128KB 裝載存儲(chǔ)器（ MMC） 最大 8MB 最大位操作指令執(zhí)行時(shí)間 浮點(diǎn)數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間 FB最大塊數(shù) /大小 2048/16KB FC最大塊數(shù) /大小 2048/16KB DB最大塊數(shù) /大小 1024/16KB OB最大容量 16KB 位存儲(chǔ)器（ M） 2048B S7定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 256/256 每個(gè)優(yōu)先級(jí)的最大局部數(shù)據(jù) 1024B 全部 I/O地址區(qū) 2048B/2048B 最大分布式 I/O地址區(qū) 2048B/2048B I/O過(guò)程映像 128B/128B 最大數(shù)字量 I/O點(diǎn)數(shù) 16384/16384 最大模擬量 I/O點(diǎn)數(shù) 1024/1024 最大機(jī)架數(shù) /模塊總數(shù) 4/32 內(nèi)置 /通過(guò) CP的 DP接口數(shù) 1/4 擴(kuò)展模塊 PLC的輸入擴(kuò)展模塊分別為 SM 321 DI32XDC24和 SM 321 DI8XAC120/230V，訂單號(hào)為 6ES7 3211BH000AA0 和 6ES7 3211FF100AA0。 PLC 的輸出 擴(kuò)展模塊為 SM 322 DO32xDC24/，訂單號(hào)分別為 6ES7 322— 1FL00— 0AA0。 華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 26 圖 32 點(diǎn)輸入擴(kuò)展模塊 圖 8 點(diǎn)輸入擴(kuò)展模塊 第 4 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 圖 32 點(diǎn)輸出擴(kuò)展模塊 圖 8 點(diǎn)輸出擴(kuò)展模塊 華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 28 控制系統(tǒng)的軟件部分 控制系統(tǒng)流程圖： 圖 控制系統(tǒng)流程圖 梯形圖見(jiàn)附錄。 執(zhí)行程序 PLC 是否 正常 CPU 強(qiáng)制停止 STOP 執(zhí)行自診斷 STOP RUN Y N 初始化 啟 動(dòng) PLC CPU 執(zhí)行 方式 第 4 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 本章小結(jié) 本章主要介紹了控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)，其 中包括控制系統(tǒng)硬件和控制系統(tǒng)軟件兩個(gè)部分?？刂葡到y(tǒng)硬件部分包括 PLC 的工作方式和工作過(guò)程，簡(jiǎn)單介紹了4 種 CPU 的分類(lèi)，最重要的部分是給出擴(kuò)展模塊的類(lèi)型和擴(kuò)展模塊的接線(xiàn)圖。控制系統(tǒng)的軟件部分給出控制系統(tǒng)運(yùn)行的流程圖，其他電路圖見(jiàn)附錄。 結(jié) 論 30 結(jié) 論 礦石揀鐵裝置作為高爐運(yùn)礦皮帶揀鐵自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)輔助設(shè)備，其在實(shí)際生產(chǎn)中所發(fā)揮的重要作用越來(lái)越受到廠礦企業(yè)的肯定，隨著廠礦企業(yè)對(duì)該裝置的重視程度的提高，自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展，其工作效率將不斷提高，這將給企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)自動(dòng)揀鐵裝置 有效的解決因工作環(huán)境因素帶來(lái)的各種就業(yè)問(wèn)題，本課題的研究具有現(xiàn)實(shí)意義和科研價(jià)值。 然而，礦石揀鐵裝置在我國(guó)鋼鐵冶金企業(yè)里的發(fā)展并不是很快，受科技水平的限制，以及廠礦領(lǐng)導(dǎo)對(duì)這一系列設(shè)備并不熟悉，好多廠礦缺乏這方面的操控人員，好多企業(yè)也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)部門(mén)來(lái)培養(yǎng)定向的人才，對(duì)裝備水平還有待進(jìn)一步提高，尤其是揀鐵程序的編制技術(shù)還很不夠成熟，礦石揀鐵裝置中最重要的部分也是系統(tǒng)軟件程序的知識(shí)，然而國(guó)內(nèi)相關(guān)的資料也比較少，個(gè)別企業(yè)仍然還把這些控制裝置閑置起來(lái)，甚至拆掉。因此，在今后的日子里，還需要對(duì)整個(gè)設(shè)備不斷的改進(jìn)，使 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，高效率將是我們追求的目標(biāo)。 參 考 文 獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) [1] 魏志精，可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 1995 年 . 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[18] Siemens PID Control Manual,2021.謝 辭 33 謝 辭 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月 的努力，我終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了，首先我要衷心的感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師玄兆燕教授，在我的導(dǎo)師玄兆燕教授的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。從當(dāng)初選定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題題目到查找相關(guān)文獻(xiàn)，從確定畢業(yè)設(shè)計(jì)大體框架到進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告，玄兆燕老師給了我極大悉心的指導(dǎo)。老師的工作作風(fēng)十分嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求十分嚴(yán)格，不論是內(nèi)容格式，還是標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都進(jìn)行了嚴(yán)格的把關(guān)。玄兆燕老師在學(xué)習(xí)方法、工作方法和研究思路等方面給予了許多有益的啟迪；同時(shí)，她對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提出了寶貴的建議和意見(jiàn)，使我在學(xué)習(xí)中不斷取得新的進(jìn)展。玄老師深厚的專(zhuān) 業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)深深的影響著我。在此，謹(jǐn)向玄兆燕老師致以我最崇高的敬意和真摯的感謝！ 在此，我也要感謝我的家人和朋友對(duì)我生活上的關(guān)心，學(xué)習(xí)上的支持，感謝我的同學(xué)，感謝他們能在這段時(shí)間里，在學(xué)習(xí)上給我很大的幫助，感謝他們能夠耐心的解答我提出的問(wèn)題，謝謝他們能在畢業(yè)設(shè)計(jì)上給我很多的建議。在這最后的大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)間里，我是真心體會(huì)到了一些老師和同學(xué)對(duì)我的關(guān)懷和照顧，他們的幫助使我能夠很好的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，對(duì)在我的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)道路上給予幫助的所有老師和同學(xué)、朋友們表示深深地感謝，謝謝！ ！ 附錄 34 附 錄