【正文】 1模擬量輸入模塊。其具體配置如圖36所示。圖36 系統(tǒng)配置圖 ET200MSIMATIC ET200M是采用模塊化的設(shè)計，方便安裝于控制柜。且與SIMATIC S7300 I/O模塊及功能模塊兼容，安全性高。支持 “熱插拔”功能，適合過程控制中危險區(qū)域使用，遠程擴展使用等特殊情況。 ET200M是高密度配置的模塊化I/O站，保護等級為IP20。它可用S7300可編程序控制器的信號、功能和通訊模塊擴展。由于模塊的種類眾多，ET200M尤其適用于復(fù)雜的自動化任務(wù)?？刹迦肽M量HART的輸入和輸出模塊，意味著ET200M適用于過程工程。它也適宜于與冗余系統(tǒng)一起使用。ET200M是在PROFIBUSDP上的被動站（從站）。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12M位/S。ET200M也可以在運行過程中，在有電源情況下配置S7300 I/O模塊的有源總線模塊，其余模塊仍繼續(xù)運行。 ET200M由以下部分組成 ： （1）IM153接口：用于與PROFIBUSDP現(xiàn)場總線的連接 ； （2）各種I/O模塊：用總線連接器連接或插入在有源總線模塊內(nèi), 總線連接器設(shè)計，在運行過程中不能更換模塊； 有源總線模塊設(shè)計，在運行過程中能更換模塊；（3）電源（如有必要） ； （4）S7300自動化單元的所有I/O模塊：都可應(yīng)用（功能和通信模塊只用于SIMATIC S7/M7主設(shè)備）； （5）HART模塊 。 ET200M最多可擴展8個I/O模塊，每個ET200M的最大地址區(qū)：128字節(jié)輸入和128字節(jié)輸出。ET200M通過RPOFIBUSDP與PLC控制柜連接通信。 PROFIBUSDP總線PROFIBUS是世界上最大的開放式工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)之一，它的的技術(shù)性能使其可以用于工業(yè)自動化的一切領(lǐng)域。這種網(wǎng)絡(luò)能夠支持32個節(jié)點，最高運行速度為12Mbps。與大多數(shù)現(xiàn)場總線系統(tǒng)一樣，PROFIBUS能夠減少運營成本，提高生產(chǎn)效率，加快新品上市時間，并改善產(chǎn)品質(zhì)量。與標準4～20mA 控制不同，PROFIBUS能夠在由一根雙絞線電纜組成的單一總線網(wǎng)段上，支持32個工作站。PROFIBUSDP是PROFIBUS現(xiàn)場總線的三個兼容版本之一，它是專為自動控制系統(tǒng)和設(shè)備分散I/O之間通信設(shè)計的，是經(jīng)過優(yōu)化的高速、廉價的通信連接。PROFIBUSDP 的特點： （1）代替 PLC/PC 與 I/O 之間昂貴的電線； （2）快速，傳輸 1 千字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)和 1千字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)所需時間2 ms； （3）強有力的工具，減少組態(tài)和維護費用； （4）被所有主要的 PLC 制造商支持； （5）有廣泛的產(chǎn)品：PLC, PC, I/O, 驅(qū)動器, 編碼器等； （6）允許周期性和非周期性的數(shù)據(jù)傳輸； （7）單主和多主網(wǎng)絡(luò)； （8）每個站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多可達 244 字節(jié)。 （9）強大的三級診斷功能，CPU、模塊、通道診斷一應(yīng)俱全。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 第4章 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計4 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 集中控制的流程圖西門子的S7300系列PLC所用的編程語言是西門子開發(fā)的STEP7，這是一種可運行于通用微機中，在WINDOWS環(huán)境下進行編程的語言。將它通過計算機的串行口和一根PC/MPI轉(zhuǎn)接電纜與PLC的MPI口相連，即可進行相互間的通信。通過STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語句表等形式進行離線編程，經(jīng)過編譯后通過轉(zhuǎn)接電纜直接送入PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運行時，還可以在線監(jiān)視程序中各個輸入輸出或狀態(tài)點的通斷狀況，甚至可以在線修改程序中變量的值，給調(diào)試工作也帶來極大的方便。圖41 系統(tǒng)軟件流程圖該集中控制系統(tǒng)共有三種工作方式。集控方式下，膠帶機和給煤機根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制的程序來集中控制啟停，各種保護均投入；就地方式下，膠帶機和給煤機由操作員控制手動按鈕通過PLC分別控制它們的啟停，保護也均投入；檢修方式下，膠帶機和給煤機也采用手動按鈕通過PLC分別控制啟停，但是保護可根據(jù)需要有選擇的進行投入，各故障的投入選擇可在顯示屏內(nèi)進行控制。 系統(tǒng)軟件實現(xiàn) 控制方式選擇我們通過控制臺的三位置選擇開關(guān)來選擇系統(tǒng)的工作方式，任何時候只能處于一種工作方式。膠帶和給煤機在運行的時候，工作方式不可改變。在觸摸平屏上可以由顯示燈來表示系統(tǒng)當前的工作方式。集控方式下，按下顯示屏上的啟動/停止控制按鈕，各條皮帶按設(shè)好的程序起停，啟動允許信號可以由逆煤流的前一條皮帶啟動一段時間后給出，停止信號可以由順煤流的前一條皮帶停止一段時間后給出，時間設(shè)定與膠帶運行速度有關(guān)，以膠帶上煤流全部卸載完畢為最佳。下面我們以工作方式選擇和就地方式啟停為例進行程序說明。（1）工作方式選擇程序段1（圖42）：工作方式選擇。、就地方式、檢修方式信號，不能再選擇其它工作方式。、起自保作用。，只是讓梯形圖漂亮。圖42（2）就地方式啟?？刂瞥绦蚨?（圖43）：。有任何故障發(fā)出急停指令時不允許啟動皮帶。 圖43程序段2（圖44）：啟動報警信號。，脈沖定時器T9開始計時。同時啟動接通延時定時器T10。圖44程序段3（圖45）：當30S延時預(yù)警成功后。，起自保作用。，PLC_D02是觸摸屏上的啟動指示燈。圖45啟動允許信號發(fā)出后，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備的工藝需求，在啟動運行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響，時間一般是30秒。只有在無故障啟動的情況下，預(yù)警才會成功。 模擬量的處理 膠帶在煤炭運輸中的重要角色，讓煤礦無法忽視它的運行狀況，因此，有效的監(jiān)測故障，及時采取預(yù)防措施，避免重大事故發(fā)生，或者盡量減少損失是非常必要的。膠帶常見的故障有以下幾種：跑偏、打滑、超速、斷帶、滾筒超溫、張緊下滑、縱撕、煙霧、堆煤等，同時我們?yōu)榱吮苊庖恍o法監(jiān)測的而又非常惡劣的事故發(fā)生，在膠帶輸送機的沿線，我們每隔80～100米設(shè)置一個拉線急停開關(guān)。在第二章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測各種故障的傳感器類型或方法，并確定了輸出信號類型。故障信號分為兩類：一類為數(shù)字信號，當輸出為“1”時，即是報警信號，我們收到信號后，對信號進行處理，或是皮帶緊急停機，或是只發(fā)出聲光報警。當輸出為“0”時，膠帶運行正常，無故障發(fā)生；另一類為模擬量信號，傳感器輸出的模擬量信號是標準的電壓或是電流信號，通過模擬輸入模塊，將電壓或電流信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，但是我們需要知道它所測的真實值，如溫度傳感器，輸出9V，我們需要得到9V對應(yīng)的溫度值，因此我們需要對輸入PLC的數(shù)值進行處理。下面我們簡要介紹一下模擬量數(shù)值的采集及轉(zhuǎn)換。（1）模擬量數(shù)據(jù)處理程序段1（圖46）：將采集到的數(shù)值current_value轉(zhuǎn)化為實數(shù)型，并存在b3中。圖46程序段2（圖47）：作b3與量程值相除運算，并將值放入輸出值yunsuanzhi中。圖47（2）調(diào)用模擬量數(shù)據(jù)處理塊程序段1（圖48）：調(diào)用上面兩段程序構(gòu)成的FC塊。PIW270是滾筒溫度1的輸入值存儲地址，測量的實際溫度與PLC內(nèi)數(shù)字表示值成100倍關(guān)系。AI_7是滾筒溫度1實際溫度存儲地址變量。圖48 在知道模擬量的真實值后，或?qū)⑵渲苯虞敵龅接|摸屏上直接顯示出來，或是將其與設(shè)定值比較后再輸出布爾變量“0”或者“1”。如實際溫度超過設(shè)定值時，PLC發(fā)出聲光報警，同時啟動灑水裝置降溫。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 第5章 控制系統(tǒng)的抗干擾措施5 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 PLC控制系統(tǒng)具有可靠性高、功能強、體積小、易于實現(xiàn)過程控制等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中應(yīng)用相當廣泛。一般的PLC控制系統(tǒng)不用采取什么特殊抗干擾措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但在特別惡劣的環(huán)境中，如強電場、強磁場、電氣設(shè)備產(chǎn)生的高頻干擾等，這些干擾會導(dǎo)致控制精度降低、PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失、機器誤動作，甚至造成PLC發(fā)生故障或損壞。所以，在實際應(yīng)用過程中，不僅要按照要求合理配置系統(tǒng)，正確配接線，還必須充分考慮各種異常情況，采取相應(yīng)抗干擾措施以確保PLC控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運行。 PLC控制系統(tǒng)的干擾源很多，從形式上講分為內(nèi)部干擾和外部干擾兩類，內(nèi)部干擾是PLC本身的問題，外部干擾包括傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾。傳導(dǎo)型干擾就是通過電氣線路進入PLC控制系統(tǒng)的干擾信號，包括電源線、信號線等外部線引入的干擾和接地干擾；輻射型干擾是輻射電磁場通過感應(yīng)進入PLC系統(tǒng)的干擾信號。下面簡要介紹一下這些干擾。（1）電源線引入干擾 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。當電網(wǎng)上的負載如大型電力設(shè)備、交直流傳動裝置等啟停時會引起電網(wǎng)電壓的波動，從而產(chǎn)生諧波，諧波通過輸電線路傳到電源周邊，造成PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（2）信號線引入干擾這些干擾信號主要通過兩種途徑傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)，一是通過變壓器供電電源或公用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾。由信號引入的干擾會引起I/O信號異常和測量精度降低，嚴重時將引起元器件損壞。對隔離性能差的系統(tǒng)，將導(dǎo)致信號間相互干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。（3）接地干擾PLC應(yīng)用系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂會引起各個接地點電位分布不均，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果兩端都接地，就存在地電位差，造成電流流過屏蔽層，影響PLC的正常工作。 抗供電電源干擾本系統(tǒng)采用以下三點來有效控制供電電源的干擾: （1）采用專用電源，電源的供電要與大的用電設(shè)備分開，避免大用電設(shè)備啟、停時對電源供電電壓的影響。 （2）控制的交流電源與PLC機之間采用雙屏蔽的隔離變壓器（見圖51），其一次繞組的屏蔽層接中線，隔離供電電源的干擾，二次繞組的屏蔽層與PLC系統(tǒng)控制柜共地，使干擾信號入地。（3）在隔離變壓器和PLC之間加裝交流穩(wěn)壓器或交流低通濾波器（見圖51），以濾除高頻脈沖，提高電源穩(wěn)定性，從而降低電網(wǎng)電壓波動對PLC電源電壓的影響。 PLC的供電電源 抗輸入、輸出端的干擾 輸入端有感性負載時，為了防止反電動勢損壞模塊，可在交流信號輸入端并聯(lián)RC浪涌吸收器或壓敏電阻RV，在直流信號端并聯(lián)續(xù)流二極管VD或壓敏電阻RV或穩(wěn)壓二極管VS或RC浪涌吸收器等，如圖52所示。如果與輸入信號并聯(lián)的感性負載大時最好使用繼電器中轉(zhuǎn)。 輸入端抗干擾電路 PLC的輸出負載可能產(chǎn)生干擾，要采取相應(yīng)措施加以控制，如直流輸出端接續(xù)流管或壓敏電阻或RC浪涌吸收器等保護電路，交流輸出端接阻容吸收器或壓敏電阻，晶體管及雙向晶閘管輸出端接旁路電阻保護?？刂破饔|點開關(guān)量輸出的場合，應(yīng)采用圖53所示的輸出端抗干擾電路以減清和消除干擾。 輸出端抗干擾電路 接地系統(tǒng)抗干擾PLC控制系統(tǒng)屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等影響，裝置之間的信號頻率一般低于1，所以PLC控制系統(tǒng)接地應(yīng)采用一點接地方式，如圖53所示，接地線應(yīng)粗一些，以減小各個電路部件之間的地電位差，從而減小地環(huán)流的干擾。另外，屏蔽地、保護地不能與電源地、信號地等各其他地接在一起，只能獨立的接到接地銅牌上。 一點接地方式示意圖6 總結(jié)礦井膠帶運輸系統(tǒng)是分布復(fù)雜，部件繁多，且又要求運行協(xié)調(diào)一致的連續(xù)運輸系統(tǒng)。因此在膠帶運輸系統(tǒng)集中監(jiān)視和控制，保證膠帶的安全可靠運行，提高運輸效率是很必要的。本論文以河南何莊煤礦主斜井和地面皮帶輸送機為背景，研究設(shè)計了一種以S7300 PLC為核心的皮帶輸送機集中控制系統(tǒng)。本文重點介紹了以下幾點內(nèi)容： （1）結(jié)合實際情況設(shè)計了集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和要完成的控制功能，并對其各個組成部分分別論述。根據(jù)功能要求對參數(shù)檢測和故障保護裝置中使用的傳感器進行選擇。 （2）通過估算的輸入輸出點數(shù)和要求的PLC的存儲容量及響應(yīng)速度，確定所用PLC的型號和功能模塊。 （3）設(shè)計出了系統(tǒng)控制的流程圖，使用PLC語言編寫了皮帶集中控制的部分程序。 （4）對PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施進行設(shè)計。由于是初次接觸煤礦的皮帶運輸系統(tǒng)，對現(xiàn)場的具體情況了解甚微，所以設(shè)計中的很多細節(jié)部分考慮不周，在結(jié)構(gòu)上也有不完善的地方，我在以后的工作學(xué)習中會繼續(xù)努力的。在本次設(shè)計過程中，我學(xué)習到了很多知識，掌握了西門子S7—300 PLC的相關(guān)知識，可以熟練配置PLC的各種模塊。尤其是對膠帶運輸?shù)墓に嚵鞒?、膠帶間的閉鎖關(guān)系、膠帶運輸過程中的一些常見故障及檢測方法和處理措施有了很深的了解，為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計（論文） 附錄參考文獻:[1] 于學(xué)謙. 礦山運輸機械. 徐州: 中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1998，第2版[2] 駱德漢. 可編程控制器與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制. 北京：科學(xué)出版社,2005，第1版[3] 高欽和. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例. 北京：人民郵電出版社，2004，第1版[4] 李斌，鄒燦紅. PLC控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究. 機電工程技術(shù)，2008，37，（4）：103105[5] 胡學(xué)林. 可編程控制器教程（提高