【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(jì)，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(guò)程控制中危險(xiǎn)區(qū)域使用，遠(yuǎn)程擴(kuò)展使用等特殊情況。 ET200M是高密度配置的模塊化I/O站，保護(hù)等級(jí)為IP20。它可用S7300可編程序控制器的信號(hào)、功能和通訊模塊擴(kuò)展。由于模塊的種類(lèi)眾多，ET200M尤其適用于復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。可插入模擬量HART的輸入和輸出模塊，意味著ET200M適用于過(guò)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(dòng)站（從站）。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12M位/S。ET200M也可以在運(yùn)行過(guò)程中，在有電源情況下配置S7300 I/O模塊的有源總線(xiàn)模塊，其余模塊仍繼續(xù)運(yùn)行。 ET200M由以下部分組成 ： （1）IM153接口：用于與PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的連接 ； （2）各種I/O模塊：用總線(xiàn)連接器連接或插入在有源總線(xiàn)模塊內(nèi), 總線(xiàn)連接器設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中不能更換模塊； 有源總線(xiàn)模塊設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中能更換模塊；（3）電源（如有必要） ； （4）S7300自動(dòng)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(kuò)展8個(gè)I/O模塊，每個(gè)ET200M的最大地址區(qū)：128字節(jié)輸入和128字節(jié)輸出。ET200M通過(guò)RPOFIBUSDP與PLC控制柜連接通信。 PROFIBUSDP總線(xiàn)PROFIBUS是世界上最大的開(kāi)放式工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(dòng)化的一切領(lǐng)域。這種網(wǎng)絡(luò)能夠支持32個(gè)節(jié)點(diǎn)，最高運(yùn)行速度為12Mbps。與大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)一樣，PROFIBUS能夠減少運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率，加快新品上市時(shí)間，并改善產(chǎn)品質(zhì)量。與標(biāo)準(zhǔn)4～20mA 控制不同，PROFIBUS能夠在由一根雙絞線(xiàn)電纜組成的單一總線(xiàn)網(wǎng)段上，支持32個(gè)工作站。PROFIBUSDP是PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的三個(gè)兼容版本之一，它是專(zhuān)為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備分散I/O之間通信設(shè)計(jì)的，是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接。PROFIBUSDP 的特點(diǎn)： （1）代替 PLC/PC 與 I/O 之間昂貴的電線(xiàn)； （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(shí)間2 ms； （3）強(qiáng)有力的工具，減少組態(tài)和維護(hù)費(fèi)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(dòng)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(gè)站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多可達(dá) 244 字節(jié)。 （9）強(qiáng)大的三級(jí)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(jì)（論文） 第4章 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 集中控制的流程圖西門(mén)子的S7300系列PLC所用的編程語(yǔ)言是西門(mén)子開(kāi)發(fā)的STEP7，這是一種可運(yùn)行于通用微機(jī)中，在WINDOWS環(huán)境下進(jìn)行編程的語(yǔ)言。將它通過(guò)計(jì)算機(jī)的串行口和一根PC/MPI轉(zhuǎn)接電纜與PLC的MPI口相連，即可進(jìn)行相互間的通信。通過(guò)STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語(yǔ)句表等形式進(jìn)行離線(xiàn)編程，經(jīng)過(guò)編譯后通過(guò)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(yùn)行時(shí)，還可以在線(xiàn)監(jiān)視程序中各個(gè)輸入輸出或狀態(tài)點(diǎn)的通斷狀況，甚至可以在線(xiàn)修改程序中變量的值，給調(diào)試工作也帶來(lái)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(jī)和給煤機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制的程序來(lái)集中控制啟停，各種保護(hù)均投入；就地方式下，膠帶機(jī)和給煤機(jī)由操作員控制手動(dòng)按鈕通過(guò)PLC分別控制它們的啟停，保護(hù)也均投入；檢修方式下，膠帶機(jī)和給煤機(jī)也采用手動(dòng)按鈕通過(guò)PLC分別控制啟停，但是保護(hù)可根據(jù)需要有選擇的進(jìn)行投入，各故障的投入選擇可在顯示屏內(nèi)進(jìn)行控制。 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 控制方式選擇我們通過(guò)控制臺(tái)的三位置選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇系統(tǒng)的工作方式，任何時(shí)候只能處于一種工作方式。膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，工作方式不可改變。在觸摸平屏上可以由顯示燈來(lái)表示系統(tǒng)當(dāng)前的工作方式。集控方式下，按下顯示屏上的啟動(dòng)/停止控制按鈕，各條皮帶按設(shè)好的程序起停，啟動(dòng)允許信號(hào)可以由逆煤流的前一條皮帶啟動(dòng)一段時(shí)間后給出，停止信號(hào)可以由順煤流的前一條皮帶停止一段時(shí)間后給出，時(shí)間設(shè)定與膠帶運(yùn)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(jìn)行程序說(shuō)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(hào)，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(shí)不允許啟動(dòng)皮帶。 圖43程序段2（圖44）：?jiǎn)?dòng)報(bào)警信號(hào)。，脈沖定時(shí)器T9開(kāi)始計(jì)時(shí)。同時(shí)啟動(dòng)接通延時(shí)定時(shí)器T10。圖44程序段3（圖45）：當(dāng)30S延時(shí)預(yù)警成功后。，起自保作用。，PLC_D02是觸摸屏上的啟動(dòng)指示燈。圖45啟動(dòng)允許信號(hào)發(fā)出后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備的工藝需求，在啟動(dòng)運(yùn)行皮帶沿線(xiàn)發(fā)出預(yù)警聲響，時(shí)間一般是30秒。只有在無(wú)故障啟動(dòng)的情況下，預(yù)警才會(huì)成功。 模擬量的處理 膠帶在煤炭運(yùn)輸中的重要角色，讓煤礦無(wú)法忽視它的運(yùn)行狀況，因此，有效的監(jiān)測(cè)故障，及時(shí)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(jiàn)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(shí)我們?yōu)榱吮苊庖恍o(wú)法監(jiān)測(cè)的而又非常惡劣的事故發(fā)生，在膠帶輸送機(jī)的沿線(xiàn)，我們每隔80～100米設(shè)置一個(gè)拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)。在第二章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測(cè)各種故障的傳感器類(lèi)型或方法，并確定了輸出信號(hào)類(lèi)型。故障信號(hào)分為兩類(lèi)：一類(lèi)為數(shù)字信號(hào)，當(dāng)輸出為“1”時(shí)，即是報(bào)警信號(hào)，我們收到信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，或是皮帶緊急停機(jī)，或是只發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)輸出為“0”時(shí)，膠帶運(yùn)行正常，無(wú)故障發(fā)生；另一類(lèi)為模擬量信號(hào)，傳感器輸出的模擬量信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電壓或是電流信號(hào)，通過(guò)模擬輸入模塊，將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，但是我們需要知道它所測(cè)的真實(shí)值，如溫度傳感器，輸出9V，我們需要得到9V對(duì)應(yīng)的溫度值，因此我們需要對(duì)輸入PLC的數(shù)值進(jìn)行處理。下面我們簡(jiǎn)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(shí)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(yùn)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(chǔ)地址，測(cè)量的實(shí)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(shí)際溫度存儲(chǔ)地址變量。圖48 在知道模擬量的真實(shí)值后，或?qū)⑵渲苯虞敵龅接|摸屏上直接顯示出來(lái)，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(shí)際溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，PLC發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)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(jì)（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(qiáng)、體積小、易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中應(yīng)用相當(dāng)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(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、電氣設(shè)備產(chǎn)生的高頻干擾等，這些干擾會(huì)導(dǎo)致控制精度降低、PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失、機(jī)器誤動(dòng)作，甚至造成PLC發(fā)生故障或損壞。所以，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅要按照要求合理配置系統(tǒng)，正確配接線(xiàn)，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(yùn)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(lèi)，內(nèi)部干擾是PLC本身的問(wèn)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(guò)電氣線(xiàn)路進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)的干擾信號(hào)，包括電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)等外部線(xiàn)引入的干擾和接地干擾；輻射型干擾是輻射電磁場(chǎng)通過(guò)感應(yīng)進(jìn)入PLC系統(tǒng)的干擾信號(hào)。下面簡(jiǎn)要介紹一下這些干擾。（1）電源線(xiàn)引入干擾 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。當(dāng)電網(wǎng)上的負(fù)載如大型電力設(shè)備、交直流傳動(dòng)裝置等啟停時(shí)會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，從而產(chǎn)生諧波，諧波通過(guò)輸電線(xiàn)路傳到電源周邊，造成PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。（2）信號(hào)線(xiàn)引入干擾這些干擾信號(hào)主要通過(guò)兩種途徑傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)，一是通過(guò)變壓器供電電源或公用信號(hào)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(hào)線(xiàn)受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾。由信號(hào)引入的干擾會(huì)引起I/O信號(hào)異常和測(cè)量精度降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損壞。對(duì)隔離性能差的系統(tǒng)，將導(dǎo)致信號(hào)間相互干擾，引起共地系統(tǒng)總線(xiàn)回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。（3）接地干擾PLC應(yīng)用系統(tǒng)的地線(xiàn)包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂會(huì)引起各個(gè)接地點(diǎn)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(diǎn)接地，如果兩端都接地，就存在地電位差，造成電流流過(guò)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(diǎn)來(lái)有效控制供電電源的干擾: （1）采用專(zhuān)用電源，電源的供電要與大的用電設(shè)備分開(kāi)，避免大用電設(shè)備啟、停時(shí)對(duì)電源供電電壓的影響。 （2）控制的交流電源與PLC機(jī)之間采用雙屏蔽的隔離變壓器（見(jiàn)圖51），其一次繞組的屏蔽層接中線(xiàn)，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(hào)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(jiàn)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(dòng)對(duì)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(fù)載時(shí)，為了防止反電動(dòng)勢(shì)損壞模塊，可在交流信號(hào)輸入端并聯(lián)RC浪涌吸收器或壓敏電阻RV，在直流信號(hào)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(hào)并聯(lián)的感性負(fù)載大時(shí)最好使用繼電器中轉(zhuǎn)。 輸入端抗干擾電路 PLC的輸出負(fù)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(hù)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(hù)?？刂破饔|點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出的場(chǎng)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(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等影響，裝置之間的信號(hào)頻率一般低于1，所以PLC控制系統(tǒng)接地應(yīng)采用一點(diǎn)接地方式，如圖53所示，接地線(xiàn)應(yīng)粗一些，以減小各個(gè)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(hù)地不能與電源地、信號(hào)地等各其他地接在一起，只能獨(dú)立的接到接地銅牌上。 一點(diǎn)接地方式示意圖6 總結(jié)礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是分布復(fù)雜，部件繁多，且又要求運(yùn)行協(xié)調(diào)一致的連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)。因此在膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)視和控制，保證膠帶的安全可靠運(yùn)行，提高運(yùn)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(jī)為背景，研究設(shè)計(jì)了一種以S7300 PLC為核心的皮帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)。本文重點(diǎn)介紹了以下幾點(diǎn)內(nèi)容： （1）結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)了集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和要完成的控制功能，并對(duì)其各個(gè)組成部分分別論述。根據(jù)功能要求對(duì)參數(shù)檢測(cè)和故障保護(hù)裝置中使用的傳感器進(jìn)行選擇。 （2）通過(guò)估算的輸入輸出點(diǎn)數(shù)和要求的PLC的存儲(chǔ)容量及響應(yīng)速度，確定所用PLC的型號(hào)和功能模塊。 （3）設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)控制的流程圖，使用PLC語(yǔ)言編寫(xiě)了皮帶集中控制的部分程序。 （4）對(duì)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于是初次接觸煤礦的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況了解甚微，所以設(shè)計(jì)中的很多細(xì)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(xí)中會(huì)繼續(xù)努力的。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，掌握了西門(mén)子S7—300 PLC的相關(guān)知識(shí)，可以熟練配置PLC的各種模塊。尤其是對(duì)膠帶運(yùn)輸?shù)墓に嚵鞒?、膠帶間的閉鎖關(guān)系、膠帶運(yùn)輸過(guò)程中的一些常見(jiàn)故障及檢測(cè)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(jì)（論文） 附錄參考文獻(xiàn):[1] 于學(xué)謙. 礦山運(yùn)輸機(jī)械. 徐州: 中國(guó)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(chǎng)總線(xiàn)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(jì)實(shí)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(jī)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