【導(dǎo)讀】統(tǒng)、詳盡、明了的說明書。通過西門子S7-200PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的結(jié)合，設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了供料（槽上）和槽下卷揚(yáng)的實(shí)時(shí)控制和生產(chǎn)過程自動(dòng)化的目的。于生產(chǎn)過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)，起到了至關(guān)重要的作用。費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了低成本高效率，提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　

【正文】 第 26 頁 共 46 頁 數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備，模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 ◆編程裝置 編程軟件用來生成用戶程序，并對它進(jìn)行編輯、檢查和修改。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成 和編輯梯形圖、指令表、功能圖塊和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到可編程控制器，也可以將可編程控制器中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。給 S7200 編程時(shí)，應(yīng)配備一臺安裝有 STEP7MICRO/WIN32 編程軟件的計(jì)算機(jī)和一根連接計(jì)算機(jī)和可編程控制器的 PC/PPI 通信電纜。 ◆電源 可編程控制器使用 220V 交流電源或 24V 直流電源。內(nèi)部開關(guān)電源為各模塊提供DC 5V、177。 12V 、177。 24V 等直流電源。小型可編程控制器一般都可以為輸 入電路和外部的電子傳感器提供 24V 直流電源，驅(qū)動(dòng)可編程控制器負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。 控制工藝分析 這次用 VB 軟件設(shè)計(jì)的控制界面所要實(shí)現(xiàn)的控制中主要的是對料車卷揚(yáng)系統(tǒng)和槽下稱量裝料及料倉儲(chǔ)料系統(tǒng)的控制。 這次 VB軟件設(shè)計(jì)的控制界面高爐上料系統(tǒng)中主要的控制對象有以下幾種： ? 給稱量料斗蓄料的電磁震動(dòng)給料機(jī)； ? 控制 8 個(gè)稱量料斗開關(guān)門液壓裝置的電磁閥； ? 控制儲(chǔ)料斗開關(guān)門的電磁閥； ? 皮帶輸送電機(jī)； ? 料車卷揚(yáng)電機(jī)； ? 左探尺、右探尺工作電機(jī)； ? 大、小料鐘液壓裝置。 ◆控制系統(tǒng)功能簡介 根據(jù)對實(shí)際控制對象的分析 及工藝流程控制具體要求，高爐上料控制系統(tǒng)的主要功能應(yīng)具有以下特點(diǎn)： 第 27 頁 共 46 頁 ? 系統(tǒng)應(yīng)具有全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種控制方式； ? 可按要求任意設(shè)置裝料制度，并同時(shí)指定料倉號； ? 可實(shí)現(xiàn)一種料兩個(gè)料倉同時(shí)放料，兩倉配比可任意設(shè)定； ? 高爐值班室與總操作室應(yīng)設(shè)有系統(tǒng)工作狀況 CRT 監(jiān)控站； ? 在靠近現(xiàn)場的操作室設(shè)有手動(dòng)操作臺，以便上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)使用； ? 根據(jù)需要還可設(shè)置獨(dú)立的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。 綜上所述，系統(tǒng)功能及性能指標(biāo)為： 8 路配料，振動(dòng)篩上料，液壓傳動(dòng)開門。 儲(chǔ)料斗小車上下行控制。 大鐘小鐘及探尺控制（自動(dòng)功能備用）。 雙操作 臺結(jié)構(gòu)。配料操作臺控制料斗上料、開關(guān)門、皮帶開停；卷揚(yáng)操作臺實(shí)現(xiàn)小車的啟停、大鐘小鐘及探尺控制。 具有操作臺與計(jì)算機(jī)鍵盤（鼠標(biāo)）兩種操作方式。 具有手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)控制功能。 手動(dòng)：通過按鈕直接控制上料、開關(guān)門、小車上下行等功能。 半自動(dòng)：通過按鈕實(shí)現(xiàn)上料、卸料的單步自動(dòng)控制。 自動(dòng)：操作臺通過按鈕實(shí)現(xiàn)上料、開門、小車上下行的全部自動(dòng)控制。通過計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的按步順序的自動(dòng)控制過程。 控制系統(tǒng)采用 S7200 系列 PLC +變頻器 +儀表方式 +計(jì)算機(jī)。 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)畫面顯示、操作、智能控制等功能。 系統(tǒng)硬件組成及功能 ◆上位機(jī)硬件配置 本系統(tǒng)上位機(jī)選用研華 IPC610工控機(jī)一臺、 128M 內(nèi)存、 10G 硬盤、 17 寸 PHLIP彩色顯示器，可清晰地顯示各種圖形和文字，運(yùn)行 Windows 2020 操作系統(tǒng)。外接打 第 28 頁 共 46 頁 印機(jī)，打印報(bào)表。工控機(jī)由一臺 500VA 的不間斷電源 (UPS)供電，保證報(bào)表數(shù)據(jù)的完整記錄。 ◆系統(tǒng) I/O 點(diǎn)數(shù)的確定 我們已經(jīng)對控制對象的控制過程及工藝流程進(jìn)行了分析歸納，基本上明確了具體的要求。在確定系統(tǒng)總體方案之前另一項(xiàng)要完成的工作就是對整個(gè)系統(tǒng) I/O 配置的明確，一個(gè)系統(tǒng) I/O 點(diǎn)數(shù)的多少也是決定系 統(tǒng)規(guī)模大小以及確定系統(tǒng)硬件配置的依據(jù)。 根據(jù)對實(shí)際控制對象的分析以及系統(tǒng)工藝流程的具體要求，系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)配置基本上有以下幾類： 輸入信號： 由稱量料斗拉力傳感器產(chǎn)生的拉力信號，由放大電路及稱重儀表完成采集，模擬量 8路。 由料位計(jì)測得的料位信號，模擬量 2路。 現(xiàn)場料斗開關(guān)門裝置的到位信號，開關(guān)量 14 點(diǎn)。 反映高爐大小料鐘開關(guān)狀態(tài)的信號，數(shù)字量 4點(diǎn)。 料車及料尺運(yùn)行過程中的到位信號，數(shù)字量 6點(diǎn)。 由操作按鈕，工作方式選擇開關(guān)產(chǎn)生的信號，開關(guān)量 48點(diǎn)。 由稱重儀表上限觸點(diǎn)產(chǎn)生的開關(guān)量信號， 8 點(diǎn)。 輸出信號： 控制稱量料斗開關(guān)門的開關(guān)量輸出信號， 8 點(diǎn)。 控制蓄料斗開關(guān)門的開關(guān)量信號， 1點(diǎn)。 皮帶機(jī)的起?？刂?，料車的上下行控制，開關(guān)量輸出 2點(diǎn)。 電振給料機(jī)運(yùn)行控制，開關(guān)量 8點(diǎn)。 高爐大小料鐘及料尺控制，開關(guān)量 6點(diǎn)。 報(bào)警輸出，開關(guān)量 1 點(diǎn)。 ◆下位機(jī) PLC 系統(tǒng)的硬件配置 在該系統(tǒng)中選用德國西門子公司的 S7200 系列中 CPU224 型 PLC，其本機(jī) I/O點(diǎn)數(shù)為 14 入 /10 出，而此次設(shè)計(jì)中 I/O 點(diǎn)數(shù)約一百多個(gè)， S7200 系列提供的擴(kuò)展模塊中選擇 5個(gè) 16輸入 /16 輸出模塊 EM223 24V DC輸入 /DC 出，選 2個(gè)模擬量輸入模 第 29 頁 共 46 頁 塊 EM231。 數(shù)字量擴(kuò)展模塊主要完成礦門、焦門、中間倉的關(guān)限、倉料的空滿信號、焦倉、焦篩、皮帶、中間倉的自動(dòng)停用和工作信號，以及焦門、礦門、焦門的動(dòng)作信號等。模擬量擴(kuò)展模塊主要完成稱重料斗傳感器的拉力信號和探尺的料位檢測信號。 4 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 Step7軟件介紹 ◆操作系統(tǒng)支持 軟件需要 Windows 2020/SP3 或 Windows XP (Home 或 Professional)操作系統(tǒng)。 軟件可選擇安裝 6 種 語言 (英語，德語，意大利語，法語，西班牙語，中文 )。 STEP 7Micro/WIN SP3支持當(dāng)前所有 S7200 CN CPU22X 系列產(chǎn)品 (CPU222 CN， CPU224 CN， CPU224XP CN， CPU226 CN)。 第 30 頁 共 46 頁 Micro/WIN 或早期版本不能打開或上載版本 。 在 STEP 7Micro/WIN 或早期版本中創(chuàng)建的項(xiàng)目在被 STEP7Micro/WIN 或 ，必須以 STL形式保存。因此，安裝 CD的文件夾中會(huì)包含 STEP 7Micro/WIN 。 ◆ S7特性 ? 最新升級的指令向?qū)Чδ? PID自整定界面 PLC內(nèi)置脈沖串輸出 (PTO) 和脈寬調(diào)制 (PWM) 指令向?qū)? 數(shù)據(jù)記錄向?qū)? 配方向?qū)? ? 新診斷工具 在線趨勢表可直觀顯示狀態(tài)值 事件歷史記錄可記載 PLC最近事件 診斷 LED能由 PLC程序控制 ? 新指令和新增庫 夏時(shí)補(bǔ)償指令能根據(jù)季節(jié)交替，設(shè)置時(shí)間自動(dòng)補(bǔ)償功能 歷經(jīng)時(shí)間指令允許用戶根據(jù)應(yīng)用需要定制定時(shí)器 增加更多可間接尋址的存儲(chǔ)器類型 新字符串?dāng)?shù)據(jù)類型 中斷清除事件指令 升級 USS庫支持 (用于先前已購買附加 protocol指令庫的用戶 ) ? 支持新 CPU硬件 不選擇在線程序編輯時(shí)，則有更大的程序存儲(chǔ)區(qū) 新 PLC內(nèi)置模擬量 I/O支持 支持漏型或源型脈沖輸出 ? 支持新存儲(chǔ)卡 S7200 CN Explorer 瀏覽器可直接從 PC訪問所有的 PLC存儲(chǔ)卡 可選擇配方和數(shù)據(jù)記錄的傳送 可檢查存儲(chǔ)卡組態(tài) 第 31 頁 共 46 頁 ? 支持新 TD 200和 TD 200C 文本顯示界面 (TD 200向?qū)?) TD 200C設(shè)備包含最新用戶定義的“菜單和界面” TD組態(tài)中包括多語言集鍵盤設(shè)計(jì)工具支持 TD 200C傳統(tǒng)面板的設(shè)計(jì)和制造 新 TD200向?qū)нx項(xiàng)支持 TD200 功能 ? 數(shù)據(jù)塊幫助系統(tǒng)更加實(shí)用 數(shù)據(jù)塊頁包括單獨(dú)打印功能 ? 使用更加方便 (可觀性 ) 升級的項(xiàng)目樹能連接所有的工具，向?qū)ЫM態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目編輯部分 “定義”“編輯”和“選擇”增加符號選項(xiàng) ? 令保護(hù)增強(qiáng)項(xiàng)目的安全性 ? 單個(gè)向?qū)Э伸`活打印 S7200程序說明 一個(gè)程序塊由可執(zhí)行代碼和注釋組成?？蓤?zhí)行代碼由主程序和若干子程序或者中斷服務(wù)程序組成?？蓤?zhí)行代碼被編譯并下載到 S7200中，而程序注釋不會(huì)被下載。您可以使用組織組件（主程 序、子程序和中斷服務(wù)程序）來結(jié)構(gòu)化您的控制程序。 子程序是應(yīng)用程序中的可選組件。只有被主程序、中斷服務(wù)程序或者其它子程序調(diào)用時(shí)，子程序才會(huì)執(zhí)行。當(dāng)您希望重復(fù)執(zhí)行某項(xiàng)功能時(shí)，子程序是非常有用的。與其在主程序中的不同位置多次使用相同的程序代碼，不如將這段程序邏輯寫在子程序中，然后在主程序中需要的地方調(diào)用。調(diào)用子程序有如下優(yōu)點(diǎn)： 1)用子程序可以減小程序的長度 2)由于將代碼從主程序中移出，因而用子程序可以縮短程序掃描周期。 S7200在每個(gè) 掃描周期中處理主程序中的代碼，不管代碼是否執(zhí)行。而子程序只有在被調(diào)用 時(shí)， S7200才會(huì)處理其代碼。在不調(diào)用子程序時(shí)， S7200不會(huì)處理其代碼。 3)程序創(chuàng)建的程序代碼是可傳遞的。您可以在一個(gè)子程序中完成一個(gè)獨(dú)立的功能， 然后將它復(fù)制到另一個(gè)應(yīng)用程序中而無需作重復(fù)工作。 在子程序中使用 V存儲(chǔ)器地址會(huì)限制它的可移殖性。因?yàn)橐粋€(gè)程序?qū)τ?V存儲(chǔ)器地址的分配有可能與另一個(gè)程序?qū)ζ浞峙溆袥_突。相比之下，在子程序中的所有變量地 第 32 頁 共 46 頁 址都使用局部變量（ L存儲(chǔ)器），會(huì)使子程序有極高的可移殖性。因?yàn)楫?dāng)子程序使用局部變量時(shí)，子程序與程序的其它部分之間不會(huì)有地址沖突。 中斷服務(wù)程序是應(yīng)用程序中 的可選組件。當(dāng)特定的中斷事件發(fā)生時(shí)，中斷服務(wù)程序執(zhí)行。您可以為一個(gè)預(yù)先定義好的中斷事件設(shè)計(jì)一個(gè)中斷服務(wù)程序。當(dāng)特定的事件發(fā)生時(shí)， S7200會(huì)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 中斷服務(wù)程序不會(huì)被主程序調(diào)用。只有當(dāng)中斷服務(wù)程序與一個(gè)中斷事件相關(guān)聯(lián)，且在該中斷事件發(fā)生時(shí)， S7200才會(huì)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。提因示為無法預(yù)測何時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷，所以應(yīng)考慮盡量限制中斷服務(wù)程序和程序中其它部分所使用的變量個(gè)數(shù)。使用中斷服務(wù)程序中的局部變量，可以保證中斷服務(wù)程序只使用臨時(shí)存儲(chǔ)器，并且不會(huì)覆蓋程序中其它部分使用的數(shù)據(jù)。為了保證主程序與中 斷服務(wù)程序正確地共享數(shù)據(jù)，您可以使用許多編程技巧。 LAD編程器的特點(diǎn) LAD編程器以圖形方式顯示程序，與電氣接線圖類似。梯形圖程序允許仿真來自電源的電流通過一系列的輸入條件，決定是否使能邏輯輸出。一個(gè) LAD程序包括左側(cè)提供能流的能量線。閉合的觸點(diǎn)允許能流經(jīng)過并達(dá)到下一個(gè)元素；打開的觸點(diǎn)會(huì)阻塞能流。 邏輯控制是分段的，程序在同一時(shí)間執(zhí)行一段，從左到右，從上到下。不同的指令用不同的圖形符號表示。它包括三種基本形式： 觸點(diǎn)代表輸入條件，例如：開關(guān)、按鈕或內(nèi)部條件等。 線圈通常表示邏輯輸出結(jié)果，例如：燈負(fù) 載、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、中間繼電器或內(nèi)部輸出。 盒表示其他一些指令，例如：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 當(dāng)選擇 LAD編輯器時(shí)，應(yīng)考慮以下要點(diǎn)： 。 。 SIMATIC和 IEC11313指令集。 STL編程器顯示所有用 SIMATIC LAD編輯器編寫的指令 “經(jīng)驗(yàn)”編程方法 第 33 頁 共 46 頁 “經(jīng)驗(yàn)法”顧名思義是依據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，它主要基于以下幾點(diǎn)。 1． PLC編程的根本點(diǎn)是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個(gè)輸出的工作 條件，這些條件又總是以機(jī)內(nèi)各種器件的邏輯關(guān)系出現(xiàn)的。 2．梯形圖的基本模式是啟 保 停電路，每個(gè)啟 保 停電路一般只針對一個(gè)輸出，這個(gè)輸出可以是系統(tǒng)的實(shí)際輸出，也可以是中間變量。 3．梯形圖編程中常使用一些約定俗成的基本環(huán)節(jié)，他們都有一定的功能，可以像積木一樣在許多地方應(yīng)用，如延時(shí)環(huán)節(jié)、震蕩環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)等。 “經(jīng)驗(yàn)法”編程步驟如下： 1．在準(zhǔn)確了解控制要求后，合理的為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入