【導讀】統(tǒng)、詳盡、明了的說明書。通過西門子S7-200PLC與工業(yè)控制計算機的結(jié)合，設計。實現(xiàn)了供料（槽上）和槽下卷揚的實時控制和生產(chǎn)過程自動化的目的。于生產(chǎn)過程自動化的實現(xiàn)奠定了良好的基礎，起到了至關重要的作用。費用，實現(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)字顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行機構(gòu)。 ◆編程裝置 編程軟件用來生成用戶程序，并對它進行編輯、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算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。給 S7200 編程時，應配備一臺安裝有 STEP7MICRO/WIN32 編程軟件的計算機和一根連接計算機和可編程控制器的 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)動可編程控制器負載的直流電源一般由用戶提供。 控制工藝分析 這次用 VB 軟件設計的控制界面所要實現(xiàn)的控制中主要的是對料車卷揚系統(tǒng)和槽下稱量裝料及料倉儲料系統(tǒng)的控制。 這次 VB軟件設計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給料機； ? 控制 8 個稱量料斗開關門液壓裝置的電磁閥； ? 控制儲料斗開關門的電磁閥； ? 皮帶輸送電機； ? 料車卷揚電機； ? 左探尺、右探尺工作電機； ? 大、小料鐘液壓裝置。 ◆控制系統(tǒng)功能簡介 根據(jù)對實際控制對象的分析 及工藝流程控制具體要求，高爐上料控制系統(tǒng)的主要功能應具有以下特點： 第 27 頁 共 46 頁 ? 系統(tǒng)應具有全自動、半自動、手動三種控制方式； ? 可按要求任意設置裝料制度，并同時指定料倉號； ? 可實現(xiàn)一種料兩個料倉同時放料，兩倉配比可任意設定； ? 高爐值班室與總操作室應設有系統(tǒng)工作狀況 CRT 監(jiān)控站； ? 在靠近現(xiàn)場的操作室設有手動操作臺，以便上位機出現(xiàn)故障時使用； ? 根據(jù)需要還可設置獨立的工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。 綜上所述，系統(tǒng)功能及性能指標為： 8 路配料，振動篩上料，液壓傳動開門。 儲料斗小車上下行控制。 大鐘小鐘及探尺控制（自動功能備用）。 雙操作 臺結(jié)構(gòu)。配料操作臺控制料斗上料、開關門、皮帶開停；卷揚操作臺實現(xiàn)小車的啟停、大鐘小鐘及探尺控制。 具有操作臺與計算機鍵盤（鼠標）兩種操作方式。 具有手動、半自動、自動控制功能。 手動：通過按鈕直接控制上料、開關門、小車上下行等功能。 半自動：通過按鈕實現(xiàn)上料、卸料的單步自動控制。 自動：操作臺通過按鈕實現(xiàn)上料、開門、小車上下行的全部自動控制。通過計算機可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的按步順序的自動控制過程。 控制系統(tǒng)采用 S7200 系列 PLC +變頻器 +儀表方式 +計算機。 計算機實現(xiàn)畫面顯示、操作、智能控制等功能。 系統(tǒng)硬件組成及功能 ◆上位機硬件配置 本系統(tǒng)上位機選用研華 IPC610工控機一臺、 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，運行 Windows 2020 操作系統(tǒng)。外接打 第 28 頁 共 46 頁 印機，打印報表。工控機由一臺 500VA 的不間斷電源 (UPS)供電，保證報表數(shù)據(jù)的完整記錄。 ◆系統(tǒng) I/O 點數(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要完成的工作就是對整個系統(tǒng) I/O 配置的明確，一個系統(tǒng) I/O 點數(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。 由料位計測得的料位信號，模擬量 2路。 現(xiàn)場料斗開關門裝置的到位信號，開關量 14 點。 反映高爐大小料鐘開關狀態(tài)的信號，數(shù)字量 4點。 料車及料尺運行過程中的到位信號，數(shù)字量 6點。 由操作按鈕，工作方式選擇開關產(chǎn)生的信號，開關量 48點。 由稱重儀表上限觸點產(chǎn)生的開關量信號， 8 點。 輸出信號： 控制稱量料斗開關門的開關量輸出信號， 8 點。 控制蓄料斗開關門的開關量信號， 1點。 皮帶機的起停控制，料車的上下行控制，開關量輸出 2點。 電振給料機運行控制，開關量 8點。 高爐大小料鐘及料尺控制，開關量 6點。 報警輸出，開關量 1 點。 ◆下位機 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 I/O點數(shù)為 14 入 /10 出，而此次設計中 I/O 點數(shù)約一百多個， S7200 系列提供的擴展模塊中選擇 5個 16輸入 /16 輸出模塊 EM223 24V DC輸入 /DC 出，選 2個模擬量輸入模 第 29 頁 共 46 頁 塊 EM231。 數(shù)字量擴展模塊主要完成礦門、焦門、中間倉的關限、倉料的空滿信號、焦倉、焦篩、皮帶、中間倉的自動停用和工作信號，以及焦門、礦門、焦門的動作信號等。模擬量擴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)軟件設計方案 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 夏時補償指令能根據(jù)季節(jié)交替，設置時間自動補償功能 歷經(jīng)時間指令允許用戶根據(jù)應用需要定制定時器 增加更多可間接尋址的存儲器類型 新字符串數(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，則有更大的程序存儲區(qū) 新 PLC內(nèi)置模擬量 I/O支持 支持漏型或源型脈沖輸出 ? 支持新存儲卡 S7200 CN Explorer 瀏覽器可直接從 PC訪問所有的 PLC存儲卡 可選擇配方和數(shù)據(jù)記錄的傳送 可檢查存儲卡組態(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計工具支持 TD 200C傳統(tǒng)面板的設計和制造 新 TD200向?qū)нx項支持 TD200 功能 ? 數(shù)據(jù)塊幫助系統(tǒng)更加實用 數(shù)據(jù)塊頁包括單獨打印功能 ? 使用更加方便 (可觀性 ) 升級的項目樹能連接所有的工具，向?qū)ЫM態(tài)和標準的項目編輯部分 “定義”“編輯”和“選擇”增加符號選項 ? 令保護增強項目的安全性 ? 單個向?qū)Э伸`活打印 S7200程序說明 一個程序塊由可執(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，而程序注釋不會被下載。您可以使用組織組件（主程 序、子程序和中斷服務程序）來結(jié)構(gòu)化您的控制程序。 子程序是應用程序中的可選組件。只有被主程序、中斷服務程序或者其它子程序調(diào)用時，子程序才會執(zhí)行。當您希望重復執(zhí)行某項功能時，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： 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 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， S7200才會處理其代碼。在不調(diào)用子程序時， S7200不會處理其代碼。 3)程序創(chuàng)建的程序代碼是可傳遞的。您可以在一個子程序中完成一個獨立的功能， 然后將它復制到另一個應用程序中而無需作重復工作。 在子程序中使用 V存儲器地址會限制它的可移殖性。因為一個程序?qū)τ?V存儲器地址的分配有可能與另一個程序?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存儲器），會使子程序有極高的可移殖性。因為當子程序使用局部變量時，子程序與程序的其它部分之間不會有地址沖突。 中斷服務程序是應用程序中 的可選組件。當特定的中斷事件發(fā)生時，中斷服務程序執(zhí)行。您可以為一個預先定義好的中斷事件設計一個中斷服務程序。當特定的事件發(fā)生時， S7200會執(zhí)行中斷服務程序。 中斷服務程序不會被主程序調(diào)用。只有當中斷服務程序與一個中斷事件相關聯(lián)，且在該中斷事件發(fā)生時， S7200才會執(zhí)行中斷服務程序。提因示為無法預測何時會產(chǎn)生中斷，所以應考慮盡量限制中斷服務程序和程序中其它部分所使用的變量個數(shù)。使用中斷服務程序中的局部變量，可以保證中斷服務程序只使用臨時存儲器，并且不會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 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 LAD程序包括左側(cè)提供能流的能量線。閉合的觸點允許能流經(jīng)過并達到下一個元素；打開的觸點會阻塞能流。 邏輯控制是分段的，程序在同一時間執(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： 觸點代表輸入條件，例如：開關、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 載、電動機啟動器、中間繼電器或內(nèi)部輸出。 盒表示其他一些指令，例如：定時器、計數(shù)器或數(shù)學運算指令 當選擇 LAD編輯器時，應考慮以下要點： 。 。 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”編程方法 第 33 頁 共 46 頁 “經(jīng)驗法”顧名思義是依據(jù)設計者的經(jīng)驗進行設計的方法，它主要基于以下幾點。 1． PLC編程的根本點是找出符合控制要求的系統(tǒng)各個輸出的工作 條件，這些條件又總是以機內(nèi)各種器件的邏輯關系出現(xiàn)的。 2．梯形圖的基本模式是啟 保 停電路，每個啟 保 停電路一般只針對一個輸出，這個輸出可以是系統(tǒng)的實際輸出，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用，如延時環(huán)節(jié)、震蕩環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)等。 “經(jīng)驗法”編程步驟如下： 1．在準確了解控制要求后，合理的為控制系統(tǒng)中的事件分配輸入