【導(dǎo)讀】行多種狀態(tài)信息；3）控制風(fēng)門開/關(guān)、風(fēng)機(jī)啟/停；動控制等多種控制方式?？刂萍夹g(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的通用工業(yè)控制裝置。它具有使用方便、維護(hù)容易、可靠性好、性能價格比高等特點,廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的眾多領(lǐng)域。煤礦的生產(chǎn)活動。因此對主通風(fēng)機(jī)實現(xiàn)在線監(jiān)控有很重要的意義。圖；并簡要介紹了PLC與其他智能裝置及個人計算機(jī)聯(lián)網(wǎng),組成的監(jiān)控系統(tǒng)。的經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行，為設(shè)備的管理和維修提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。

　　

【正文】 志位 M BOOL 12 2風(fēng)機(jī)停機(jī)后各風(fēng)門復(fù)位 標(biāo) M BOOL 13 溫度超標(biāo)報警標(biāo)志位 M BOOL 14 電機(jī)溫度限定值 MW 20 INT 15 定時器 T0 T 0 TIMER 16 定時器 T1 T 1 TIMER 17 定時器 T2 T 2 TIMER 18 定時器 T3 T 3 TIMER 19 定時器 T4 T 4 TIMER PLC 其它硬件模塊統(tǒng)計 本設(shè)計我選擇一塊 CP3431 TCP 作為與工業(yè)以太網(wǎng)的連接。根據(jù)所有模塊所吸收的電流、功耗我選擇了 CPU 型號為： CPU314 6ES7 3141AF100AB0。根據(jù)電源模塊的額定輸出功率必須大于 CPU 模塊、所有 I/O 模塊、各種智能模塊等的總的消耗功率之和，并且要留有 30%左右的余量這種選擇原則，我選擇的電源模塊是 PS307 10A。 其具體模塊類型統(tǒng)計如表 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 表 模塊詳細(xì)型號表 模塊名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 主要功能 電源 PS307 6ES7 3071KA00OAAO 1 為 S7300 各模塊 提供 24V/10A 直流電源 CPU CPU314 6ES7 3141AF10OABO 1 程序處理、參數(shù)采集計算、通信數(shù)據(jù)處理等功能 點對點通信 CP340 RS422/485 6ES7 3401CH00OAEO 2 用于與高壓開關(guān)柜和溫度巡檢儀 的通信 以太網(wǎng)通信 CP3431 6GK7 3431EX11OXEO 1 接入工業(yè)以太網(wǎng) 數(shù)字量輸入塊 SM321 6ES7 3211BL00OAAO 2 用于接收開關(guān)信號 數(shù)字量輸出塊 SM322 6ES7 3221FL00OAAO 6ES7 3221FH01OAAO 2 用于發(fā)出開關(guān)量 控制信號 模擬輸入模塊 SM331 6ES7 3317KF02OABO 4 用于采集 4～ 20mA 模擬量過程參數(shù) 模擬量輸出塊 SM332 6ES7 3325HF00OAAO 1 用于將數(shù)字輸出值 轉(zhuǎn)換為模擬信號 這些模塊分別安裝在 0、 2 三個機(jī)架上，主機(jī)架通過 IM360 6ES7 3603AA000AA0 與 1 號擴(kuò)展機(jī)架相連， 1 號通過 IM361 與 2 號機(jī)架相連， 2號機(jī)架安裝有 IM361 與 1 號機(jī)架相連。其硬件組態(tài)圖如 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 圖 本系統(tǒng)硬件組態(tài) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 數(shù)字量輸入 /輸出模塊接線圖 圖 數(shù)字量輸入模塊外部接線圖 0機(jī)架 4 號槽 S M321 6E S7 321 1BL0 0OAAO2風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)1風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測2地面風(fēng)門停止按鈕2地面風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕2地面風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕1地面風(fēng)門停止按鈕1地面風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕1地面風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕4風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕4風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕3風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕3風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕2風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕2風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕1風(fēng)門反轉(zhuǎn)啟動按鈕1風(fēng)門正轉(zhuǎn)啟動按鈕過載保護(hù) 2地面風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)2地面風(fēng)門開到位限制開關(guān)1地面風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)1地面風(fēng)門開到位限制開關(guān)4風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)4風(fēng)門開到位限制開關(guān)3風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 192021 2728 2930 31 32 33 37 38 39 401022 23 24 25 26 34 35 3624v24v中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 圖 數(shù)字量輸入模塊外部接線圖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 192021 27 28 29 30 31 32 33 37 38 39 4010 22 23 24 25 26 34 35 36 24v24v手動控制方式自動控制方式1風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕1風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動按鈕2風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕2風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動按鈕3風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕3風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動按鈕4風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動按鈕4風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動按鈕1風(fēng)機(jī)電機(jī)停止按鈕2風(fēng)機(jī)電機(jī)停止按鈕3風(fēng)機(jī)電機(jī)停止按鈕4風(fēng)機(jī)電機(jī)停止按鈕1風(fēng)門停止按鈕2風(fēng)門停止按鈕3風(fēng)門停止按鈕4風(fēng)門停止按鈕1風(fēng)門開到位限制開關(guān)1風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)2風(fēng)門開到位限制開關(guān)2風(fēng)門關(guān)到位限制開關(guān)3風(fēng)門開到位限制開關(guān)過載保護(hù)0機(jī) 架5號槽 SM32 1 6 ES7 321 1BL 00OAAO中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 圖 數(shù)字量輸出模塊 2地門正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門1地門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門1地門電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門2風(fēng)量超限報警1風(fēng)量超限報警2瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)1瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)4電機(jī)振參超標(biāo)指示燈3電機(jī)振參超標(biāo)指示燈2電機(jī)振參超標(biāo)指示燈1電機(jī)振參超標(biāo)指示燈4電機(jī)溫度超標(biāo)指示燈3電機(jī)溫度超標(biāo)指示燈2電機(jī)溫度超標(biāo)指示燈1 電機(jī)溫度超標(biāo)指示燈報警電鈴4風(fēng)門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門4風(fēng)門電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門3風(fēng)門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門3風(fēng)門電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門2風(fēng)門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門2風(fēng)門電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門1風(fēng)門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門1風(fēng)門電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)風(fēng)門4風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)4風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)3風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)3風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)2風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)2風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)220v220v1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 151617 18192021 2728 2930 31 32 33 37 38 39 401022 23 24 25 26 3435 36中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 圖 數(shù)字量輸出模塊接線圖 220V2風(fēng)機(jī)正常風(fēng)信號1風(fēng)機(jī)正常風(fēng)信號2風(fēng)機(jī)反風(fēng)信號1風(fēng)機(jī)反風(fēng)信號2地門電機(jī)反轉(zhuǎn)開風(fēng)門36353426252423221040393837333231302928272120191816171514131211987654321 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 4 主通風(fēng)機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng) 本設(shè)計所用 STEP7 編程器的相關(guān)知識 在本設(shè)計中，我使用的是與 S7300 相配套的 Step7 編程軟件。 這是一種可運(yùn)行于通用微機(jī)中，在 Windows 環(huán)境下進(jìn)行編程的語言。將它通過計算機(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 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(jìn)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(yùn)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。 本軟件 包括項目管理器、符號編輯器、硬件組態(tài)、編程語言及診斷硬件等一系列的應(yīng)用工具。下面對各種應(yīng)用工具分別進(jìn)行簡單的介紹。 ⑴ 項目管理器 適用于 SIMENS 的各個可編程控制系統(tǒng)，用來管理一個自動化項目中所有的數(shù)據(jù)。編輯各種數(shù)據(jù)的工具都由項目管理器啟 動，然后進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)修改、測試工作。 ⑵ 符號編輯器 管理所有的共享符號，可以為過程信號（輸入 /輸出）、位存儲和塊建立符號名和注釋。具有分類功能，并可進(jìn)行導(dǎo)入或?qū)С觥? ⑶ 硬件組態(tài)功能 可以為自動化項目的硬件組態(tài)和參數(shù)賦值，具有以下功能： a)組態(tài)可編程控制器，即從電子目錄中選擇一個機(jī)架，并將選中的模板安排在機(jī)架中的槽上； b)組態(tài)分布式 I/O 和中央 I/O； c)在給 CPU 賦值參數(shù)的過程中可以通過菜單設(shè)置參數(shù)； d)在向模板做參數(shù)賦值的過程中，所有可 以設(shè)置的參數(shù)都是用對話框來設(shè)置的。模板可以相互交換而無需賦值新的參數(shù)； e)功能模板的參數(shù)賦值也是在硬件組態(tài)工具中完成的。對每一個功能模板 FM 和通訊模板 CP 都有指定的對話框規(guī)則，可以防止不正確的輸入。 ⑷ 編程語言 用于 PLC 的編程語言在第二章已經(jīng)介紹過，包括梯形圖（ LAD）、語句表（ STL）和功能塊圖（ FBD），在這里就不再詳細(xì)介紹。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 ⑸ 診斷硬件 此功能用于提供可編程控制器的一個概況。這個概況中可以顯示符號來指示各個模板是否正常。雙擊故障模板顯示有 關(guān)故障的詳細(xì)信息，信息的范圍依據(jù)各個面板而定。 a)顯示模板的概況信息以及模板狀態(tài)； b)顯示中央 I/O 和分布從站的模板信息； c)顯示來自診斷緩存區(qū)的報文。 本監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖 風(fēng)機(jī)的啟動流程圖 對旋式軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)開風(fēng)門啟動，即應(yīng)將通往井下的風(fēng)門關(guān)閉，同時將地面的進(jìn)風(fēng)門打開，啟動后，打開通往井下的風(fēng)門，同時關(guān)閉地面進(jìn)風(fēng)門。初始程序中設(shè)定通往井下的風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)，地面風(fēng)門處于開啟狀態(tài)。對旋軸流式主通風(fēng)機(jī)的葉輪是由兩個同等容量的電機(jī)來拖動的，兩個電機(jī)需相反方向旋轉(zhuǎn)，為防止電機(jī)的同時啟動 會給電網(wǎng)帶來太大的沖擊，我設(shè)定在 1風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動后的 30S 后啟動 2風(fēng)機(jī)電機(jī)。 因 1風(fēng)機(jī)與 2風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)一致，這里暫以 1風(fēng)機(jī)的控制為例介紹。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 圖 風(fēng)機(jī)啟動流程圖 自動控制方式流程圖 這里我以 1風(fēng)機(jī) 為例來介紹自動控制方式 ， 2風(fēng)機(jī)的控制程序與此類同。初始化程序中，把控制方式選擇為自動方式，按下 1風(fēng)機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)的啟動按鈕，則經(jīng)過設(shè)定若干時間后 1風(fēng)機(jī)完成正常通風(fēng)的啟動進(jìn)行正常通風(fēng)；若是 1風(fēng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn) 故障 并報警 ，在無人操作的情況下，能自動 關(guān)閉 1風(fēng)機(jī)所配置的風(fēng)門，開始 啟動 2風(fēng)機(jī)， 在 2風(fēng)機(jī)完成啟動后，打開 2風(fēng)機(jī)配套的風(fēng)門，關(guān)閉其配套的 2地面風(fēng)門，進(jìn)行正常通風(fēng)， 而不會由于停風(fēng)影響煤礦的正常生產(chǎn)。 Y 啟動 2風(fēng)機(jī)電機(jī) 啟動完成 N Y 開 2風(fēng)門，關(guān) 1地門 各風(fēng)門開 、 關(guān)到位 N Y 1風(fēng)機(jī)啟動完成 定時器 T0 30S Y 啟動 1風(fēng)機(jī)電機(jī) N 初始化程序 開始 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計 第 31