【正文】 組態(tài)王采用工程瀏覽器界面來管理硬件設(shè)備，已配置好的設(shè)備統(tǒng)一列在工程瀏覽器界面下的設(shè)備分支。 下圖是我最終的上 位機(jī)界面： 第 35 頁 圖 組態(tài)界面示意圖 上下位機(jī)的通信 下位機(jī) PLC 的程序和上位機(jī)組態(tài)界面都完成后，最后一個(gè)步驟就是上下位機(jī)的通信了，這一部分屬于調(diào)試部分，也是整個(gè)設(shè)計(jì)最后的最關(guān)鍵的一個(gè)步驟。煤塊就在皮帶上顯示出來開始做水平運(yùn)動。 圖 選定被定義圖畫 第 34 頁 圖 動畫連接接口 在命令語言窗口里編寫組態(tài)王命令語句如下： if (\\本站點(diǎn) \皮帶 3b啟動 ==1) {移動 1=移動 1+1。如 圖 的動畫連接窗口，選定隱含和水平移動兩項(xiàng)。 我們要實(shí)現(xiàn)皮帶正常啟動后這一排方塊出現(xiàn)在皮帶上 而且移動的效果則我們要對這些方塊進(jìn)行動畫連接。最終可以實(shí)現(xiàn)皮帶啟動后 煤快在傳送帶上顯示并移動；卸料器啟動后垂直下放，停止時(shí)自動臺起；設(shè)備故障時(shí)閃爍等動畫效果。把這些動畫連接組合起來，應(yīng)用程序?qū)⒊尸F(xiàn)出令人難以想象的圖形動畫效 果。 [7] 動畫連接的引入是設(shè)計(jì)人機(jī)接口的一次突破，它把工程人員從重復(fù)的圖形編程中解放出來，為工程人員提供了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制圖形界面，并且由可編程 第 33 頁 的命令語言連接來增強(qiáng)圖形界面的功能。否則會導(dǎo)致通信上的沖突而不能和 PLC連接上。所 以，那些從下位機(jī)采集來的數(shù)據(jù)、發(fā)送給下位機(jī)的指令，比如“ 報(bào)警響鈴 ”、“電源開關(guān)”等變量，都需要設(shè)置成“ I/O變量”。首先我們應(yīng)該了解一下基本的變量類型。 可視化動畫連接向?qū)? 通過可視化圖形操作，直接完成移動、旋轉(zhuǎn)的動畫連接定義。具體有以下幾個(gè)特色： 支持無限色和過渡色 組態(tài)王 調(diào)色板支持無限色，支持二十四種過渡色效果，組 態(tài)王的任一種繪圖工具都可以使用無限色，大部分圖形都支持過渡色效果，巧妙地利用無限色和過渡色效果，可以使您輕松構(gòu)造面無限逼真、美觀的畫面， 圖庫 使用圖庫具有很多好處：降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，縮短開發(fā)周期；用圖庫開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；利用圖庫的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素， “ 一次構(gòu)造，隨處使用 ” ，節(jié)省了工程人員投資。下面我就著四大部分一一介紹。當(dāng)由組態(tài)軟件生成的應(yīng)用系統(tǒng)投入運(yùn)行后，與被控對象連接的 I/O 設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)生變化直接帶動被控對象的屬性變化。另外，組態(tài)軟件還提供了腳本功能，如類 C 語言、類 PASCAL 語言，有的甚至支持 VB Script。 什么是組態(tài)軟件 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 在組態(tài) 概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序（如使用 BASIC、C、 FORTRAN 等）來實(shí)現(xiàn)的。 圖 報(bào)警通用程序 第 28 頁 4．輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)界面部分 什么是組態(tài) 工控術(shù)語 中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞， 組態(tài)英文是 “Co nfiguration”, 其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法來 完成工程中某一具體任務(wù)的過程。下面介紹一下我的報(bào)警程序的思想。到達(dá)設(shè)定時(shí)間后定時(shí)器開關(guān)觸發(fā)中間變量，此中間變量作為停止位就能起到停止設(shè)備的功能。所以我們只需完善下級設(shè)備逐次停止的程序即可。一旦故障信號被置 1，所有設(shè)備都不能啟動或者斷開啟動。一種情況是某設(shè)備在順序啟動過程中發(fā)生故障；另一種情況是系統(tǒng)啟動過程已經(jīng)結(jié)束，處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)某種設(shè)備發(fā)生故障。 a/b 兩套設(shè)備的選擇均取決于相應(yīng)皮帶的正常啟動與否。知道了這個(gè)結(jié)論我們就可以用列舉的方法把三通選擇程序?qū)懗觥４诵盘枙谶x擇程序段、停止位和報(bào)警程序中發(fā)揮作 用。也就是說，當(dāng)下一級的皮帶出現(xiàn)故障或停止時(shí)，本級設(shè)備將立即停止。自保則需用設(shè)備的運(yùn)行信號，以保證設(shè)備的正確運(yùn)行。 按照以上的邏輯關(guān)系 ， 我們 編寫程序如下所示： 第 23 頁 圖 a/b 設(shè)備切換通用程序 其中 為系統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，默認(rèn)系統(tǒng)為 A 系統(tǒng)，也就是說 觸點(diǎn)沒有得電時(shí)代表系統(tǒng)現(xiàn)在是 A 系統(tǒng)。二是 A 設(shè)備啟動時(shí)故障。下面我就不同設(shè)備如何通過 PLC程序進(jìn)行選擇和切換做 進(jìn)一步的說明。 當(dāng)按下停止按鈕 時(shí)，會給一個(gè)中間變量 ()置 1，間隔一段時(shí)間后置另一個(gè)中間變量為 1 同時(shí)對自身復(fù)位。 如上圖 的 程序中的 就是 3皮帶的選通信號， 是 2皮帶的選通信號。容易想到用順序控制（置復(fù)位）的方法編寫程序。 這種調(diào)用子程序的編程方法最大的特點(diǎn)是能給程序閱讀者一個(gè)條理清晰的思路，使人一目了然，便于理解程序所完成的各個(gè)功能。實(shí)際系統(tǒng)中估計(jì)要用到 24 輸入 /40 輸出，所以，需要連接擴(kuò)展模塊才能達(dá)到要求。設(shè)計(jì)得好的子程序容易移植到別的項(xiàng)目中去。主程序中可以調(diào)用子程序和中斷程序。最后通過主程序調(diào)用子程序的方式達(dá)到四個(gè)子程序的連接和統(tǒng)一，最終形成一個(gè)有機(jī)整體。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器 。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 CPU 226 具有 24個(gè)輸入點(diǎn)和 16 個(gè)輸出點(diǎn)。 CPU 單元設(shè)計(jì)集成的 24V 負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器）， CPU 221， 222 具有 180mA 輸出， CPU 224， CPU 226 分別輸出 280， 400mA。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 ② 輸出接線方式的選擇 ： PLC 的輸出接線方式不同，一般有分組式輸出和分隔式輸出兩種。 [1] PLC 的容量選擇 (1)I/O 點(diǎn)數(shù) 應(yīng)該合理選用 PLC 的 I/O 點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭適用的I/O 點(diǎn)最少，但必須留有一定的備用量（ 10%~15%）。多臺聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場合。如模擬量單元、顯示設(shè)定單元、位置控制單元或熱電偶單元等。所以要盡可能選擇相同等和種類的負(fù)載，比如使用交流 220V 的指示燈等?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流 220V 的接觸器、電磁閥，又有直流 24V 的指示燈，則最后選用的 PLC 的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。 PLC 的選型 當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由 PLC 來完成后，選擇 PLC 就成為最重要的事情。 一些 PLC 外殼由可在不良工作環(huán)境下工作的合金組成，結(jié)構(gòu)簡單，上面帶有散 第 13 頁 熱槽，在高溫 下，該外殼不像塑料制品那樣變形，還可抗無線電頻率 (RF 高頻 )電磁干擾、防火等。這是 PLC 產(chǎn)品的市場生存價(jià)值。復(fù)雜型式除了具有基本型式的功能外，還具有擴(kuò)展的計(jì)算能力、多級終端機(jī)制、智能 I/O、 PID 調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信能力、遠(yuǎn)程 I/O、多處理器和高速數(shù)據(jù)處理能力。 (2)模塊化組合靈活 ： 可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合。 上電RUN故障輸入采樣輸出刷新用戶執(zhí)行程序通訊自診斷 圖 PLC 掃描周期流程圖 PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間 為了增強(qiáng) PLC 的抗干擾能力，提高其可靠性， PLC 的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入 (2)用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是 按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段 。 為了消除二者之間由于運(yùn)行方 式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時(shí)間一般在 100ms 以上，而 PLC 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于 100ms，因此， PLC 采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式 掃描技術(shù)。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。在斷電情況下，存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容 保持不變。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行 。它按照 PLC 系統(tǒng)程 序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。 1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺 PLC。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。當(dāng)時(shí)汽車 的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡稱 PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。 系統(tǒng)停止運(yùn)行后，所有的三通均恢復(fù)至通電后的狀態(tài) ，即恢復(fù)到其默認(rèn)狀態(tài) 。如果故障很快被處理，則可直接按動啟動按鈕 (不用按動停止按鈕 )，系統(tǒng)將從發(fā)生故障后停止的設(shè)備處按照啟動順序重新啟動。 (1)啟動過程的故障顯示 啟動過程中有故障發(fā)生，則響鈴報(bào)警，按“消音”按鈕，可消除鈴聲，此時(shí)故障設(shè)備的指示燈將呈閃爍狀態(tài)， 故障 確認(rèn) 后 按“復(fù)位”按鈕，閃爍狀態(tài)消失。 系統(tǒng)停止過程 按動系統(tǒng)停止按鈕，系統(tǒng)開始停止，停止順序如下 : 給煤機(jī)→ 1皮帶→ 破碎機(jī) → 2皮帶→ 3皮帶 由于各皮帶長度不一，所以停止過程中的間 隔時(shí)間也不一樣，皮帶越長，其相應(yīng)的停止時(shí)間越長。如果以上條件均不滿足，則在此之后的 給煤機(jī) 將不能啟動。同理，在啟動 2皮帶時(shí)若為 S22b運(yùn)行，而在此之前 3皮帶為 S23a運(yùn)行 ，則 S33b 必須為 左 側(cè)到位，若 3皮帶為 S23b 運(yùn)行，則 S33b必須為 右 側(cè)到位。 若啟動過程中有故障，分以下幾種情況 :(以選擇 A 系統(tǒng)為例 ) (1)按啟動順序，從 3皮帶到 1皮帶，在啟動時(shí)若 某段皮帶 發(fā)生故障，除響鈴報(bào)警外，其相 對 應(yīng)的 B 系統(tǒng) 皮帶 將自動啟動，而在其之后的設(shè)備仍 按照原來的 A 系統(tǒng)進(jìn)行啟動。 系統(tǒng)啟動過程 在系統(tǒng)允許運(yùn)行燈亮的前提下，將系統(tǒng)選擇開關(guān)撥至 A 或 B，按動系統(tǒng)啟動按鈕，系統(tǒng)開始啟動，啟動過程如下 : 第 4 頁 開工響鈴 :用于提示現(xiàn)場各部位操作人員，系統(tǒng)將要啟動，響鈴時(shí)間 15秒。當(dāng)按下回路測試按鈕時(shí)，如果與某設(shè)備相應(yīng)的指示燈不亮，則說明這兩位均正常，該設(shè)備可以由 PLC控制；若指示燈呈 1 秒閃爍狀態(tài)，說明“主回路帶電”位不正常；若指示燈呈 秒閃爍狀態(tài)，則說明“允許 PLC 控制”位不正常；若按下回路測試按鈕時(shí)，指示燈一直亮，則說明兩個(gè)位均不正常。 (2)試音 :當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若有故障發(fā)生，應(yīng)進(jìn)行響鈴報(bào)警，而當(dāng)系統(tǒng)開始啟動時(shí)，也應(yīng)以“開工響鈴”加以提示，設(shè)置試音按鈕就是為了檢測報(bào)警用鈴以及開工響鈴的好壞。 第 2 頁 2. 多級皮帶傳輸系統(tǒng) — 輸煤系統(tǒng)的工藝流程 系統(tǒng)組成單元 本次 設(shè)計(jì)以三級皮帶的輸煤系統(tǒng)為例，設(shè)計(jì)一套帶有 啟動、停止、故障反應(yīng)、報(bào)警等一系列功能的方案。 根據(jù)輸煤系統(tǒng)的特點(diǎn)，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行是關(guān)鍵，如果沒有一個(gè)良好健康的設(shè)備狀況，就談不上安全與保障。這樣就構(gòu)成了題目中出現(xiàn)的多級皮帶傳輸系統(tǒng)。 論文 首先介紹了皮帶傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用概況和作 用；接著描述了系統(tǒng)的工藝要求； PLC的基本原理、發(fā)展形式和 西門子 S7— 200PLC； 工業(yè)通用組態(tài)軟件 — “組態(tài)王” 的應(yīng)用。 系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC）做