【正文】 在工程瀏覽器的目錄顯示區(qū)中，用鼠標(biāo)單擊大綱項(xiàng)數(shù)據(jù)庫下的成員數(shù)據(jù)詞典，則在右邊的目錄內(nèi)容顯示區(qū)中列出了數(shù)據(jù)詞典里的所有變量 (包括組態(tài)王的系統(tǒng)變量和用戶自定義。由于本設(shè)計(jì)中不涉及這些， 這里就不作介紹了。特殊變量類型有報(bào)警窗口變量、歷史趨勢曲線變量、系統(tǒng)預(yù)設(shè)變量三種。 ○ 3 結(jié)構(gòu)變量 當(dāng)組態(tài)王工程中定義了結(jié)構(gòu)變量時(shí)，在變量類型的下拉列表框中會自動列出已定義的結(jié)構(gòu)變量，一個(gè)結(jié)構(gòu)變量作為一種變量類型，結(jié)構(gòu)變量下可包含多個(gè)成員，每一個(gè)成員就是一個(gè)基本變量，成員類型可以為：內(nèi)存離散、內(nèi)存整型、內(nèi)存實(shí)型、內(nèi)存字符串、 IO 離散、 IO 整型、 IO 實(shí)型、IO 字符串。 ○ 2 內(nèi)存變量 內(nèi)存變量又分為內(nèi)存離散變量，內(nèi)存實(shí)型變量，內(nèi)存字符串變量，內(nèi)存長整數(shù)變量四種。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動態(tài)的，就是說：在“組態(tài)王”系統(tǒng)運(yùn)行過程中，每當(dāng) I/O 變量的值 改變時(shí)，該值就會自動寫入遠(yuǎn)程應(yīng)用程序；每當(dāng)遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，“組態(tài)王”系統(tǒng)中的變量值也會自動更新。 I/O 變量分為 I/O 離散變量， I/O 實(shí)型變量， I/O 字符串變量，I/O 長整數(shù)變量四種?；绢愋偷淖兞恳还踩?，分為“內(nèi)存變量”、“ I/O 變量”和“結(jié)構(gòu)變量”。變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 40 頁 使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。在組態(tài)王運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，同時(shí)工程人員在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。組態(tài)王有著強(qiáng)大的硬件設(shè)備支持功能，幾乎目前國內(nèi)所有的 PLC 設(shè)備都能支持，所以我這次設(shè)計(jì)中的上位機(jī)的操作界面就由組態(tài)王來做。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、 SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O 設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容 。監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（ Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 39 頁 4 操作界面設(shè)計(jì) 工業(yè)組態(tài)軟件 —— 組態(tài)王 組態(tài)王簡介 組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng) (Distributed Control System 簡稱 DCS)的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。報(bào)警后在把它給復(fù)位，待以后如有問題時(shí)再報(bào)警。 是停止信號。下面用圖 來說一下輸出報(bào)警的設(shè)計(jì)思路。 ○ 6 S22b: S214b 皮帶運(yùn)行每隔 20 分鐘抬起放下。 ○ 4 S23b: S13b 皮帶運(yùn)行 。 ○ 2 S24b: S12b 皮帶運(yùn)行且 S4b 破碎機(jī)工作。系統(tǒng)工作后，所有的犁式卸料機(jī)只有滿足下放條件時(shí)才下放，否則均處于抬起狀態(tài)。 系統(tǒng)啟動和運(yùn)行時(shí)， A 系統(tǒng)的三通，只有位于其前的 設(shè)備 (按啟動順序 )發(fā)生故障并切換到 B 系統(tǒng)，并且其后的 設(shè)備 仍為 A 系統(tǒng)時(shí)，才打向 B 側(cè)，否則狀態(tài)不變；而 B 系統(tǒng)的三通，只有位于其前的皮帶發(fā)生故障并切換到A 系統(tǒng)，并且其后的皮帶仍為 B 系統(tǒng)時(shí)，才打向 A 側(cè)，否則狀態(tài)不變。在啟動那一節(jié)，我們已經(jīng)把皮帶的選擇問題大致說了一下了，本節(jié)主要討論的是三通分料器和犁式卸料器的選擇原則及應(yīng)注意的問題。 其余的皮帶及破碎機(jī)、給煤機(jī)的停止 程序的設(shè)計(jì)思路與 1＃皮帶的相似 。 圖 在這個(gè)小程序中， 是 1 號皮帶的停止信號，當(dāng)從上一級程序得到命令，使 得電后，經(jīng)過延時(shí)器的調(diào)節(jié)， 1＃皮帶在經(jīng)過 5 秒鐘后停止，之后使它的停止信號 復(fù)位，并對下一級的停止信號 置位。 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 現(xiàn)以 1＃皮帶的停止程序?yàn)槔齺碚f明具體的設(shè)計(jì)思路。其原因也和逆序啟動時(shí)一樣，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)避免皮帶上堆積煤塊。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 。 ? 在啟動 1皮帶時(shí)若為 S11a 運(yùn)行，并且在此之前 2皮帶為 S12a 運(yùn)行，則三通分料器 S31a 必須為 A 側(cè)到位；若 2皮帶 為 S12b 運(yùn)行，則三通 S31a 必須為 B 側(cè)到位。同理，在啟動 2皮帶時(shí)若為 S12b 運(yùn)行，并且此前破碎機(jī)為 S4a 運(yùn)行，則犁式卸料器S22b 必須抬起到位；若在此之前破碎機(jī)為 S4b 運(yùn)行，則犁式卸料器 S62b 必須下放到位。如果以上條件均不滿足，則在此之后的破碎機(jī) S4 將不 能啟動 。這些情況如下所示： ? 在啟動 3皮帶時(shí)若為 S13a 運(yùn)行，則犁式卸料器 S23a 必須下放到位；同時(shí)，如果在此之前 4皮帶為 S14a 運(yùn)行，則 S33a 必須為 A側(cè)到位，若 4皮帶為 S14b 運(yùn)行，則 S33a 必須為 B 側(cè)到位。 (2) 當(dāng)啟動給煤機(jī)時(shí)，若發(fā)生故障，則啟動過程無法繼續(xù)，此時(shí)必須按動系統(tǒng)停止按鈕，停止啟動，待故障排除后重新啟動。 若啟動過程無故障，通過各設(shè)備指示 燈的顯示，可以看出系統(tǒng)的工作“路徑”。 其余的皮帶和破碎機(jī)等設(shè)備的啟動程序與這個(gè)基本一樣。 圖 4＃皮帶啟動程序 在這個(gè)啟動程序圖中，各點(diǎn)的含義參看表 ，表 。所以在啟動時(shí)采用逆序啟動的工作方 式。 啟動過程如下 : (1)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。系統(tǒng)默認(rèn)為 A 系統(tǒng)，當(dāng)點(diǎn)擊按鈕時(shí)是選擇 B 系統(tǒng)。值得注意的是：該開關(guān)的選擇對系統(tǒng)的啟動過程尤為重要，建議在啟動過程中不要隨意改變開關(guān)的位置，同時(shí)，如果將開關(guān)撥至中間位置時(shí)，系統(tǒng)將不能正常 啟動 。 A、 B 系統(tǒng)選擇在設(shè)計(jì)中可以用兩種方法選擇，一個(gè)是用手動直接選擇，另一個(gè)是用上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程選擇。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 29 頁 系統(tǒng)的 I/O 分配 具體的 I/O 分配如下表 : 表 系統(tǒng)輸入點(diǎn) 系統(tǒng)啟動 DI 系統(tǒng)停止 DI 選擇 A/B 系統(tǒng) DI 復(fù)位 DI 1破碎機(jī)運(yùn)行 DI 2破碎機(jī)運(yùn)行 DI 1給煤機(jī)運(yùn)行 DI 2給煤機(jī)運(yùn)行 DI 皮帶 4A 運(yùn)行 DI 皮帶 4B 運(yùn)行 DI 皮帶 3A 運(yùn)行 DI 皮帶 3B 運(yùn)行 DI 皮帶 2A 運(yùn)行 DI 皮帶 2B 運(yùn)行 DI 皮帶 1A 運(yùn)行 DI 皮帶 1B 運(yùn)行 DI 卸料器 4A 下放到位 DI 卸料器 4A 抬起到位 DI 卸料器 4B 下放到位 DI 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 30 頁 卸料器 4B 抬起到位 DI 卸料器 3A 下放到位 DI 卸料器 3A 抬起到位 DI 卸料器 3B 下放到位 DI 卸料器 3B 抬起到位 DI 卸料器 2A 下放到位 DI 卸料器 2A 抬起到位 DI 卸料器 2B 下放到位 DI 卸料器 2B 抬起到位 DI 三通 3A 左通到位 DI 三通 3A 右通到位 DI 三通 3B 左通到位 DI 三通 3B 右通到位 DI 三通 2A 左通到位 DI 三通 2A 右通到位 DI 三通 2B 左通到位 DI 三通 2B 右通到位 DI 三通 1A 左通到位 DI 三通 1A 右通到位 DI 三通 1B 左通到位 DI 三通 1B 右通到位 DI 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 31 頁 表 系統(tǒng)輸出點(diǎn) 皮帶 4A 啟停 DO 皮帶 4B 啟停 DO 皮帶 3A 啟停 DO 皮帶 3B 啟停 DO 皮帶 2A 啟停 DO 皮帶 2B 啟停 DO 皮帶 1A 啟停 DO 皮帶 1B 啟停 DO 三通 3A 到 A 側(cè) DO 三通 3A 到 B 側(cè) DO 三通 3B 到 A 側(cè) DO 三通 3B 到 B 側(cè) DO 三通 2A 到 A 側(cè) DO 三通 2A 到 B 側(cè) DO 三通 2B 到 A 側(cè) DO 三通 2B 到 B 側(cè) DO 三通 1A 到 A 側(cè) DO 三通 1A 到 B 側(cè) DO 三通 1B 到 A 側(cè) DO 三通 1B 到 B 側(cè) DO 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 32 頁 卸料器 4A down DO 卸料器 4A up DO 卸料器 4B down DO 卸料器 4B up DO 卸料器 3A down DO 卸料器 3A up DO 卸料器 3B down DO 卸料器 3B up DO 卸料器 2A down DO 卸料器 2A up DO 卸料器 2B down DO 卸料器 2B up DO 1破碎機(jī)啟停 DO 2破碎機(jī)啟停 DO 1給煤機(jī)啟停 DO 2給煤機(jī)啟停 DO 開工響鈴 DO 故障報(bào)警 DO 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 33 頁 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)部分，啟動部分，停止部分，位置選擇分，及輸出報(bào)警部分 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題及解決方案 A 關(guān)鍵問題： (1)了解 PLC 的工作原理及發(fā)展?fàn)顩r； (2)了解西門子公司 SIMATIC S7200 系列 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)； (3)掌握并應(yīng)用 SIMATIC S7 編輯軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，熟練掌握S7200 系列可編程控制器的指令系統(tǒng)； (4)熟練掌握工業(yè)通用組態(tài)軟件“組態(tài)王”的組態(tài)原則及操作畫面的繪制； (5)以鍋爐輸煤系統(tǒng)為背景，西門子 S7200 CPU226 作為控制器，用“組態(tài)王”軟件繪制操作界面，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的監(jiān)控。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 28 頁 B 根據(jù)輸煤系統(tǒng)的具體要求編寫相應(yīng)梯形圖程序，并通過實(shí)驗(yàn)裝置加以實(shí)現(xiàn)。 在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式； E 可顯示各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，并對輸煤過程有關(guān)情況（報(bào)警、自動停機(jī)等）做出實(shí) 時(shí)記錄。停車延時(shí)按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，分為 10s、 20s、30s、 40s、 60s 幾種，以保證停車時(shí)破碎機(jī)為空載狀態(tài)，各輸煤皮帶上無剩余煤； C 運(yùn)行過程中，某一臺設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車 ， 其后方的設(shè)備按一定順序延時(shí) 聯(lián)鎖停車 。 為了保證輸煤系統(tǒng) 的正常、可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求： A 供煤時(shí)，各設(shè)備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制； B 各設(shè)備啟動和停止過程中，要合理設(shè)置時(shí)間間隔（延時(shí)）。由于輸煤廊環(huán)境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進(jìn)行，儀表盤上設(shè)有各個(gè)設(shè)備的啟、停按鈕，還有為 PLC 提供輸入信號的控制開關(guān)。 我做的主要工 作就是用 PLC 來實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并用組態(tài)王軟件在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。否則，當(dāng)有兩條同時(shí)工作時(shí)，就會發(fā)出報(bào)警信號。 8 條 皮 帶 分 別 編 為S11a,S11b,S12a,S12b,S13a,S13b,S14a,S14b。犁式卸料器也是 6 個(gè)，在第一級皮帶上沒有，其余每一級皮帶上都有一個(gè)卸料器，默認(rèn)狀態(tài)全是抬起 ，分別編為S24a,S24b,S23a,S23b,S22a,S22b。破碎機(jī)用 S4 來編號，也是兩臺，分別編為 S4a 和 S4b，它們分別用來對 A 系統(tǒng)和 B 系統(tǒng)上的大塊燃料煤進(jìn)行破碎，使之能在使用時(shí)燃燒的更充分。 S 1 4 aS 1 4 bS 2 4 aS 1 3 aS 1 3 bS 2 3 bS 3 3 bS 3 2 bS 4 bS 1 2 bS 2 4 bS 2 3 aS 3 3 aS 3 2 aS 4 aS 1 2 aS 1 1 bS 3 1 aS 2 2 bS 1 1 aS 2 2 aS 3 1 b給 煤 機(jī) a 給 煤 機(jī) b 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 83 頁 第 26 頁 具體的如下表： 表 輸煤系統(tǒng)組成 名稱 數(shù)量 編號 輸煤皮帶 8 條 S1 犁式卸料器 6 個(gè)