【正文】 國外對水泥磨機負荷控制，大多采用選粉機粗粉回粉量加新入磨料量，即設定常數(shù)的方法；國內(nèi)對水泥磨負荷的控制除采用設定常數(shù)方法外，一般選用以下幾種方法：①采用“電耳”檢測磨音 信號進行控制，如松江水泥廠和洛陽水泥廠。 水泥配比和機電設備自動啟停等方面的技術國內(nèi)已比較成熟，應用也比較廣泛。 水泥粉磨是水泥生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，水泥配料與磨機負荷控制效果是影響水泥產(chǎn)量質(zhì)量的關鍵，由于該生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，工人操作勞動強度大，一般控制手段難以達到要求，容易造成水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，設備運行安全系數(shù)小，水泥產(chǎn)量低。在操作員接口方面也不斷推陳出新，開發(fā)出功能強大的通用組態(tài)軟件，使整個系統(tǒng)在計算能力、響應速度、靈活性與可維護性方面得到了很大的提高，成為具有較高性 能價格比，極富競爭力的 PLC 和 IPC 集成控制系統(tǒng)，它已成為中小型水泥廠的首選控制系統(tǒng)。水泥生產(chǎn)過程是一連續(xù)過程，需要大量的順序和聯(lián)鎖控制，開關量點數(shù)占總數(shù)的 80%，這非常符合價格低廉的 PLC 的控制特點。 隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，處理器計算能力的日益強大，網(wǎng)絡技術的日臻成熟，計算機產(chǎn)品 價格的不斷降低，全面降低自動化控制系統(tǒng)的投資額已成為可能。然而，除一些大型水泥廠投資額充足外，大多數(shù)中小型水泥廠在建廠初期或改造時資金都很緊缺。 Fuzzy control 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） IV 目 錄 第一章 緒論 ........................................ 1 引言 ........................................ 1 水泥磨改造原因 .............................. 2 控制設計思路 ................................ 2 系統(tǒng)主要功能 ................................ 3 磨機主要檢測參數(shù)及控制回路 .................. 4 第二章 PLC 介紹 ..................................... 8 PLC 的功能和應用 ............................ 8 PLC 的基本工作原理 ......................... 10 S7200 概述 ................................ 13 第三章 模糊控制認識 ............................... 18 模糊控制由來 ............................... 18 模糊控制系統(tǒng)的組成 ......................... 19 模糊控制的基本原 理 ......................... 20 模糊控制系統(tǒng)的語言表示 ..................... 21 幾種主要的模糊推理方法 ..................... 22 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） V 第四章 水泥磨機的負荷控制 ......................... 24 水泥粉磨過程工藝 ........................... 24 水泥磨模糊控制思想 ......................... 27 模糊控制的實現(xiàn) ............................ 29 控制效果 ................................... 32 第五章 下位機編程軟件設計 ......................... 31 STEP7 簡介 ............................ 31 PLC 控制系統(tǒng)設計 ........................... 34 STEP7 設計仿真 ............................. 37 本文結(jié)構(gòu) .......................................... 38 第六章 結(jié)論 ....................................... 39 結(jié)論 ....................................... 39 經(jīng)濟效益 ................................... 39 致謝 .............................................. 41 參考文獻 .......................................... 42 附錄 A： 英文資料 ................................... 43 附 錄 B： 英文資料翻譯 ............................... 48 附錄 C: 下位機程序清單 ............................. 52 附錄 D: 以三臺機為例的仿真圖形 ..................... 60 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 緒論 引言 現(xiàn)如今，生產(chǎn)過程自動化在水泥行業(yè)的發(fā)展中有著極其重要的地位。 關鍵詞： PLC；西門子 S7200；模糊控制 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） II ABSTRACT The main content of the subject is design a automatic control system for cement mill with Siemens S7200 series PLC. It includes inverse process start, process stop, breaking in case of emergency, focus logic control of the equipment, single machine starting and stoping. Most of the small and mediumsized cement plant are Lack of money at the beginning or at the time of transformation. The S7200 series is a line of microprogrammable logic controllers (Micro PLCs) that can control a variety of 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） III automation applications. Compact design, low cost, and a powerful instruction set make the S7200 a perfect solution for controlling small applications. The wide variety of S7200 models and the Windowsbased programming tool give us the flexibility we need to solve automation problems. Fuzzy Control here is used to mix materials, in order to finish the mission well, and improve production quality. Key words： PLC。 負荷控制方面采用的是模糊控制系統(tǒng)。 S7200 系列小型 PLC (Micro PLC)可應用于各種自動化系統(tǒng)。 自動化學院 本科畢業(yè)設計（論文） 題目： 基于 PLC 的水泥廠磨機自動控制系統(tǒng)設計 專 業(yè)： 自動化（數(shù)控技術應用） 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教授 起迄日期： ～ 設計地點： 實驗樓 _ Graduation Design (Thesis) Design of Automatic Control System based on PLC for Cement mill By Supervised by Associate Prof. Department of Automation Engineering June, 2021 南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） I 摘 要 本課題主要采用西門子 S7200系列 PLC進行水泥廠磨機自動控制系統(tǒng)的設計，用來實現(xiàn)水泥廠磨機的：逆流程起車、順流 程停車、緊急情況下設備急停、設備集中邏輯閉鎖控制、單臺設備起?？刂?。 大多數(shù)中小型水泥廠在建廠初期或改造時資金都很緊缺，如何解決有限的資金與先進的自動化水平之間的矛盾一直是困擾水泥行業(yè)的頭疼問題， PLC 技術的低成本的特性恰恰滿足了這一需求；水泥生產(chǎn)過程為連續(xù)過程，需要大量的順序和聯(lián)鎖控制，開關量點數(shù)占總數(shù)的 80％，這非常符合價格低廉的 PLC的控制特點。緊湊的結(jié)構(gòu)、低廉的成本以及功能強大的指令集使得 S7200 PLC 成為各種小型控制 任務理想的解決方案。將模糊控制用于PLC 水泥廠磨機自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)磨料的自動配比，以更好的完成水泥生產(chǎn)任務，提高生產(chǎn)質(zhì)量。 Siemens S7200 PLC。它不僅有效地保證了生產(chǎn)的高效和穩(wěn)定，大大提高了水泥產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗和生產(chǎn)成本，同時提高了全員勞動生產(chǎn)率。解決資金問題成為自動化發(fā)展的重要目標之一。正是在這個背景下，我們引用計算機技術完成了水泥廠水泥磨系統(tǒng)的設計和安裝調(diào)試運行。目前， PLC 技術有了很大的發(fā)展，它不僅加強了對連續(xù)量的控制功能，還提供了基本的 PID 運算及各種應用計算功能模塊。如 Siemens 公司的 PCS S7 系列、 GE南京工程學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 公司的 9030系列、 AB公司的 SLC系列、 Modicon公司的 Quantum系列等。利用計算機控制實現(xiàn)磨機負荷自動控制、水泥配料自動控制以及機電設備啟停和 儲庫料位信息采集等綜合管理控制，對改善工人勞動環(huán)境，保證水泥磨長期安全運轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)量，穩(wěn)定質(zhì)量，降低能耗等方面具有重要的意義，采用計算機控制可以取得很好的社會經(jīng)濟效益。要實現(xiàn)磨機負荷自動控制，一般采用提升機功率、磨音、粗粉（或細粉）回粉量等能反映磨機負荷狀態(tài)的控制方法。②提升機功率和磨音（電耳）信號進行控制，如福建順昌水泥廠和福州粉磨站。我們的項目中采用的是提升機功率＋磨音信號＋粗粉回粉量的控制方法。由于配料手段落后，現(xiàn)場環(huán)境條件較差， 工人操作困難以及磨機負荷控制的滯后性， 造成“空磨”、“飽磨”頻繁發(fā)生，研磨體的磨機襯板無功磨損較大，能耗高，噪聲大 ，水泥質(zhì)量不穩(wěn)定。 控制設計思路 鑒于以上控制要求，我們對系統(tǒng)的控制設計思路如下：就一臺設備而言，每臺設備的電機設有兩種啟動方式：機旁就地控制（手動 a）和中控室集中控制（自動 c），個別重要設備還設置了控制柜手動停止按鈕，如磨機等。 說明，多節(jié)轉(zhuǎn)換開關可以控制多臺設備。設備啟動之后，交流接觸器 KM 的常開節(jié)點返回給 PLC的 DI 模塊一個開關量信號，這樣上位機就能看到設備啟動了。 上位機的任務是：對現(xiàn)場設備的操作、管理和監(jiān)控，其中包括對每臺設備的啟動和停止操作；重要參數(shù)在工藝流程圖中的位置顯示；對工藝參數(shù)的調(diào)整；各種故障信號的顯示和打?。还收虾椭匾獏?shù)的歷史記錄；報表打印。 關鍵技術路線 建立集散式計算機控制系統(tǒng) 水泥磨生產(chǎn)線采用以西門子 PLC、工業(yè)控制計算機等為主 ,構(gòu)成具有高可靠性、當今較先進的集散式計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制。生產(chǎn)線的主要流程操作如：逆流程起車、順流程停車、緊急情況下的急停、設備就地控制、設備集中邏輯閉鎖控制、單臺設備起?？刂?、水泥磨配料閉環(huán)控制參數(shù)監(jiān)測與調(diào)整等，由一名操作員在集中控制室上位機的屏幕（觸摸屏）上即可完成。流程中設 備的啟動順序按逆物流方向進行，即：處于下游的設備最先啟動，之后依次向上順序啟動。在啟動過程中設備產(chǎn)生故障時，故障設備上游已啟動的設備停止運行，故障設備下游的設備在系統(tǒng)未發(fā)出停止命令的情況下繼續(xù)運行，待設備故障排除后可繼續(xù)啟動流程。流程結(jié)束發(fā)出停止命令后，設備按順物流方向