【正文】 出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差?？筛鶕?jù)應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。 存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求 PLC 的存儲器容量，按 256 個 I/O 點至少選 8K存儲器選擇。河北聯(lián)合大學電氣工程學院10 第 4 章 西門子 STEP7 軟件介紹 西門子 STEP7 的概述STEP7 是用于 SIMATIC 可編程控制器組態(tài)和編程的標準軟件包，其用戶接口是基于當前最新水平的人機控制工程設計，可以輕松方便的使用。 STEP7 是一個強大的工程工具，用于整個項目流程設置。STEP7 工程工具包含了整個羨慕流程的各種功能要求：CAD/CAE 支持、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡組態(tài)、仿真、過程診斷等。STEP7 主要包括以下組件：SIMATIC 管理器，程序編輯器，符號編輯器，硬件組態(tài)，硬件診斷，網(wǎng)絡組態(tài)。對于用戶來說，SIMATIC Manager 提供了STEP7 標準軟件包的集成，統(tǒng)一的界面。左視圖顯示整個項目的層次結構，在右試圖中顯示左視圖當前選中的目錄下的所包含的對象。硬件組態(tài)：該工具為自動化項目的硬件進行組態(tài)和參數(shù)設置。編程工具：該工具集成了梯形圖 LAD，語句表 STL 和功能塊圖 FBD 三種編程語言的編輯，編譯和調(diào)試功能。為輸入輸出信號，位存儲和塊設定符號名和注釋。因而，一個符號的任何改變都能自動被其他工具識別。網(wǎng)絡組態(tài)：該工具用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡連接，包括網(wǎng)絡連接的參數(shù)設置和網(wǎng)絡中各個通訊設備的參數(shù)設置。組織塊及其優(yōu)先級組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。它們還處理對錯誤的響應， 通過編程組織塊可指定CPU 的反應。一個OB的執(zhí)行可以被另一個OB的調(diào)用而中斷。部分組織塊的功能簡要說明如下：(1)主程序循環(huán)OB1 ：在S7300/400系列的PLC中，無論哪種型號的CPU模板都通過OB1來組織，如果全部的用戶程序結構只有 1個程序塊，即采用線性編程，那就是OB1,主程序在OB1中執(zhí)行，OB1調(diào)用功能塊 FB,系統(tǒng)功能塊SFB 或使用功能調(diào)用FC和系統(tǒng)功能調(diào)用 SFC的功能。河北聯(lián)合大學電氣工程學院12(3)時間延時中斷OB20OB23：如果在STEP7參數(shù)設定時選中了延時中斷OB項，并在用戶程序中調(diào)用SFC32，設定延時時間，則當延時時間到時，調(diào)用時間延時中斷。(5)異步故障中斷OB80OB87: 異步故障中斷是由CPU的操作系統(tǒng)檢測到一個異步錯誤時觸發(fā)的中斷，其檢測錯誤類型和調(diào)用中斷號如下：OB80:時間錯誤中斷，如設置循環(huán)間隔時間太??；OB81：診斷中斷，如診斷出電池故障；OB82:診斷中斷，如診斷出I/O模板中某個通道短路；OB83:插入/移走模板中斷，如PLC系統(tǒng)運行中被移走了一個輸出模板；OB84:CPU硬件錯誤，如MPI網(wǎng)絡接口錯誤；OB85:優(yōu)先級錯誤，如程序未安排OBX組織塊；OB86:機架故障；OB87：通信錯誤，如在全局數(shù)據(jù)通信中有錯誤的標識符。功能塊(FC)FC是 “無存儲區(qū)”的邏輯塊。要將這些數(shù)據(jù)永久存儲，F(xiàn)C 也可以使用共享數(shù)據(jù)塊。功能塊(FB)功能塊是具有“存儲功能” 的塊， 用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲器。臨時變量存在本地數(shù)據(jù)堆棧中。功能塊使得對于經(jīng)常使用的功能、復雜功能的編程變得容易。除了這個局域數(shù)據(jù)區(qū)， 邏輯塊還可以打開一個DB 形式的存儲區(qū)。每個FB,FC或OB可從共享DB中讀取數(shù)據(jù)，或將數(shù)據(jù)寫入共享DB 。系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)在S7中不需要每個功能都自己編程，S7CPU 為用戶提供了一些己經(jīng)編號的程序塊，這些塊可在用戶程序中進行調(diào)用。SFB 作為操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。用戶必須為SFB生成背景數(shù)據(jù)塊， 并將其下載到 CPU 中作為程序的一部分?？稍诔绦蛑兄苯诱{(diào)用SFC. SFC 屬于操作系統(tǒng)的一部分，而不算做用戶程序的一部分。MM440 由微處理器控制，采用具有現(xiàn)代先進技術水平的絕緣柵雙極晶體管（IGBT ）作為功率輸出器件。其脈沖寬度調(diào)制的開關頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲，具有全面而完善的保護功能，為變頻器和電動機提供了良好的保護。由于 MM440 變頻器具有全面而完善的控制功能，在設置相關參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。 MM440 變頻器的安裝與接線表 51 MM440 變頻器數(shù)字輸入端子功能說明數(shù)字輸入 參數(shù)編號 出廠設置 功能說明Din1 P0701 1 接通正轉/斷開停車Din2 P0702 12 接通反轉/斷開停車 Din3 P0704 15 速度選擇 1 Din4 P0705 15 速度選擇 2第 5 章 MM440 變頻器15 圖 MM440 變頻器的安裝與接線在變頻器與電動機和電源線連接時必須注意：。，變頻器必須在 Uf 特性下運行。河北聯(lián)合大學電氣工程學院16表 52 MM440 變頻器開關量端子輸入說明數(shù)字輸入端子編號參數(shù)編號工廠設置功能說明DIN1 5 P0701 1DIN2 6 P0702 12DIN3 7 P0703 9DIN4 8 P0704 15DIN5 16 P0705 15DIN6 17 P0706 159 9 公共端說明：開關量的輸入邏輯可以通過 P0725 改變開關量輸入狀態(tài)由參數(shù) r0722 監(jiān)控，開關閉合時相應筆畫點亮。直接選擇+ON 命令在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率，又具備啟動功能。 MM440 變頻器的停車跟制動停車指的是將電機的轉速降低到零速的操作，在 MM440 變頻器支持的停車方式包括：表 53 MM440 變頻器停車方式說明停車方式功能解釋 應用場合OFF1 變頻器按照 P1121 所設定的斜坡下降時間由全速降為 0 速一般場合OFF2 變頻器封鎖脈沖輸出，電機慣性滑行狀態(tài)，直至速度為 0 速設備需要急停，配合機械抱閘OFF3 變頻器按照 P1135 所設定的斜坡下降時間由全速降為 0 速設備需要快速停車為了縮短電機減速時間，MM440 支持一下兩種制動方式，可以實現(xiàn)將電機快速制動。主要優(yōu)點是：結構簡單、緊湊、輕便、工作可靠、調(diào)整破碎比較方便，無需基礎就能使用。 對輥式破碎機的主要結構對 輥 式 破 碎 機 主 要 由 機 架 、 機 體 、 對 輥 部 分 、 傳 動 部 分 、 動 力 部 分 等 組 成 。 機 體 由 優(yōu)質 的 鑄 鐵 鑄 造 而 成 ， 是 一 個 上 下 分 體 結 構 ， 并 鑄 成 封 閉 式 箱 體 形 式 ， 破 碎 機兩 對 輥 均 安 裝 在 箱 體 內(nèi) ， 為 防 止 機 體 磨 損 ， 機 蓋 兩 側 安 裝 有 耐 磨 襯 板 。 主 、 附 輥 軸 是 由 鏈 輪 和 鏈 條 帶 動 ， 形 成 反 向 旋 轉 。 本 控 制 系 統(tǒng) 要 求 不 僅 是 能 本 地 控 制 破 碎 機 運行 ， 而 且 能 夠 通 過 遠 程 PLC 進 行 控 制 。，系統(tǒng)進入就地手動狀態(tài)。，系統(tǒng)進入遠程自動狀態(tài)。只要在遠程控制的無源接口處保持閉合，PLC 就會啟動設備并一直保持運行直到該信號消失（即觸電斷開） 。，停止主電機的運行，不論在正轉還是反轉。，在手動時，用于啟動主電機正轉運行；在自動時，用于給 PLC 發(fā)出啟動信號。，僅在手動時有效，用于啟動主電機反轉運行。，僅在手動時有效，用于啟動油泵電機運行。，指示系統(tǒng)的控制電源。，用于控制模式的切換。RJRJRJ3 為熱繼電器，在主電路電流過高或者溫度過高時起保護作用，TA43 和 TA46 為電流互感器，測試 MM2 電機電流，電流大小反饋熱繼電器 RJRJ2,起保護電路的作用，S1,S2 為電流變送器，作用是把電流信號轉換為 4～20mA，傳送到 PLC 控制箱。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 1圖 為對輥式破碎機兩對輥電機運行控制原理圖，圖中 KMRKMR2 和KMFKMF2 為中間繼電器，SA 為集中/就地轉換控制箱，KA1 和 KA2 在 PLC 箱內(nèi)，遠程控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉跟反轉，SF1 和 SR1 為就地控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉跟反轉按鈕，RJ1 和 RJ2 為熱繼電器，起保護電路作用,圖中 HLHFHR1 分別為就地電源、電機正轉、電機反轉指示燈， JHLJHFJHR1 分別為電源、電機正轉、電機反轉指示燈，在 PLC 控第 6 章 對輥式破碎機的硬件設計21制箱上。在集中就地轉換箱內(nèi)，開關向下 45 度撥下，1 和 2 兩端連接，此時為遠程PLC 集中控制。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 2當在集中就地轉換箱內(nèi)，開關向上 45 度撥下，3 和 4 兩端連接，此時為就地控制對輥式破碎機的正/反轉，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電，KMF2 合上并自保，電動機正轉，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉指示燈 HF1 亮；當按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動機反轉，同時，電動機正轉指示燈 HF1 和JHF1 滅，電動機反轉指示燈 HR1 亮。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 3合上電源開關 QL2，主電路得電，電源指示燈 HL2 和 JHL2 亮，電源電壓正常。 第 6 章 對輥式破碎機的硬件設計23P L CD i n 1D i n 2D i n 3D i n 4D i n 5D i n 6+ 2 4 V正轉輸入反轉輸入速度 1 輸入正轉按鈕反轉按鈕默認電機低速電機速度 1M M 4 4 0電機速度 2速度 2 輸入 圖 MM440 控制原理圖為了控制對輥式破碎機的轉速，我選用 MM440 變頻器控制其速度。 硬件選擇說明 主電路電動機選擇對輥式破碎機主電路兩破碎輥電機選擇為 Y315S8 型三相異步電動機，其額定功率為 55KW,額定電壓為 220V,額定電流為 110A,額定轉速為 740r/min，額定效率為 92%，額定頻率為 50Hz，電機的額定轉矩為 M，最小轉矩為 都是利用電磁感應工作的，只不過用途不同。 電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。在本電路中我選用型號為 LQJ10 電流互感器,額定一次電流 150～400A,二次側額定電流為 5A,1s 熱穩(wěn)定倍數(shù)為 90，動穩(wěn)定倍數(shù) 225； 電流變送器選擇工業(yè)上普遍需要測量的溫度、壓力、速度、角度等各類物理量，都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設備上。電流變送器是一種將交流電流轉換成按比例輸出的與負載無關的標準直流電流的裝置，廣泛應用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個行業(yè)需要電流測控的電氣測量，自動控制以及調(diào)度系統(tǒng)。我選用型號為 BSMI150U／I 的電流變送器，檢測電流為 AC150／5A，輸入電流：AC　05A，變送輸出：電流 DC　420mA，負載電阻≤500Ω，電壓 DC210V，負載電阻≥5kΩ。在主電機電路中我選擇 DZ20200J 型低壓電路器，其額定電壓 380V，額定電流 200A,脫扣器額定電流 160A,最大分斷能力電流（有效值）42kA；在油泵電機電路中我選擇型號為 DZ20100Y 的斷路器，其觸頭額定電流 100A，額定電壓 380V，最大分斷能力電流為 18kA；第 6 章 對輥式破碎機的硬件設計25 熱過載繼電器選擇熱過載繼電器主要用來對異步電動機進行過載保護，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構來帶動觸點動作，從而將電動機控制電路斷開實現(xiàn)電動機斷電停車，起到過載保護的作用。本次電路中主電路電機 MM2 我選用TKE6PC 型熱過載繼電器，額定電流為 110～160A，油泵電機 M3 我選擇型號為SZZM1E 的熱過載繼電器，適用于 AC220/230V， 的電路； 中間繼電器選擇中間繼電器用于在控制電路中傳遞中間信號，主要用于交流 50/60Hz 額定工作電壓至 660V 及直流額定電壓 220V（550V)的繼電器控制，信號放大，隔離等電路中，做接通，放大之用。 變頻器的選擇變頻器的容量應滿足以下規(guī)則：變頻器的容量應比變頻器說明書中的“配用電動機容量”加大一檔至二檔，并應具有無反饋矢量控制功能；變頻器的電流應大于電動機的電流。該變頻器采用高性能的矢量控制技術，具有超強的過載能力，能提供持續(xù) 3S 的 200%過載能