畢業(yè)論文對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào)：200901050227HEBEI UNITED UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)GRADUATE DESIGN設(shè)計(jì)題目：對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：09電氣2班學(xué) 院：電氣工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 2013年05月29日摘 要本說(shuō)明書(shū)介紹了國(guó)內(nèi)破碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題，同時(shí)介紹了可編程控制器PLC的工作原理及其編程軟件STEP7的使用方法，另外說(shuō)明書(shū)還介紹了西門子MM440變頻器的使用。本設(shè)計(jì)是一種基于PLC-300程序的全自動(dòng)對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)兩部分。本說(shuō)明書(shū)第6章介紹了對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)包括了對(duì)輥式破碎機(jī)的工藝、控

2、制過(guò)程、硬件選擇和硬件的接線。其中重點(diǎn)介紹了對(duì)輥式破碎機(jī)的控制過(guò)程及其硬件接線，并且配有系統(tǒng)控制原理圖跟PLC硬件接線圖各一套。本說(shuō)明書(shū)第7章是對(duì)輥式破碎機(jī)的軟件設(shè)計(jì)部分，軟件設(shè)計(jì)包括了系統(tǒng)程序流程、PLC的輸入輸出I/O分配、系統(tǒng)程序的編程。程序編程部分介紹了PLC編程軟件STEP7的安裝和系統(tǒng)程序的編程過(guò)程。本章配有系統(tǒng)程序流程圖、I/O符號(hào)表。程序梯形圖3套。關(guān)鍵詞 對(duì)輥式破碎機(jī)；PLC-300；西門子MM440變頻器AbstractThe manual describes the development of the domestic status quo Crusher and it

3、s problems, at the same time introduced the PLC programmable controller and its working principle STEP7 programming software to use, and specification also describes the use of Siemens frequency converter MM440. The design is a process based on the PLC-300 automatic oppositely rolling roller crusher

4、 control system, the design includes hardware design, software design in two parts. Chapter 5 of this manual describes the oppositely rolling roller crusher hardware design, hardware design, including the roller crusher technology, process control, hardware selection and wiring hardware. Which focus

5、es on the oppositely rolling roller crusher control wiring process and its hardware, and system control with schematic wiring diagram with the set of hardware. Chapter 6 of this manual is oppositely rolling roller crusher part of software design, software design processes including the system proced

6、ures, PLC input and output I / O allocation, the system programming. Programming the PLC section describes the installation of STEP7 programming software and systems programming process. Procedures in this chapter with a system flow chart, I / O symbol table. 3 sets of procedures ladder. Keywords op

7、positely rolling roller crusher；PLC-300；Siemens MM440 Inverter目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒論1第2章 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的背景22.1 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的發(fā)展22.2 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)所存在的問(wèn)題22.3 破碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)32.4 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化3第3章 可編程控制器PLC原理及選型53.1 PLC發(fā)展歷程53.2 PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀53.3 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展前景63.4可編程序控制器PLC的分類63.5 PLC的選型方法83.5.1 PLC電源的選擇83.5.2 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算93.5.3 輸入輸出模塊的選擇93.5.4

8、存儲(chǔ)器容量的估算 93.5.5 存儲(chǔ)器的選擇9第4章 西門子STEP7軟件介紹104.1西門子STEP7的概述104.2 STEP7的構(gòu)成組件104.3 STEP7各程序塊的功能11第5章 MM440變頻器145.1 MM440通用型變頻器概述145.2 MM440變頻器的安裝與接線145.3 MM440變頻器開(kāi)關(guān)量輸入功能155.4 MM440變頻器的多段速選擇功能165.5 MM440變頻器的停車跟制動(dòng)17第6章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì)186.1對(duì)輥式破碎機(jī)簡(jiǎn)介186.2 對(duì)輥式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)186.3 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制要求186.4 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制過(guò)程196.4.1 對(duì)

9、輥式破碎機(jī)的控制模式196.4.2 PLC現(xiàn)場(chǎng)控制箱的指示按鈕196.4.3 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖196.5硬件選擇說(shuō)明236.5.1 主電路電動(dòng)機(jī)選擇236.5.2 油泵電機(jī)選擇236.5.3 電流互感器選擇246.5.4 電流變送器選擇246.5.5斷路器選擇246.5.6 熱過(guò)載繼電器選擇256.5.7 中間繼電器選擇256.5.8 變頻器的選擇256.6 PLC硬件選擇256.6.1 PLC電源選擇256.6.2 CPU選擇266.6.3 數(shù)字量輸入模塊選擇與接線266.6.4數(shù)字量輸出模塊選擇與接線266.6.5模擬量輸入模塊選擇與接線27第7章 對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)29

10、7.1 對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)的程序流程297.2 I/O符號(hào)表307.3編輯系統(tǒng)程序327.3.1創(chuàng)建新項(xiàng)目327.3.2 設(shè)計(jì)PLC硬件組態(tài)357.3.3編輯符號(hào)表367.3.4編寫系統(tǒng)的程序377.4 對(duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)的程序梯形圖38結(jié)論48參考文獻(xiàn)49謝辭50第1章 緒論隨著我國(guó)煤炭、礦山、建筑等行業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，破碎機(jī)呈現(xiàn)出種類、數(shù)目不斷增多，機(jī)型不斷豐富的局面。隨著各行業(yè)對(duì)破碎機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)破碎機(jī)技術(shù)提出了更高的要求，特別是對(duì)輥式破碎機(jī)提出了更新更高的要求。在當(dāng)前各種多功能全自動(dòng)破碎機(jī)逐漸進(jìn)入各企業(yè)的情況下，人們有必要對(duì)國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展作進(jìn)一步研究。對(duì)輥

11、式破碎機(jī)適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細(xì)碎作業(yè)。對(duì)輥式破碎機(jī)兩路齒輥由油泵潤(rùn)滑，物料進(jìn)入破碎機(jī)后靠輥?zhàn)拥臄D軋和磨剪力進(jìn)行破碎，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便、工作可靠、破碎能力大。對(duì)輥式破碎機(jī)齒形優(yōu)化設(shè)計(jì)，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻，將其應(yīng)用在大塊物料破碎至小塊物料，是其他破碎機(jī)所望塵莫及的。本課題將選用西門子的S7-300 PLC程序，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)出對(duì)輥式破碎機(jī)的控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)應(yīng)該有硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。第2章 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的背景2.1 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的發(fā)展1.在質(zhì)量方面，由于破碎機(jī)是機(jī)械中較為復(fù)雜

12、的機(jī)械，它包羅了機(jī)、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，而目前國(guó)內(nèi)破碎機(jī)制造廠無(wú)論是產(chǎn)品的最初設(shè)計(jì)水平，還是后來(lái)的加工與裝配水平，都與國(guó)外同行有著十幾年的差距，無(wú)法生產(chǎn)出真正有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。2.在適應(yīng)性方面，國(guó)產(chǎn)自動(dòng)破碎機(jī)的功能比較單一，適應(yīng)面也比較窄，對(duì)待裝破碎機(jī)的形狀與體積等均有較嚴(yán)格的規(guī)定，一般只適用于一二種破碎機(jī)，而國(guó)內(nèi)同一破碎機(jī)生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的破碎機(jī)規(guī)格各不相同，產(chǎn)量也不同，這就給相關(guān)工作帶來(lái)一定的困難。而國(guó)外破碎機(jī)生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問(wèn)題，他們所生產(chǎn)的設(shè)備功能更加靈活多變，適用范圍也更廣。3.在運(yùn)行可靠性方面，進(jìn)口自動(dòng)也要高出國(guó)產(chǎn)一截，部分國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的故障率較高。因此，許多破碎機(jī)生產(chǎn)企

13、業(yè)不得不購(gòu)買多臺(tái)國(guó)產(chǎn)自動(dòng)，以防因維修機(jī)器而影響正常生產(chǎn)。4.在工作效率方面，由于國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的運(yùn)行速度大多在中低檔水平，且自動(dòng)化程度一般，其生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國(guó)外同類產(chǎn)品，這樣就等于無(wú)形中增加了企業(yè)的成本，降低了企業(yè)的利潤(rùn)，造成了極大的浪費(fèi)?？傊壳皣?guó)產(chǎn)破碎機(jī)存在著適應(yīng)物種類單一、紙盒尺寸的變化范圍小、生產(chǎn)速度普遍停留在中低速水平等不完善之處。2.2 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)所存在的問(wèn)題1.破碎機(jī)的研制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要有雄厚的技術(shù)力量、精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國(guó)在這方面的投入甚少，行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)的投入比例嚴(yán)重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入資金進(jìn)

14、行基礎(chǔ)研究。可以說(shuō)，破碎機(jī)的研發(fā)力量薄弱與經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足造成其技術(shù)含量低下，無(wú)法與國(guó)外同類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，且只能靠低價(jià)維持其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，無(wú)法長(zhǎng)期占領(lǐng)市場(chǎng)的現(xiàn)狀。2.在行業(yè)中，破碎機(jī)低水平重復(fù)太多，應(yīng)變能力不強(qiáng)，國(guó)內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小，且大多生產(chǎn)同種類型的設(shè)備，在市場(chǎng)上進(jìn)行低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)，而一旦遇上市場(chǎng)要求變動(dòng)，又無(wú)法及時(shí)轉(zhuǎn)型，從而極易被市場(chǎng)所淘汰。2.3 破碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)人機(jī)工程學(xué)屬于一種綜合性的邊緣學(xué)科，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更注重人的因素，它的最終目的是達(dá)到“人產(chǎn)品環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。那么破碎機(jī)設(shè)備作為一種為了降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)更應(yīng)該考慮人的因素，且應(yīng)該將這種觀念貫穿于

15、機(jī)械設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如操作臺(tái)面的高低、操作程序的合理化、操作界面的視覺(jué)效果（視疲勞的產(chǎn)生程度）、操作的安全性、維修的方便性、調(diào)整的方便性等。制料廠家由于各種因素對(duì)破碎機(jī)更新?lián)Q代比較頻繁，那么一種型號(hào)的設(shè)備就不能只用于一種產(chǎn)品的。由于不同破碎機(jī)的態(tài)、特性，即使工藝相同，也會(huì)涉及到模具不同、加料方式不同等問(wèn)題?，F(xiàn)今市場(chǎng)上的破碎機(jī)設(shè)備兼容性較小，適用也不廣泛，一般為一對(duì)一的，既使可以包不同的破碎機(jī)，更換模具也不是很方便。如果把工序相同或類似的機(jī)械做成一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，需要更換的部位做成能獨(dú)立運(yùn)行的基本單元體，通過(guò)接口相連實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的連機(jī)，使其和主機(jī)成為一個(gè)共同體（類似積木的形式，可以根據(jù)要求進(jìn)行

16、組合），在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)自己的需要對(duì)基本單元體進(jìn)行自行組合就行了。如果能實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)，既方便操作者更換模具，又可以極大的減少浪費(fèi)，同時(shí)增大了機(jī)器的靈活性和適用性。2.4 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化自動(dòng)化已成為一種必然的趨勢(shì)，而且我們也正朝著這個(gè)方向努力。但現(xiàn)在的自動(dòng)化只能說(shuō)是相對(duì)的，要實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化我們的路還很長(zhǎng)，會(huì)碰到諸如檢測(cè)、自動(dòng)調(diào)整等一系列問(wèn)題。對(duì)形態(tài)各異、物理特性各不相同的破碎機(jī)在檢測(cè)過(guò)程中所碰到的問(wèn)題會(huì)更多，而檢測(cè)之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也不會(huì)就停。留在當(dāng)前的程度上。這需要電子行業(yè)和行業(yè)的共同努力，需要醫(yī)料機(jī)械能夠?qū)⑿碌碾娮蛹夹g(shù)及時(shí)的應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái)，需要兩個(gè)行業(yè)的共同探索。有些制料機(jī)

17、械企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始用伺服電機(jī)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，這種替代就是對(duì)傳統(tǒng)框框的一種改革和突破。用伺服系統(tǒng)控制的傳動(dòng)系統(tǒng)即可以通過(guò)程序的編寫來(lái)控制整個(gè)動(dòng)作的同步問(wèn)題，又可以消除傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)容易形成積累誤差的缺點(diǎn)，在調(diào)試的過(guò)程還可以對(duì)每個(gè)動(dòng)作單獨(dú)控制，也節(jié)省了調(diào)試所形成的浪費(fèi)。在自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中我們強(qiáng)調(diào)“模塊化”設(shè)計(jì)，將相關(guān)動(dòng)作分解開(kāi)來(lái)，由系統(tǒng)獨(dú)立控制，并可方便地實(shí)現(xiàn)整體控制，實(shí)際上是增加了機(jī)械運(yùn)行和調(diào)節(jié)的靈活性，提高了自動(dòng)化。在對(duì)醫(yī)療機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)化上，我們對(duì)自動(dòng)化定義越來(lái)越廣，越來(lái)越細(xì)，研究的也越來(lái)越深，從一種機(jī)械自動(dòng)化上升到整個(gè)車間的自動(dòng)化，從的一部分工序到整個(gè)過(guò)程，整條生產(chǎn)線及整個(gè)車間的設(shè)計(jì)將成為一

18、種必然的趨勢(shì)。整體自動(dòng)化車間的設(shè)計(jì)，實(shí)際上是對(duì)破碎機(jī)提供一套完整的解決方案，是對(duì)自動(dòng)化一種全新的飛躍，隨著這種趨勢(shì)的發(fā)展，工業(yè)也會(huì)加入其中，發(fā)揮它強(qiáng)大的功能。從綠色設(shè)計(jì)的角度看待機(jī)械，我們需要改進(jìn)的地方還很多。泡罩采用的無(wú)邊沖裁，就是成功的典型一例，它既是破碎機(jī)廠家的節(jié)約之舉，也是社會(huì)資源的節(jié)約，同時(shí)還減少了環(huán)境污染。剛剛修訂過(guò)的固體環(huán)境污染防治法草案,草案的實(shí)施對(duì)過(guò)度問(wèn)題提出了具體的限制，雖然仍不完善，但這說(shuō)明國(guó)家已經(jīng)將所引起的環(huán)境問(wèn)題提到日程上來(lái)了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，垃圾已經(jīng)占到生活垃圾的30%，而這些垃圾絕大部分都是過(guò)度。順著這個(gè)思路思考一下醫(yī)料機(jī)械的整體狀況，就會(huì)發(fā)現(xiàn)我們距離“綠色”有多遠(yuǎn)。我們

19、應(yīng)當(dāng)遵守這樣一條原則：減少一切可以避免的，一切廢品都是浪費(fèi)，都可能對(duì)環(huán)境造成污染。在這條原則的下，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及原材料等方面來(lái)考慮我們的機(jī)械。 第3章 可編程控制器PLC原理及選型3.1 PLC發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Program

20、mable Controller（PC）。 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可

21、預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。3.2 PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀自20 世紀(jì)60 年代中期以來(lái)PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用, 尤其近20 年來(lái)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展, 不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格, 使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過(guò)程控制軟件都獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步, 也使PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。下面通過(guò)兩組數(shù)據(jù)(引自工控網(wǎng)) 說(shuō)明PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀。PLC 在冶金行業(yè)的市場(chǎng)將持續(xù)增加2003 年中國(guó)的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng), 工業(yè)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)在12% 以上, 而且中國(guó)的最大鋼鐵出口對(duì)象美國(guó)在2003 年下半年取消了鋼鐵附加稅, 中國(guó)鋼材對(duì)其出口也將迅速回升。這些有利因素刺激了中國(guó)冶金行業(yè)

22、的投資。據(jù)調(diào)查, 中國(guó)冶金行業(yè)對(duì)設(shè)備的投資同比增長(zhǎng)接近50%。冶金設(shè)備的大量增長(zhǎng)帶動(dòng)了PLC 在該行業(yè)的增長(zhǎng), 2003 年P(guān)LC 在冶金行業(yè)的市場(chǎng)達(dá)到216 億元, 2004 年有望達(dá)到3 億元。PLC 在紡織行業(yè)的應(yīng)用分析。在中國(guó), PLC 在紡織機(jī)械上的運(yùn)用已經(jīng)有17 年的歷史了, 從最早的進(jìn)口合成纖維生產(chǎn)設(shè)備到目前的中小型紡機(jī), PLC 無(wú)處不在。占各類紡織機(jī)械60% 以上的織機(jī)平均每臺(tái)帶有一個(gè)小型的PLC, 主要用于檢測(cè)、報(bào)警、速度控制和機(jī)器啟?？刂啤＜彊C(jī)的比例在紡織機(jī)械中不到5% , 卻用到更多的PLC, 單臺(tái)紡紗機(jī)最多用到17臺(tái)PLC, 主要是60個(gè)IO點(diǎn)以下的微型產(chǎn)品。梳棉機(jī)也

23、用微小型PLC 控制。其它各類紡織機(jī)械基本上都采用PLC 控制, 只有一些相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備采用單片機(jī)或者其它控制方式。紡織機(jī)械的輔助設(shè)備也主要由PLC 控制, 如循環(huán)水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蒸氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、線等。實(shí)際上PLC 在中國(guó)的應(yīng)用已分布到各行各業(yè), 根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查, 2003 年中國(guó)控制類產(chǎn)品市場(chǎng)PLC的占有率已超過(guò)50% , 而且保持著10% 15%的發(fā)展速度。3.3 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展前景現(xiàn)在,雖然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的 DCS 和 FCS 控制系統(tǒng), PLC 控制也終將會(huì)被先進(jìn)的 FCS 控制所取代,但是目前以及今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間, PLC 還會(huì)與 DCS 和 FCS 共存,

24、這主要基于以下原因:(1) 現(xiàn)在企業(yè)的確正在朝著自動(dòng)化、信息化、開(kāi)放化的方向發(fā)展,但這并不意味著要將現(xiàn)有控制系統(tǒng)推倒重來(lái)。企業(yè)投入大量的人力和財(cái)力建立起來(lái)的 PLC 控制系統(tǒng)已經(jīng)成型,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系統(tǒng),需要更大的資金投入,將造成很大的浪費(fèi)。(2) 基于以上市場(chǎng)需求,許多軟件廠商(例如: 華富惠通軟件公司) 正在考慮如何利用企業(yè)已經(jīng)成型的控制系統(tǒng)及新建的廠級(jí)網(wǎng)絡(luò),開(kāi)發(fā)控制系統(tǒng)軟件,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、信息化,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡(luò)的集成。(3) 目前, PLC 的功能增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化, IO 模塊趨向分散化、智能化,編程工具和編程語(yǔ)言更具標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)

25、化。(4) PLC 的聯(lián)網(wǎng)通信能力增強(qiáng), 向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開(kāi)放式的通信發(fā)展。(5) 現(xiàn)在的 PLC 系統(tǒng)與 DCS 技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線IO技術(shù)相結(jié)合,結(jié)構(gòu)開(kāi)放、擴(kuò)展方便、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格低廉。由以上分析可以預(yù)見(jiàn),未來(lái) PLC 將朝著多功能化、集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放化的方向發(fā)展,故 PLC 雖然面臨其它自動(dòng)化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn),但同時(shí)也在吸收它們的優(yōu)點(diǎn), 互相融合,不斷創(chuàng)新,在今后一段時(shí)間內(nèi)將與其它先進(jìn)控制方式并存,共同發(fā)展。3.4可編程序控制器PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大

26、致分類。（1） 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。1.整體式 PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒(méi)有CPU。基本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。2.模塊式P

27、LC 模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別做成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。（2） 按功能分類根據(jù)PLC所具

28、有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。1.低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。2.中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。3.高檔PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PL

29、C機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過(guò)程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。（3） 按I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。1.小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量4K字以下。2. 中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)2562048點(diǎn)；雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量28K。 3.大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)> 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K。3.5 PLC的選型方法在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。P

30、LC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。3.5.1 PLC電源的選擇PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根

31、據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制

32、系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 3.5.2 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。3.5.3 輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、

33、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開(kāi)關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過(guò)載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?jù)應(yīng)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(yīng)用成本?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。3.5.4 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容

34、量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。3.5.5 存儲(chǔ)器的選擇由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。 第4章 西門子STEP7軟件介紹4.1西門子STEP7的概述STEP7是用于SIMATIC可編程控制器組

35、態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，其用戶接口是基于當(dāng)前最新水平的人機(jī)控制工程設(shè)計(jì)，可以輕松方便的使用。STEP7編程軟件適用于SIMATICS7、M7、C7和基于PC的WinAC，是供其編程、監(jiān)控和藏書(shū)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具。 STEP7是一個(gè)強(qiáng)大的工程工具，用于整個(gè)項(xiàng)目流程設(shè)置。從項(xiàng)目實(shí)施的計(jì)劃配置、實(shí)施模塊測(cè)試、繼承測(cè)試調(diào)試到運(yùn)行維護(hù)階段，都需要不同功能的工程工具。STEP7工程工具包含了整個(gè)羨慕流程的各種功能要求：CAD/CAE支持、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、仿真、過(guò)程診斷等。4.2 STEP7的構(gòu)成組件STEP7不是一個(gè)單一的應(yīng)用程序，而是有一系列應(yīng)用程序工具構(gòu)成的軟件包。STEP7主要包括以下組件：SIMAT

36、IC管理器，程序編輯器，符號(hào)編輯器，硬件組態(tài)，硬件診斷，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。SIMATIC管理器：在SIMATIC管理器SIMATIC Manager環(huán)境中進(jìn)行項(xiàng)目的編程和組態(tài)，每個(gè)操作所需的工具均由SIMATIC Manager自動(dòng)運(yùn)行，因此不需要用戶分別啟動(dòng)各個(gè)不同的工具。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，SIMATIC Manager提供了STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包的集成，統(tǒng)一的界面。SIMATIC Manager中可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的視圖由兩部分組成。左視圖顯示整個(gè)項(xiàng)目的層次結(jié)構(gòu)，在右試圖中顯示左視圖當(dāng)前選中的目錄下的所包含的對(duì)象。SIMATIC Manager的菜單主要實(shí)現(xiàn)以下幾類功能：項(xiàng)目文件的管理；對(duì)象

37、的編輯和插入；程序的下載，監(jiān)控，診斷；視圖，窗口排列，環(huán)境設(shè)置選項(xiàng)。硬件組態(tài)：該工具為自動(dòng)化項(xiàng)目的硬件進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置。可以對(duì)PLC機(jī)架上的硬件進(jìn)行配置，設(shè)置各種硬件模塊的參數(shù)，例如CPU參數(shù)和分布式I/O參數(shù)等。編程工具：該工具集成了梯形圖LAD，語(yǔ)句表STL和功能塊圖FBD三種編程語(yǔ)言的編輯，編譯和調(diào)試功能。符號(hào)編輯器：該工具用于創(chuàng)建和管理所有的全局符號(hào)。為輸入輸出信號(hào)，位存儲(chǔ)和塊設(shè)定符號(hào)名和注釋。使用這個(gè)工具生成的符號(hào)表式全局有效的，可供其他所有工具使用。因而，一個(gè)符號(hào)的任何改變都能自動(dòng)被其他工具識(shí)別。硬件診斷：該工具可以對(duì)PLC站的各硬件模塊進(jìn)行在線診斷，顯示相關(guān)的故障信息和狀態(tài)信息

38、。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：該工具用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡(luò)連接，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)通訊設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。4.3 STEP7各程序塊的功能在S7用戶程序中有下列幾種類型的塊可以使用:1. 組織塊OBOB決定用戶程序的結(jié)構(gòu)；2. 系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC): SFB和SFC集成在S7CPU中可以用來(lái)訪問(wèn)一些重要的系統(tǒng)功能；3. 功能塊(FB):FB是帶有“存儲(chǔ)區(qū)域”的塊，可以自己編程這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域；4. 功能(FC):FC中是經(jīng)常使用的功能的程序；5. 背景數(shù)據(jù)塊(背景DB):當(dāng)一個(gè)FB/SFB被調(diào)用時(shí)，背景DB與該塊相關(guān)聯(lián)，它們可以在編譯過(guò)程中自動(dòng)生成；6. 數(shù)據(jù)塊(DB): DB是用于存儲(chǔ)用

39、戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，除了指定一個(gè)功能塊的數(shù)據(jù)， 還可以定義可以被任何塊使用的共享數(shù)據(jù)。1、組織塊及其優(yōu)先級(jí)組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。它有操作系統(tǒng)調(diào)用并控制循環(huán)和中斷驅(qū)動(dòng)的程序的執(zhí)行以及可編程控制器如何啟動(dòng)。它們還處理對(duì)錯(cuò)誤的響應(yīng)， 通過(guò)編程組織塊可指定CPU 的反應(yīng)。組織塊決定各個(gè)程序部分執(zhí)行的順序。一個(gè)OB的執(zhí)行可以被另一個(gè)OB的調(diào)用而中斷。那個(gè)OB可以中斷另一個(gè)OB由它的優(yōu)先級(jí)決定，高優(yōu)先級(jí)的OB可以中斷低優(yōu)先級(jí)的OB，其中用于全程序循環(huán)的OB1優(yōu)先級(jí)最高，背景OB優(yōu)先級(jí)最低。部分組織塊的功能簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：(1)主程序循環(huán)OB1：在S7-300/400系列的PLC中，無(wú)論哪種型號(hào)的C

40、PU模板都通過(guò)OB1來(lái)組織，如果全部的用戶程序結(jié)構(gòu)只有1個(gè)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。(2)日期時(shí)間中斷OB10-OB17:日期時(shí)間中斷允許用戶通過(guò)STEP7編程設(shè)定，可在特定日期，時(shí)間執(zhí)行中斷操作，也可按照時(shí)間間隔周期性的重復(fù)執(zhí)行中斷操作，8個(gè)日期時(shí)間中斷具有相同的優(yōu)先級(jí)，CPU按啟動(dòng)事件發(fā)生順序進(jìn)行處理。(3)時(shí)間延時(shí)中斷OB20-OB23：如果在STEP7參數(shù)設(shè)定時(shí)選中了延時(shí)中斷OB項(xiàng)，并在用戶程序中調(diào)用SFC32，設(shè)定延時(shí)時(shí)間，則當(dāng)延時(shí)時(shí)間到時(shí)，調(diào)用時(shí)間延時(shí)中斷。(4)

41、循環(huán)中斷OB30-OB38：循環(huán)中斷是CPU進(jìn)入RUN后按間隔時(shí)間循環(huán)觸發(fā)的中斷，因此，用戶定義的間隔時(shí)間要大于中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間，啟動(dòng)循環(huán)中斷，需要在STEP7參數(shù)設(shè)置時(shí)選中循環(huán)中斷參數(shù)塊，并按1ms的整數(shù)倍設(shè)置間隔時(shí)間，如果未做間隔時(shí)間設(shè)置，CPU則按默認(rèn)值觸發(fā)循環(huán)中斷。(5)異步故障中斷OB80-OB87:異步故障中斷是由CPU的操作系統(tǒng)檢測(cè)到一個(gè)異步錯(cuò)誤時(shí)觸發(fā)的中斷，其檢測(cè)錯(cuò)誤類型和調(diào)用中斷號(hào)如下：OB80:時(shí)間錯(cuò)誤中斷，如設(shè)置循環(huán)間隔時(shí)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(gè)通道短路；OB83:插入/移走模板中斷，如PLC系統(tǒng)運(yùn)行

42、中被移走了一個(gè)輸出模板；OB84:CPU硬件錯(cuò)誤，如MPI網(wǎng)絡(luò)接口錯(cuò)誤；OB85:優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤，如程序未安排OBX組織塊；OB86:機(jī)架故障；OB87：通信錯(cuò)誤，如在全局?jǐn)?shù)據(jù)通信中有錯(cuò)誤的標(biāo)識(shí)符。(6)啟動(dòng)中斷OB100-OB102:如果需要安排初始化操作，或者根據(jù)暖啟動(dòng)，熱啟動(dòng)，冷啟動(dòng)的啟動(dòng)事件，可在OB100，OB101,OB102中編寫啟動(dòng)條件，完成PLC系統(tǒng)的啟動(dòng)步驟，PLC CPU啟動(dòng)中斷的觸發(fā)條件為：電源上電；CPU的開(kāi)關(guān)狀態(tài)從STOP撥向RUN/RUN-P；從網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)的啟動(dòng)請(qǐng)求。2、功能塊(FC)FC是“無(wú)存儲(chǔ)區(qū)”的邏輯塊。FC的臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局域數(shù)據(jù)堆棧中，當(dāng)FC 執(zhí)行結(jié)束后，

43、 這些數(shù)據(jù)就丟失了。要將這些數(shù)據(jù)永久存儲(chǔ)，F(xiàn)C也可以使用共享數(shù)據(jù)塊。由于FC沒(méi)有自己的存儲(chǔ)區(qū)，所以必須為它指定實(shí)際參數(shù)，不能為一個(gè)FC的局域數(shù)據(jù)分配初始值。3、功能塊(FB)功能塊是具有“存儲(chǔ)功能” 的塊， 用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲(chǔ)器。傳遞給功能塊的參數(shù)和靜態(tài)變量存儲(chǔ)在背景塊中。臨時(shí)變量存在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中。當(dāng)功能塊執(zhí)行結(jié)束時(shí)， 存在背景塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，但存在本地堆棧中的數(shù)據(jù)將丟失。功能塊使得對(duì)于經(jīng)常使用的功能、復(fù)雜功能的編程變得容易。4、共享數(shù)據(jù)塊(DB)如果某個(gè)邏輯塊(FC, FB 或OB)被調(diào)用，則它可以臨時(shí)占用局域數(shù)據(jù)區(qū)(L 堆棧)。除了這個(gè)局域數(shù)據(jù)區(qū)， 邏輯塊還可以打開(kāi)一個(gè)DB形式

44、的存儲(chǔ)區(qū)。與局域數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)不同，在DB中的數(shù)據(jù)當(dāng)DB關(guān)閉時(shí)，也就是，當(dāng)相應(yīng)的邏輯塊結(jié)束時(shí)，不會(huì)被刪除。每個(gè)FB,FC或OB可從共享DB中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入共享DB。當(dāng)該DB 退出時(shí)，這些數(shù)據(jù)保持在DB中。5、系統(tǒng)功能塊(SFB)和系統(tǒng)功能(SFC)在S7中不需要每個(gè)功能都自己編程，S7CPU 為用戶提供了一些己經(jīng)編號(hào)的程序塊，這些塊可在用戶程序中進(jìn)行調(diào)用。（1）系統(tǒng)功能塊(SFB)系統(tǒng)功能塊時(shí)集成在S7CPU 中的功能塊。SFB作為操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。與FB相同，SFB也是“具有存儲(chǔ)能力” 的塊。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。

45、（2）系統(tǒng)功能(SFC) 系統(tǒng)功能時(shí)集成在S7CPU中的預(yù)先編號(hào)程序并通過(guò)測(cè)試的功能?？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。 第5章 MM440變頻器5.1 MM440通用型變頻器概述MICROMASTER 440 變頻器簡(jiǎn)稱MM440 變頻器，是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列，本系列有多種型號(hào)供用戶選用，很頂轉(zhuǎn)矩（CT）控制方式額定功率范圍從120W 200KW ,可變轉(zhuǎn)矩（VT）控制方式可達(dá)到250kw。MM440由微處理器控制，采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能多

46、樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲，具有全面而完善的保護(hù)功能，為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。MM440變頻器具有默認(rèn)的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。由于MM440變頻器具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。MM440變頻器既可用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中。5.2 MM440變頻器的安裝與接線表5-1 MM440變頻器數(shù)字輸入端子功能說(shuō)明數(shù)字輸入?yún)?shù)編號(hào)出廠設(shè)置功能說(shuō)明Din1P07011接通正轉(zhuǎn)/斷開(kāi)停車Din2P070212接通反轉(zhuǎn)/斷開(kāi)停車 Din3 P07

47、04 15速度選擇1 Din4 P0705 15速度選擇2 圖5.1 MM440變頻器的安裝與接線在變頻器與電動(dòng)機(jī)和電源線連接時(shí)必須注意：1.變頻器必須接地。2.在變頻器與電源線連接或更換變頻器的電源線之前，就應(yīng)完成電源線的絕緣測(cè)試。3.確信電動(dòng)機(jī)與電源電壓的匹配是正確的。4.不允許把MM440變頻器鏈接到電壓更高的電源上。5.連接同步電動(dòng)機(jī)或并聯(lián)連接幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器必須在U-f特性下運(yùn)行。6.電源電纜和電動(dòng)機(jī)電纜與變頻器相應(yīng)的接線端子連接好以后，在接通電源時(shí)必須確信變頻器的前蓋已經(jīng)蓋好。7.確信供電電源與變頻器之間已經(jīng)正確接入與其額定電流相應(yīng)的斷路器。5.3 MM440變頻器開(kāi)關(guān)量輸入功

48、能MM440變頻器包含了6個(gè)數(shù)字開(kāi)關(guān)量的輸入端子，每個(gè)端子都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)用來(lái)設(shè)定該端子的功能。表5-2 MM440變頻器開(kāi)關(guān)量端子輸入說(shuō)明數(shù)字輸入端子編號(hào)參數(shù)編號(hào)工廠設(shè)置功能說(shuō)明DIN15P07011=1接通正轉(zhuǎn)/斷開(kāi)停車=2接通反轉(zhuǎn)/斷開(kāi)停車=3斷開(kāi)慣性自由停車=4斷開(kāi)按第二慣性時(shí)間快速停車=9故障復(fù)位=10正向電動(dòng)=11反向電動(dòng)=12反轉(zhuǎn)（與正轉(zhuǎn)命令配合使用）=13電動(dòng)電位計(jì)升速=14電動(dòng)電位計(jì)降速=15固定頻率直接選擇=16固定頻率選擇+ON命令=17固定頻率編碼選擇+ON命令=25使能直流制動(dòng)=29外部故障信號(hào)觸發(fā)跳閘=33禁止附加頻率設(shè)定值DIN26P070212DIN37P07

49、039DIN48P070415DIN516P070515DIN617P07061599公共端說(shuō)明：開(kāi)關(guān)量的輸入邏輯可以通過(guò)P0725改變開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)由參數(shù)r0722監(jiān)控，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)相應(yīng)筆畫點(diǎn)亮。5.4 MM440變頻器的多段速選擇功能多段速功能，也稱作固定頻率，就是設(shè)置參數(shù)P1000=3的條件下，用開(kāi)關(guān)量端子選擇固定頻率的組合，實(shí)現(xiàn)電機(jī)多段數(shù)運(yùn)行，可通過(guò)如下3種方式運(yùn)行實(shí)現(xiàn)：直接選擇在這種操作方式下一個(gè)數(shù)字輸入選擇一個(gè)固定頻率。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(dòng)功能。二進(jìn)制編碼選擇+ON命令使用這種方法最多可以選擇15個(gè)固定頻率。5.5 MM440變頻器

50、的停車跟制動(dòng)停車指的是將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到零速的操作，在MM440變頻器支持的停車方式包括：表5-3 MM440變頻器停車方式說(shuō)明停車方式功能解釋應(yīng)用場(chǎng)合OFF1變頻器按照P1121所設(shè)定的斜坡下降時(shí)間由全速降為0速一般場(chǎng)合OFF2變頻器封鎖脈沖輸出，電機(jī)慣性滑行狀態(tài)，直至速度為0速設(shè)備需要急停，配合機(jī)械抱閘OFF3變頻器按照P1135所設(shè)定的斜坡下降時(shí)間由全速降為0速設(shè)備需要快速停車為了縮短電機(jī)減速時(shí)間，MM440支持一下兩種制動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)將電機(jī)快速制動(dòng)。表5-4 MM440的兩種制動(dòng)方式制動(dòng)方式功能解釋相關(guān)參數(shù)直流制動(dòng)變頻器向電機(jī)定子注入直流P1230=1使能直流制動(dòng)P1232=直流制動(dòng)

51、強(qiáng)度P1233=直流制動(dòng)持續(xù)時(shí)間P1234=直流制動(dòng)的起始頻率能耗制動(dòng)變頻器通過(guò)制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，將電機(jī)回饋的能量以熱能的形式消耗掉P1237=1-5,能耗制動(dòng)的停止周期P1240=0,禁止直流電壓控制器，從而防止斜坡下降時(shí)間的自動(dòng)延長(zhǎng)第6章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì)6.1對(duì)輥式破碎機(jī)簡(jiǎn)介對(duì)輥式破碎機(jī)（對(duì)輥式破碎機(jī)/雙輥破碎機(jī)）適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細(xì)碎作業(yè)。主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便、工作可靠、調(diào)整破碎比較方便，無(wú)需基礎(chǔ)就能使用。對(duì)輥式破碎機(jī)其齒形優(yōu)化設(shè)計(jì)，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻，

52、將其應(yīng)用在大塊物料破碎至小塊物料的場(chǎng)合，是其他破碎機(jī)所望塵莫及的，形成了高生產(chǎn)率的機(jī)理。6.2 對(duì)輥式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)對(duì)輥式破碎機(jī)主要由機(jī)架、機(jī)體、對(duì)輥部分、傳動(dòng)部分、動(dòng)力部分等組成。機(jī)架由型鋼焊接而成，主要起支撐作用，所有部件均安裝在機(jī)架上。機(jī)體由優(yōu)質(zhì)的鑄鐵鑄造而成，是一個(gè)上下分體結(jié)構(gòu)，并鑄成封閉式箱體形式，破碎機(jī)兩對(duì)輥均安裝在箱體內(nèi)，為防止機(jī)體磨損，機(jī)蓋兩側(cè)安裝有耐磨襯板。動(dòng)力和傳動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)主、被動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)三角皮帶，將動(dòng)力傳遞給輥軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到破碎的目的。主、附輥軸是由鏈輪和鏈條帶動(dòng)，形成反向旋轉(zhuǎn)。6.3 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制要求 對(duì)輥式破碎機(jī)采用兩組單獨(dú)傳動(dòng)的輥?zhàn)?，由電?dòng)機(jī)通

53、過(guò)三角皮帶帶動(dòng)兩輥?zhàn)酉鄬?duì)旋轉(zhuǎn)而形成“V”型破碎腔（對(duì)輥部分是破碎機(jī)執(zhí)行破碎的主要部件，它由45#鑄鋼澆鑄而成，鑲在主、附軸上），啟動(dòng)破碎機(jī)后，有油泵運(yùn)行給兩輥上油潤(rùn)滑，當(dāng)兩對(duì)輥相向旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從料斗定量給入，切向進(jìn)入對(duì)輥中間，由于對(duì)輥的調(diào)整系統(tǒng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于物料，物料被破碎，被擠碎的物料隨著對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)逐漸達(dá)到最小粒度后，進(jìn)入機(jī)器的底部出料斗內(nèi)，并隨著有斜度的料槽流出機(jī)器，破碎過(guò)程完成。本控制系統(tǒng)要求不僅是能本地控制破碎機(jī)運(yùn)行，而且能夠通過(guò)遠(yuǎn)程PLC進(jìn)行控制。6.4 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制過(guò)程6.4.1 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制模式本控制系統(tǒng)有兩種控制模式：就地控制跟遠(yuǎn)程集中控制。1.將就地/遠(yuǎn)程旋鈕切換到

54、就地，系統(tǒng)進(jìn)入就地手動(dòng)狀態(tài)。在就地手動(dòng)狀態(tài)下，可以獨(dú)立的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)主電機(jī)，停止按鈕或禁啟按鈕均可以停止主電機(jī)的運(yùn)行；也可以通過(guò)油泵啟和油泵停按鈕獨(dú)立的啟/停油泵。2.將就地/遠(yuǎn)程旋鈕切換到遠(yuǎn)程，系統(tǒng)進(jìn)入遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)。在遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)下，主電機(jī)和油泵電機(jī)的運(yùn)行亦是受PLC控制的，但是PLC是受遠(yuǎn)程控制的。只要在遠(yuǎn)程控制的無(wú)源接口處保持閉合，PLC就會(huì)啟動(dòng)設(shè)備并一直保持運(yùn)行直到該信號(hào)消失（即觸電斷開(kāi)）。6.4.2 PLC現(xiàn)場(chǎng)控制箱的指示按鈕在PLC遠(yuǎn)程控制箱上有如下按鈕指示燈：1.禁啟按鈕：按下時(shí)切斷控制電源并停機(jī)，一直保持設(shè)備不能啟動(dòng)。2.主電機(jī)停車按鈕，停止主電機(jī)的運(yùn)行，不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。

55、3.油泵停按鈕，停止油泵的運(yùn)行。4.主電機(jī)正轉(zhuǎn)帶燈按鈕，在手動(dòng)時(shí)，用于啟動(dòng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；在自動(dòng)時(shí)，用于給PLC發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，指示燈亮。5.主電機(jī)反轉(zhuǎn)帶燈按鈕，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。當(dāng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，指示燈亮。6.油泵啟帶燈按鈕，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)油泵電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)油泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)指示燈亮。7.系統(tǒng)電源指示燈，指示系統(tǒng)的控制電源。8.事故處理指示燈，用于指示缺相或轉(zhuǎn)速故障。9.就地/遠(yuǎn)程切換旋鈕，用于控制模式的切換。6.4.3 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖圖6.1為對(duì)輥式破碎機(jī)主電路運(yùn)行原理圖，主電路電源選用三相電源，電機(jī)M1和電機(jī)M2為對(duì)輥式破碎機(jī)的破碎

56、輥控制電機(jī)，電機(jī)M1和M2的轉(zhuǎn)速由MM440變頻器控制，M3為對(duì)輥式破碎機(jī)的油泵電機(jī)，其作用是在電機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)給主電路電機(jī)M1、M2上油，起潤(rùn)滑作用。RJ1、RJ2、RJ3為熱繼電器，在主電路電流過(guò)高或者溫度過(guò)高時(shí)起保護(hù)作用，TA4-3和TA4-6為電流互感器，測(cè)試M1、M2電機(jī)電流，電流大小反饋熱繼電器RJ1、RJ2,起保護(hù)電路的作用，S1,S2為電流變送器，作用是把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為420mA，傳送到PLC控制箱。主電路電動(dòng)機(jī)各配有一塊電流表。 圖6.1 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖1圖6.2為對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電機(jī)運(yùn)行控制原理圖，圖中KMR1、KMR2 和KMF1、KMF2為中間繼電器，SA為集中/就地轉(zhuǎn)換控制箱，KA1和KA2在PLC箱內(nèi)，遠(yuǎn)程控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)，SF1和SR1為就地控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)按鈕，RJ1和RJ2為熱繼電器，起保護(hù)電路作用,圖中HL1、HF1、HR1分別為就地電源、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)