基于plc程控輸煤系統(tǒng)的設(shè)計與控制(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 3號甲帶式輸送機 2號甲帶式輸送機 3號乙?guī)捷斔蜋C 2號乙?guī)捷斔蜋C 皮帶傳動電動機2臺 皮帶傳動電動機2臺 破碎機甲 1號甲帶式輸送機 破碎機乙 1號乙?guī)捷斔蜋C 皮帶傳動電動機2臺 電機振動給煤機甲 電機振動給煤機乙（3）輸入、輸出點數(shù)分配：1）輸入點：啟動一號機、啟動二號機需要2個輸入點；停止、緊急停止需要2個輸入點；熔斷保護熔斷保護2需要2個輸入點；溫度傳感器、壓力傳感器需要2個輸入點，共需要8個輸入點。2）輸出點：M1～M6皮帶傳動電動機需要6個輸出點；破碎機甲、破碎機乙需要2個輸出點；給煤機甲、給煤機乙需要2個輸出點，共需要10個輸出點。綜上所述，共需要8個輸入點，10個輸出點，并考慮系統(tǒng)中有模擬量輸入和應(yīng)有一定的裕量，所以我最終選擇的PLC型號為西門子公司的S7200CPU224XP。電機根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇爪極式永磁同步電動機電動機。電動機的定子饒阻為△接法，采用B級絕緣，采用全壓啟動。電動機的額定電壓為110V，額定頻率為50HZ，額定功率分別為：M1：上煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM2：上煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM3：卸煤部分甲式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM4：上煤部分乙式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM5：上煤部分乙式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM6：卸煤部分乙式皮帶傳動電動機 KMS6004（15W） 130r/minM7：破碎機甲電動機 60KTYZ03（11W） 20 r/minM8：破碎機乙電動機 60KTYZ03（11W） 20 r/min 元件列表序號元件名稱型號數(shù)量1開關(guān)電源S2002422按鈕開關(guān)Y09011BN63壓力傳感器廣測YZC1B14溫度傳感器DS18B2015中間繼電器MY4NJ46熔斷保護器NGT0027稱重放大器RWST0118觸摸屏SMART700IE19LED信號燈AD1622DS6由于所有的皮帶傳動電動機和破碎機的工作方式和工作環(huán)境是一樣的，只是功率有所不同，所以主電路的接線方式是類似的。 電機接線 11 4 S7200PLC及其開發(fā)環(huán)境介紹4 S7200PLC及其開發(fā)環(huán)境介紹S7系列PLC分為S7200小型機、 S7300中型機、S7400大型機。S7200系列PLC是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型機，其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)模控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛S7200 CPU將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路集成在一個緊湊的外殼中，從而形成了一個功能強大的Micro PLC。在下載了程序之后，S7200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。S7200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。在一個掃描周期中，S7200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：（1）讀輸入：S7200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。（2）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。（3）處理通訊請求：S7200執(zhí)行通訊處理。（4）執(zhí)行CPU自診斷：S7200檢查固件、程序存儲器和擴展模塊是否工作正常。 12 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)（5）寫輸出：在程序結(jié)束時，S7200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，最后復(fù)制到物理輸出點，驅(qū)動外部負載。S7200有兩種操作模式：停止模式和運行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。在停止模式下，S7200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運行模式下，S7200將運行程序。S7200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7200前蓋下面）手動選擇操作模式：當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開關(guān)撥在運行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運行模式。如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會自動進入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會進入RUN模式。S7200主機配置的輸入接口是數(shù)字信號輸入接口。為了提高抗干擾能力，輸入接口均有光電隔離電路，即由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光電耦合器。S7200主機配置的輸出接口通常是繼電器和晶體管輸出型。繼電器輸出型為有觸點輸出，外加負載電源既可以是交流，也可以是直流。S7200系列PLC數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件功能（1）輸入繼電器 (I)輸入繼電器用來接受外部傳感器或開關(guān)元件發(fā)來的信號，是專設(shè)的輸入過程映像寄存器。它只能由外部信號驅(qū)動程序驅(qū)動。在每次掃描周期的開始，CPU總對物理輸入進行采樣，并將采樣值寫入輸入過程映像寄存器中。輸入繼電器一般采用八進制編號，一個端子占用一個點。它有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸入過程映像寄存器中的數(shù)據(jù)。位： I〔字節(jié)地址］．［位地址〕 如：字節(jié)、字或雙字： I［長度］［起始字節(jié)地址］ 如：IB3 IW4 ID0（2）輸出繼電器（Q）輸出繼電器是用來將PLC的輸出信號傳遞給負載，是專設(shè)的輸出過程映像寄存器。它只能用程序指令驅(qū)動。在每次掃描周期的結(jié)尾，CPU將輸出映像寄存器中的數(shù)值復(fù)制到物理輸出點上，并將采樣值寫入，以驅(qū)動負載。輸出繼電器一般采用八進制編號，一個端子占用一個點。它有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸出過程映像寄存器中的數(shù)據(jù)。位： Q〔字節(jié)地址］．［位地址〕如：字節(jié)、字或雙字： Q［長度］［起始字節(jié)地址］如：QB2 QW6 QD4（3）變量存儲區(qū)（V）用戶可以用變量存儲區(qū)存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以用它來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。它有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取變量存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)。位： V［字節(jié)地址］．［位地址］如：字節(jié)、字或雙字： V[數(shù)據(jù)長度] [起始字節(jié)地址］如：VB 100、VW200, VD300（4）位存儲區(qū)（M）在邏輯運算中通常需要一些存儲中間操作信息的元件，它們并不直接驅(qū)動外部負載，只起中間狀態(tài)的暫存作用，類似于繼電器接觸系統(tǒng)中的中間繼電器。在S7200系列PLC 中，可以用位存儲器作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)和控制信息。一般以位為單位使用。位存儲區(qū)有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取位存儲器中的數(shù)據(jù)。位： M〔字節(jié)地址］．［位地址] 如：字節(jié)、字或雙字：M 長度］［起始字節(jié)地址］ 如：MB4 MW10 MD4（5） 特殊標志位（SM）特殊標志位為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息，用戶對操作的一些特殊要求也要通過SM通知系統(tǒng)。特殊標志位分為只讀區(qū)和可讀可寫區(qū)兩部分。只讀區(qū)特殊標志位，用戶只能使用其觸點，如： RUN監(jiān)控，PLC 在RUN狀態(tài)時。 初始化脈沖，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN時。 當(dāng)RAM中保存的數(shù)據(jù)丟失時。 PLC 上電進入RUN時， 接通一個掃描周期。 該位提供了一個周期為1 min。 該位提供了一個周期為1 S。 該位為掃描時鐘，本次掃描置1，下次掃描置0，交替循環(huán)。可作為掃描計數(shù)器的輸入。 該位指示CPU工作方式開關(guān)的位置，0=TERM，1=RUN。通常用來在RUN狀態(tài)下啟動自由口通信方式。可讀可寫特殊標志位用于特殊控制功能，如用于自由口設(shè)置的SMB30，用于定時中斷時間設(shè)置的SMB34/SMB35，用于高速計數(shù)器設(shè)置的SMB36～SMB62，用于脈沖輸出和脈沖調(diào)制的SMB66～SMB85等。（6）定時器區(qū)（T）在S7200 PLC中，定時器作用相當(dāng)于時間繼電器，可用于時間增量的累計。其分辨率分為三種：1ms、10ms、100ms。定時器有以下兩種尋址形式。1）當(dāng)前值尋址：16位有符號整數(shù)，存儲定時器所累計的時間。2）定時器位尋址：根據(jù)當(dāng)前值和預(yù)置值的比較結(jié)果置位或者復(fù)位。兩種尋址使用同樣的格式：T+定時器編號。例如：T37（7）計數(shù)器區(qū)（C）在S7200 CPU中，計數(shù)器用于累計從輸入端或內(nèi)部元件送來的脈沖數(shù)。它有增計數(shù)器、減計數(shù)器及增/減計數(shù)器3種類型。由于計數(shù)器頻率掃描周期的限制，當(dāng)需要對高頻信號計數(shù)時可以用高頻計數(shù)器（HSC）。計數(shù)器有以下兩種尋址形式。1）當(dāng)前值尋址：16位有符號整數(shù)，存儲累計脈沖數(shù)。2）計數(shù)器位尋址：根據(jù)當(dāng)前值和預(yù)置值的比較結(jié)果置位或者復(fù)位。同定時器一樣，兩種尋址方式使用同樣的格式，即C+計數(shù)器編號。例如：C0（8）高速計數(shù)器（HC)高速計數(shù)器用于對頻率高于掃描周期的外界信號進行計數(shù)，高速計數(shù)器使用主機上的專用端子接收這些高速信號。高速計數(shù)器是對高速事件計數(shù)，它獨立于CPU的掃描周期，其數(shù)據(jù)為32位有符號的高速計算器的當(dāng)前值。格式： HC［高速計數(shù)器號］ 例如:HC1（9）累加器（AC）累加器是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器，可以同子程序之間傳遞參數(shù)，以及存儲計算結(jié)果的中間值。S7200 PLC提供了4個32位累加器AC0～AC3。累加器可以按字節(jié)、字和雙字的形式來存取累加器中的數(shù)值。格式：AC[累加器號］。 例如：AC 1（10）局部變量存儲區(qū)（L）局部變量存儲器與變量存儲器很類似，主要區(qū)別在于局部變量存儲器是局部有效的，變量存儲器則是全局有效。全局有效是指同一個存儲器可以被任