河北聯(lián)合大學輕工學院QINGGONGCOLLEGE,HEBEI畢業(yè)設計說明書設計〔論文〕題目：選礦廠礦石破碎S7-300PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計學生姓名：***學號：2***專業(yè)班級：0***班學部：***指導教師：**教授2012年05月18日摘要我國鋼鐵產(chǎn)量位居世界前位，選礦工業(yè)是傳統(tǒng)的根底工業(yè)，雖然已具備相當規(guī)模，從業(yè)人員眾多，但除少數(shù)大型選廠有一些自動化裝備外，大多數(shù)選廠還是人工操作，在舊的管理方式下運作。突出問題是能耗高、效率低、自動化水平低、勞動強度大，選礦技術經(jīng)濟指標低，而且隨礦石性質及操作條件的變化很不穩(wěn)定。解決這些問題的重要方法就是開發(fā)研究選礦工業(yè)生產(chǎn)過程的關鍵技術、裝備、儀器儀表，實現(xiàn)選礦工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化。對于實現(xiàn)選礦工業(yè)過程自動化可使能耗和原材料消耗顯著降低，勞動強度大大減輕，產(chǎn)品質量可以提高而且穩(wěn)定。實現(xiàn)選礦工業(yè)生產(chǎn)過程自動化主要包括破碎作業(yè)、磨礦分級作業(yè)、選別作業(yè)、濃縮過濾作業(yè)、尾礦輸送作業(yè)等全套選礦生產(chǎn)過程的自動控制，通過計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)在線優(yōu)化生產(chǎn)調度和管理，使整個選礦生產(chǎn)過程處于最正確狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和金屬回收率等技術經(jīng)濟指標，到達高產(chǎn)優(yōu)質、減人增效、節(jié)能降耗的目的。本文即介紹了西門子S7-300可編程控制器在選礦綜合自動化集中控制系統(tǒng)中的應用。此次選礦綜合自動化集中控制系統(tǒng)的設計分為硬件設計、控制軟件梯形圖設計、組態(tài)監(jiān)控軟件設計三個局部。本文根據(jù)選礦生產(chǎn)的特點和要求，詳細介紹了S7-300PLC控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件的設計。首先，簡單介紹選礦自動化系統(tǒng)的總體設計,然后詳細介紹了如何使用WinCC系統(tǒng)設計組態(tài)監(jiān)控，最后結合程序進行調試、檢驗。選礦自動化集中控制系統(tǒng)的應用能夠明顯提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，提高產(chǎn)品質量，在選礦行業(yè)中有非常廣泛的應用價值。關鍵詞:S7-300;選礦綜合自動化系統(tǒng)；組在軟件；WinCC；調試AbstractChina'ssteeloutputranksfirstintheworld.Mineralprocessingindustryisthetraditionalbasicindustries,ithaslarge-scale,employingmany,butasmallnumberoflarge-scaleprocessingplantinadditiontoanumberofautomatedequipment,themajorityofplantselectionormanualoperation,intheoldmodeofoperationofthemanagement.Problemsishighenergyconsumption,lowefficiency,lowlevelofautomation,labor-intensive,processingtechnologyofloweconomicindicators,butalsowiththenatureandoperationofmineralchangesinveryunstableconditions.Tosolvetheseproblemsisanimportantresearchanddevelopmentprocessofbeneficiationofindustrialproductionofkeytechnologies,equipment,instrumentation,mineralprocessingtoachievetheautomationofindustrialprocesses.Dressingfortherealizationofautomatedindustrialprocessesandenergyconsumptioncansignificantlyreducerawmaterialconsumption,reducelaborintensity,improveproductqualityandstability.Problemsishighenergyconsumption,lowefficiency,lowlevelofautomation,labor-intensive,processingtechnologyofloweconomicindicators,butalsowiththenatureandoperationofmineralchangesinveryunstableconditions.Tosolvetheseproblemsisanimportantresearchanddevelopmentprocessofbeneficiationofindustrialproductionofkeytechnologies,equipment,instrumentation,mineralprocessingtoachievetheautomationofindustrialprocesses.Dressingfortherealizationofautomatedindustrialprocessesandenergyconsumptioncansignificantlyreducerawmaterialconsumption,reducelaborintensity,improveproductqualityandstability.ThisarticleintroducestheapplicationofSIEMENSS7–300ProgramableLogicControllerinautomationofmineralprocessingcontrolsystem.Thedesignofautomationofmineralprocessingcompositecomcontrolsystemincludehadwaredesign,STEP7softwarecontrolprogramandconfigurationinterfacesoftwaredesign.TextbelowparticularlyintroducestheS7-300ProgramableLogicControlleronfigurationinterfacesoftwaredesign.Firstofall,asimpleintroductionoftotallydesigningmethodwillbegiven,thenwewilltalkingaboutthedetailedprogramminginWinCClanguagewithstatemethod,atlasttherewillbethetestinganddebugging.However,theapplicationoftheautomationofmineralprocessingcontrolsystemwillraisetheproductingefficiencyremarkablely,saveenergyresourcesandimprovetheproductqualities.it’sobviousthattheautomationofmineralprocessingcontrolsystemcanbewidespreadinguseinmineralindustry.Keywords:S7-300;Automationofmineralprocessing;WinCClanguage;test目錄TOC\o"1-3"\h\u8212摘要 Ⅰ6282Abstract Ⅱ218060引言 1183581緒論 270601.1磁鐵礦選礦介紹 287121.2選礦工藝及設備介紹 2151552選礦廠自動化系統(tǒng)總體設計方案 446152.1系統(tǒng)總體設計思想 4283522.2系統(tǒng)的根本功能 472742.3系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié) 4208902.4現(xiàn)場控制與遠程控制 667733可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述 7240153.1可編程控制器〔PLC〕概述 7298073.2STEP7概述 979943.3狀態(tài)法編程概述 11247764破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設計 13277744.1破碎環(huán)節(jié)控制流程 14219294.1.1遠程控制 15155994.1.2現(xiàn)場控制 1519814.1.3系統(tǒng)啟停順序 16109154.2破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址〔M〕的分配 16267344.3破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)和模塊選型 24272104.4破碎環(huán)節(jié)梯形圖程序 26263534.5破碎PLC程序結構及各程序塊功能 2737045WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件設計 2848255.1WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件簡介 28231745.2WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件設計流程 28296975.2.1新建工程 28181605.2.2畫面組態(tài) 35252055.2.3變量組態(tài) 4095295.2.4報警組態(tài) 49266936仿真調試 5050156.1S7-PLCSIM仿真軟件簡介 5024776.2系統(tǒng)模擬運行 50325057結論 566498參考文獻 576255謝辭 580引言選礦是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學性質，把礦石破碎磨細以后，采用重選法、浮選法、磁選法、電選法等，將有用礦物與脈石礦物分開，并使各種共生的有用礦物盡可能相互別離，除去或降低有害雜質，以獲得冶煉或其他工業(yè)所需原料的過程。選礦使有用組分富集，減少冶煉或其他加工過程中的燃料、運輸?shù)鹊南?，使低品位的貧礦石能得到經(jīng)濟利用。國內(nèi)的一些選礦廠設備單一、陳舊，選礦技術落后，采用粗放的開展模式，生產(chǎn)力十分有限。隨著計算機技術，自動控制技術，檢測技術，等科學技術的開展，對選礦中的的破碎、磨碎、分級、選別、過濾脫水、精礦出廠和尾礦處理等過程進行的自動控制。實現(xiàn)選礦生產(chǎn)過程自動化，可以大大提高勞動生產(chǎn)率，提高選礦回收率和精礦品位，改善勞動條件，降低藥劑和電能的消耗。使選礦生產(chǎn)更加經(jīng)濟合理。選礦綜合自動化系統(tǒng)的投入可以大大提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，提高企業(yè)的裝備技術水平，提高企業(yè)的管理水平。通過選礦綜合自動化系統(tǒng)的實施，可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質量以及合格率，降低能源消耗，減少設備維護費用，縮短設備檢修時間，提高設備運轉率，提高勞動生產(chǎn)率，減少崗位人員的數(shù)量，降低環(huán)境污染等。1緒論1.1磁鐵礦選礦介紹磁鐵礦在我國鐵礦物的儲量中占了很大的比例。找出合理的選礦工藝及選礦設備來處理磁鐵礦物對于我們國家礦山的開展及整個鋼鐵業(yè)的開展都有著極為重要的意義。近年來我國的選礦工作者經(jīng)過了不懈的努力使磁鐵礦選礦工藝及設備有了很大的開展，鐵精礦品位有了很大的提高。個別選礦廠已經(jīng)到達了70％，全國平均提高了l％以上；而且雜質含量明顯下降，有的選礦廠應用單一磁選法把二氧化硅含量降到了2％以下。但選礦行業(yè)仍存在以下問題：鐵礦產(chǎn)品細度不盡合理；鐵礦設備單一；選別作業(yè)存在問題；1.2選礦工藝及設備介紹選礦工藝技術與選礦設備的開展是同步的，設備的技術水平不僅是工藝水平的最好表達，其生產(chǎn)技術狀態(tài)也直接影響著生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的質量和數(shù)量以及綜合經(jīng)濟效益?！?〕破碎篩分工藝破碎是大塊物料在機械力作用下粒度變小的過程。破碎是礦物加工過程的重要環(huán)節(jié)。破碎可分為四個階段：破碎、超細破碎、超微破碎。破碎過程是高能耗的作業(yè)，破碎過程的根本原那么是“多碎少磨”?，F(xiàn)在工業(yè)中應用的破碎設備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設備可按工作原理和結構特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、沖擊式破碎機等。振動篩是工業(yè)中普遍采用的一種篩子，應用范圍廣，適用于中、細碎的預先和檢查篩分。根據(jù)篩框運動軌跡特點，可分為圓運動振動篩和直線振動運動篩兩類。前者包括單軸慣性振動篩、自定中心振動篩和重型振動篩；后者包括雙軸慣性振動篩和共振篩，按篩網(wǎng)層數(shù)還可以分為單層篩和雙層篩兩類?！?〕磨礦工藝對選礦而言，采用一段或兩段磨礦，便可經(jīng)濟地把礦石磨至選礦所需要的任何粒度。兩段以上的磨礦，通常是由進行階段選別的要求決定的。各種規(guī)格子型球磨機的構造根本相同，球磨機的筒體用厚約18～36毫米的鋼板卷制焊成，它的兩端焊有鑄鋼制的法蘭盤，筒體內(nèi)裝有襯板，用錳鋼、鉻鋼、耐磨鑄鐵或橡膠等材料制成，其中高錳鋼應用較廣，使用橡膠尚處于試制階段。襯板厚50～130毫米，與筒殼之間有10～14毫米的間隙，用膠合板、石棉墊、或塑料極或橡皮鋪在其中，用來減緩鋼球對簡體的沖擊。2.棒磨機目前選礦廠使用的棒磨機，只有溢流型和開口型兩種，前者用得較普遍，后者現(xiàn)已停止制造。棒磨機的構造與溢流型球磨機大致相同。所用磨礦介質為長圓棒。螺旋分級機是借助于固體粒大小不同，比重不同，因而在液體中的沉降速度不同的原理，細礦粒浮游在水中成溢流出，粗礦粒沉于槽底。由螺旋推向上部排出，來進行機械分級的一種分級設備，能把磨機內(nèi)磨出的料粉級于過濾，然后把粗料利用螺旋片旋片旋入磨機進料口，把過濾出的細料從溢流管子排出。該機底座采用槽鋼，機體采用鋼板焊接而成。螺旋軸的入水頭、軸頭、采用生鐵套，耐磨耐用，提升裝置分電動和手動兩種.〔3〕磁選工藝磁選機的工作原理：礦漿經(jīng)給礦箱流入槽體后，在給礦噴水管的水流作用下，礦粒呈松散狀態(tài)進入槽體的給礦區(qū)。在磁場的作用，磁性礦粒發(fā)生磁聚而形成“磁團”或“磁鏈”，“磁團”或“磁鏈”在礦漿中受磁力作用，向磁極運動，而被吸附在圓筒上。由于磁極的極性沿圓筒旋轉方向是交替排列的，并且在工作時固定不動，“磁團”或“磁鏈”在隨圓筒旋轉時，由于磁極交替而產(chǎn)生磁攪拌現(xiàn)象，被夾雜在“磁團”或“磁鏈”中的脈石等非磁性礦物在翻動中脫落下來，最終被吸在圓筒外表的“磁團”或“磁蓮”即是精礦。精礦隨圓筒轉到磁系邊緣磁力最弱處，在卸礦水管噴出的沖洗水流作用下被卸到精礦槽中。非磁性或弱磁性礦物被留在礦漿中隨礦漿排出槽外，即是尾礦。2選礦廠自動化系統(tǒng)總體設計方案2.1系統(tǒng)總體設計思想選礦自動化主要圍繞提高產(chǎn)量與品位，節(jié)能降耗，增加效益為目標。選礦自動化系統(tǒng)是指運用各種自動控制技術完成破碎篩分、磨礦、分級、選別、濃縮脫水、過濾、精礦輸送等工序，從而篩選出高質量精礦的控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、準確性是系統(tǒng)必備的要素。在工業(yè)生產(chǎn)中大力開發(fā)使用PLC完成控制功能的選礦自動化系統(tǒng)是非常必要的。本設計正是完成基于PLC為控制器的組態(tài)監(jiān)控軟件設計的選礦廠綜合自動化系統(tǒng)設計。[1][2]2.2系統(tǒng)的根本功能〔1〕上位機監(jiān)視、控制、操作系統(tǒng)的功能；〔2〕中空室設操作臺—操作、控制系統(tǒng)的單個設備啟停的功能；〔3〕手動模式—操作臺控制的功能；〔4〕自動模式—上位機控制的功能；〔5〕現(xiàn)場模式—現(xiàn)場控制柜控制的功能；〔6〕自動模式下故障的自動檢測和報警；〔7〕關鍵設備電機的油溫、油位、電流、礦量等參數(shù)的上位機顯示和報警功能；〔8〕磨礦環(huán)節(jié)給水量的PID閉環(huán)調節(jié)功能；〔9〕磨礦環(huán)節(jié)給料量的PID閉環(huán)調節(jié)功能；2.3系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)本設計按照實際情況將選礦廠分為破碎和磨礦兩個獨立的環(huán)節(jié)，但兩個環(huán)節(jié)又以傳送皮帶和物料緩沖倉為紐帶構成一個整體的選礦廠系統(tǒng)。設計時本著“集中管理,分散控制”為原那么,分別將每個環(huán)節(jié)分為三個緊密的局部：[3]第一局部上位機〔工業(yè)控制計算機〕由工業(yè)控制計算機作為系統(tǒng)主機，上位機中央控制系統(tǒng),包括1臺工業(yè)控制機,顯示器,UPS電源,打印機和操作鍵盤等是系統(tǒng)的中樞,它接收下位機的信號,除顯示打印存儲外,還按照程序要求回饋下位機運行方式和數(shù)據(jù)。第二局部下位機〔S7—300PLC〕下位機采用抵抗工業(yè)惡劣環(huán)境能力強且可靠性高的S7—300PLC實現(xiàn)。第三局部生產(chǎn)車間上位機和下位機通過MPI總線聯(lián)系通信；下位機和生產(chǎn)車間設備那么通過數(shù)據(jù)電纜通信；這樣這三個局部便構成了整個生產(chǎn)管理及控制體系。上位機系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)集中管理任務。下位機系統(tǒng)用于采集和處理各種信號,并輸入上位機,完成獨立系統(tǒng)的分散控制功能。圖2.1系統(tǒng)組成示意圖2.4現(xiàn)場控制與遠程控制現(xiàn)場設備控制柜設有啟停等操作按鈕，為繼電接觸器控制系統(tǒng)；[4]遠程中控室設置操作臺和上位機，操作臺上分別設置每個設備的啟停等操作按鈕，這些操作按鈕連接PLC輸入端，由按鈕通過PLC控制設備運行；遠程中控室設置操作臺設有“現(xiàn)場”和“手動”和“自動”切換開關：當開關放在“現(xiàn)場”位置時遠程中央控制失效，由操作員現(xiàn)場本地操作控制；當開關放在“手動”位置時，操作員可通過中控室操作臺人工操作控制系統(tǒng)運行；當開關放在“自動”位置時，操作員可通過中控室上位機組態(tài)監(jiān)控軟件Wincc操作控制系統(tǒng)。3可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述3.1可編程控制器〔PLC〕概述〔1〕PLC的由來和特點1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快地在美國其他工業(yè)領域推廣應用。多年來，可編程控制器(以下簡稱PLC)從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍，其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運算、人機接口和網(wǎng)絡的各方面能力都己大幅提高，成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。[7]1.高可靠性；2.豐富的I/O接口模塊；3.采用模塊化結構為了適應各種工業(yè)控制需要；4.編程簡單易學；5.安裝簡單，維修方便；〔2〕PLC的應用PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。目前，PLC使用情況主要分為如下幾類：取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺設備，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。PLC具有數(shù)學運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、造紙、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡的開展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便?！?〕S7-300的組成西門子S7系列PLC產(chǎn)品中S7-200是針對低性能要求的小型PLC，S7-300是模塊式中小型PLC，最多可以擴展32個模塊，S7-400是大型PLC，可以擴展300多個模塊。S7-300/400可以組成MPI,PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等。[5]S7-300主要組成局部有：導軌、中央處理單元模板、接口模板(IM)、信號模板(SM)、功能模板(FM)等。S7－300組成如下列圖所示。圖3.1S7-300組成1.負載電源模塊(PS)：用于將S7-300連接到120/230V交流電源，或24V等直流電源。2.中央處理單元(CPU)：不同的CPU有不同的性能，有的CPU上集成有I/O點，有的CPU上集成有PROFIBUS－DP通訊接口等。3.信號模塊(SM)：用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出。4.通訊處理器(DP)：用于連接網(wǎng)絡和點對點連接5.功能模塊(FM)：用于高速計數(shù)，定位操作(開環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。6.接口模塊(IM)：用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架(ER)。S7-300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊。3.2STEP7概述PLC控制軟件使用西門子STEP7軟件開發(fā)，STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器的組態(tài)和編程的標準軟件包。標準軟件包運行再操作系統(tǒng)Windows下并與Windows的圖形對象和面向對象的操作原那么相匹配。標準軟件包的功能：標準軟件支持自動任務創(chuàng)立過程的各個階段?；诖?，本設計選用STEP7V5.3進行程序開發(fā)。STEP7包括以下組件：[8]1.SIMATIC管理器，用于集中管理所有工具以及自動化工程數(shù)據(jù)；2.程序編輯器，用于以LAD、FBD和STL語言生成用戶程序；3.符號編輯器，用于管理全局變量；4.硬件組態(tài)，用于組態(tài)和參數(shù)化硬件；5.硬件診斷，用于診斷自動化系統(tǒng)的狀態(tài)；〔1〕STEP7中PLC程序的根本結構本系統(tǒng)的PLC軟件采用了STEP7語言中的類似于一般高級語言子程序的功能，STEP7將用戶程序分成不同的塊類型。程序塊分為兩大類：系統(tǒng)塊和用戶塊。系統(tǒng)塊是存儲在CPU操作系統(tǒng)中預定義的功能或功能塊，可以被用戶程序調用。用戶塊也稱程序塊，是提供應用戶用于管理用戶程序代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)域。用戶塊包括：OB：組織塊；FB：功能塊；FC：功能；DB：數(shù)據(jù)塊。主程序可以放入“組織塊”(0B)中，而子程序可以放入“功能塊”(FB或FC)中。OB1是主程序，通過"CALL"調用語句，依次調用各模塊，到達組織整個程序的目的。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊(主程序)，它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序(組織塊)中斷。在起動完成后，不斷地循環(huán)調用OB1，在OB1中可以調用其它邏輯塊(FB,SFB,FC或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出?！?〕STEP7的編程語言在標準的STEP7軟件包中包括LAD、FBD、STL這幾種編程語言表示類型，也可購置作為可選軟件包的其它的編程語言。PLC編程語言定義了5種編程語言:①結構文本ST(Structuredtext)：西門子稱為結構化控制語言(SCL)。②編程語言SCL〔結構化控制語言〕：是一個可選軟件包，它是按照國際電工技術委員會IEC1131-3標準定義的文本語言。ASCAL類型語言在編寫諸如回路和條件分枝時，用其高級語言指令要比STL容易。因此，SCL適合于公式計算，復雜的最優(yōu)化算法或管理大量的數(shù)據(jù)。③梯形圖LD(Ladderdiagram)：西門子簡稱為LAD。圖形編程語言梯形邏輯是基于電路圖表示法的根底之上，在程序段中將電路圖中的元素如常開觸點和常閉觸點組合而成。一個邏輯塊的程序局部由一段或多段程序組成。梯形梯形邏輯編程語言包含在STEP7標準軟件包中。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。④功能塊圖FBD(Functionblockdiagram)：標準中稱為功能方框圖語言。編程語言功能塊圖〔FBD〕使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯。一些復雜功能諸如算術功能等，可直接用邏輯框表示。FBD編程語言包含在STEP7標準軟件包中。⑤連續(xù)功能圖〔ContinuousFunctionChart〕：西門子稱之為S7CFC編程語言。可選軟件包CFC〔ContinuousFunctionChart，連續(xù)功能圖〕是一種用圖形的方法連接復雜功能的編程語言。編程語言S7CFC用于連接已存在的各種功能。有許多標準功能不需要用戶編程，而是可以使用含有標準塊〔例如：邏輯、算術、控制和數(shù)據(jù)處理等功能〕的程序庫。使用CFC不需要用戶掌握詳細的編程知識以及有關可編程序控制方面的專門知識。只需要具有行業(yè)所必需的工藝技術方面的知識就可以。用戶生成的程序塊可按自己的意愿進行連接，連接的方法分不同的情況，如果用SIMATICS7，可用S7編程語言中的任一種，如果是用于SIMATICM7那么用C/C++編程語言。程序是按CFC圖表生成并存儲。這些程序存在S7program下面的“Charts”文件夾中。這些圖表可編譯成用戶程序中的S7程序塊[5]。(2)編程語言的相互轉換與選用在STEP7編程軟件中，如果程序塊沒有錯誤，并且被正確地劃分為網(wǎng)絡，在梯形圖、功能塊圖和語句表之間可以轉換。如果局部網(wǎng)絡不能轉換，那么用語句表表示。①語句表可供喜歡用匯編語言編程的用戶使用。語句表的輸入快，②可以在每條語句后面加上注釋。設計高級應用程序時建議使用語句表。③梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。設計復雜的觸點電路時最好用梯形圖。④功能塊圖適合于熟悉數(shù)字電路的人使用。⑤S7SCL編程語言適合于熟悉高級編程語言(例如PASCAL或C語言)的人使用。⑥S7Graph,HiGraph和CFC可供有技術背景，但是沒有PLC編程經(jīng)驗的用戶使用。S7Graph對順序控制過程的編程非常方便，HiGraph適合于異步非順序過程的編程，CFC適合于連續(xù)過程控制的編程。你可以選擇一系列不同的編程方法〔梯形邏輯、功能塊圖、語句表、高級語言、順序控制或狀態(tài)圖形〕。還可以選擇是用文本方式編程，還是用圖形方式編程。選擇好編程語言，也就確定了可以用哪種輸入方式。圖LD(Ladderdiagram)：西門子簡稱為LAD。圖形編程語言梯形邏輯是基于電路圖表示法的根底之上，在程序段中將電路圖中的元素如常開觸點和常閉觸點組合而成。一個邏輯塊的程序局部由一段或多段程序組成。梯形邏輯編程語言包含在STEP7標準軟件包中。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。梯形邏輯程序是用增量編輯器生成。在本設計中，主要利用梯形圖LAD編程對組態(tài)軟件進行調試。3.3狀態(tài)法編程概述狀態(tài)法編程的思想來源于—“順序控制繼電器指令”，而順序控制繼電器指令也稱狀態(tài)器，順序控制繼電器指令也用于步進順序控制指令。狀態(tài)法編程的可以這樣描述：對于較為復雜的控制過程，可將它分割為一個個小的狀態(tài)，分別對每個小的狀態(tài)編程后，再根據(jù)這些小狀態(tài)的聯(lián)系將程序連接起來，用以實現(xiàn)總的控制任務。狀態(tài)法指令就是針對小狀態(tài)及小狀態(tài)指令的聯(lián)系安排的。每段小程序開頭的第一個內(nèi)部點置位〔得電〕那么標志著該狀態(tài)程序段的開始，每段小程序最后一個相應內(nèi)部點復位〔失電〕那么標志著該程序段的結束。4破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設計破碎工序是選礦廠的第一道工序，該工序能否穩(wěn)定正常的工作直接影響后續(xù)作業(yè)情況。通過對油溫、油位的檢測實施對破碎機平安工作狀態(tài)的分析和報警；通過對破碎機工作電流和給礦量的檢測和分析實施破碎機優(yōu)化給礦的控制；通過對料倉料位的檢測和各破碎機能力的分析實施自動布料和破碎機工作的優(yōu)化平衡，最終使整個系統(tǒng)平安、穩(wěn)定、高效的運行。運用該系統(tǒng)后將大大的節(jié)約電能、降低油耗、提高破碎機工作效率、減少崗位人員配置、提高設備的平安可靠性、減少設備維修的費用、通過人性化的組態(tài)接口使操作起來簡單方便，便于管理。圖破碎環(huán)節(jié)工藝流程圖4.1破碎環(huán)節(jié)控制流程圖4.2破碎環(huán)節(jié)布局示意圖在破碎車間設置中控室，中控室設操作臺，操作臺上分布各個設備的啟?？刂瓢粹o和指示燈。系統(tǒng)啟動之前，操作員首先應在操作臺上選擇“自動”、“手動”或“現(xiàn)場”三個操作模式中的一個。啟動前準備：破碎中控室向現(xiàn)場發(fā)啟動前問詢信號，現(xiàn)場操作人員收到信號后：檢查現(xiàn)場設備電源開關是否閉合；檢查各個皮帶是否有堆積并去除；檢查顎破機內(nèi)是否有余礦并去除；檢查兩個圓錐破內(nèi)是否有余礦并去除；檢查圓錐破潤滑油油質如何并開啟油泵；以上工作做好后，現(xiàn)場操作員向中控室發(fā)響應信號，當破碎中控室操作員收到現(xiàn)場響應信號后首先在操作臺上選擇操作模式，準備啟動系統(tǒng)。遠程控制中選擇“自動”模式時，操作臺上控制按鈕開關等失效且現(xiàn)場的控制柜上只有急停按鈕起作用，其他控制按鈕失效。操作員可在上位機上通過WinCC組態(tài)監(jiān)控界上一鍵控制系統(tǒng)的啟停。并且該模式具有自動檢測故障，報警的功能。顯示器和上位機分別置于操作臺上，在上位機上通過STEP7軟件編寫好程序后經(jīng)通信電纜〔MPI〕下載到下位機PLC里?，F(xiàn)場的儀表柜和控制柜通過信號電纜將輸入信號給PLC，PLC又通過MPI傳給上位機，通過WinCC組態(tài)監(jiān)控界面里顯示出設備的運行/停止狀態(tài)和一些關鍵設備的參數(shù)，如電流、電壓、溫度等。中選擇“手動”模式時，上位機操作和現(xiàn)場操作均失效。操作員只有在操作臺上通過設置的按鈕開關來控制設備的運行。該模式是為了集中調試方便而使用?，F(xiàn)場控制中選擇“現(xiàn)場”模式時，上位機和操作臺操作均失效，操作員只有在現(xiàn)場通過現(xiàn)場控制柜上的按鈕控制設備運行。該模式是為了現(xiàn)場調試方便而使用。這時，現(xiàn)場控制柜上的急停按鈕有效，可供現(xiàn)場操作員及時處理事故時緊急停車使用。系統(tǒng)啟停順序自動啟動和停止順序，系統(tǒng)采取“逆流啟動，順序停車”的原那么，啟動前各設備均空載。自啟動順序：8#，7#，6#，4#，3#，2#皮帶依次啟動→電振篩→2#圓錐破→5#皮帶→1#圓錐破→1#皮帶→鱷破啟動→給料裝置→結束自停止順序：給料裝置→鱷破→1#皮帶→1#圓錐破→5#皮帶→2#圓錐破→電振篩→2#，3#，4#，6#，7#，8#皮帶依次停車→結束當系統(tǒng)正常運行時，其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，此環(huán)節(jié)之前的所有動作都必須馬上停止；環(huán)節(jié)之后按順序停止。4.2破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址〔M〕的分配表4—1破碎環(huán)節(jié)I/O點數(shù)統(tǒng)計及符號表[12]符號名測控點統(tǒng)計類型PLC物理地址備注、說明MC模式切換DOWincc顯示遠程、現(xiàn)場模式SM現(xiàn)場模式DIWincc顯示現(xiàn)場模式HM手動模式DIWincc顯示手動模式AM自動模式DIWincc顯示自動模式FeedOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕FeedState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)FeedRun_c啟動DIFeedsStop_c停止DIFeed_BpqOut壓頻輸出AO輸出驅動給料電機，控制轉速來控制給料量JawMotorOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕JawMotorState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)JawMotorFRFR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)JawMotorES緊急停車DIWincc有急停狀態(tài)顯示JawRun_c啟動DIJawStop_c停止DIBelOut_1啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_1返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_1啟動DIBeltStop_c_1停止DIBeltTcyLockAlarm_1故障信號DIWincc顯示1#皮帶故障狀態(tài)，該皮帶停車，并報警BeltTraffic_1流量信號AIWincc顯示流量數(shù)值ConeMotorOut_1啟,停DOWincc有ON/OFF按鈕ConeMotorOn_1運行DOWincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_1啟動返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_1運行返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_1FR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)ConeMotorES_1緊急停車DOWincc顯示緊急停車OFF狀態(tài)ConeTempAlarm_1潤滑油油溫檢測AIWincc顯示數(shù)值，≥60℃ConeCurrent_1電機電流檢測AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_1啟動DIConeStop_c_1停止DIBelOut_2啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_2返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_2啟動DIBeltStop_c_2停止DI磁化輪××磁化輪〔去毛〕為皮帶所自帶設備無需控制BelOut_3啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_3返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_3啟動DIBeltStop_c_3停止DIBelOut_4啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_4返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_4啟動DIBeltStop_c_4停止DIIESieveOut啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕ESieveState返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ESieveRun_c啟動DIEsieveStop_c停止DIBelOut_5啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_5返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_5啟動DIBeltStop_c_5停止DIBelOut_8啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_8返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_8啟動DIBeltStop_c_8停止DIConeMotorOut_2啟,停DOWincc有ON/OFF按鈕ConeMotorON_2運行DOWincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_2啟動返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_2運行返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_2FR過載DIWincc有顯示過載OFF狀態(tài)ConeMotorES_2緊急停車信號DIWincc顯示緊急停車OFF狀態(tài)ConeTempAlarm_2潤滑油油溫檢測AIWincc顯示數(shù)值，≥60℃ConeCurrent_2電機電流檢測AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_2啟動DIConeStop_c_2停止DIBelOut_6啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_6返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_6啟動DIBeltStop_c_6停止DIBelOut_7啟，停DOWincc有ON/OFF按鈕BeltState_7返回信號DIWincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_7啟動DIBeltStop_c_7停止DIFeedAlarm給料報警DOJawAlarm鱷破報警DOBeltAlarm皮帶類報警DOTcyLockAlarm金屬探測報警DOConeAlarm錐破報警DOESieveAlarm篩子報警DOAlarmReset報警復位DIAllReset總復位DI表4-2破碎符號表數(shù)據(jù)檢測DB11DB11仿真數(shù)據(jù)DB610FB610檢測調用塊FB100FB100檢測調用塊模擬量標度變換模塊FB101FB101模擬量標度變換模塊模擬量輸入模塊FB102FB102模擬量輸入模塊設備狀態(tài)檢測快FB103FB103設備狀態(tài)檢測快手動運行調用塊FB110FB110手動運行調用塊皮帶秤料重檢測FB111FB111模擬量輸入轉換FB112FB112模擬量輸出轉換FB113FB113自動控制調用塊FB130FB130自動控制調用塊PID計算FB131FB131PID計算自動報警調用塊FB140FB140自動報警調用塊錐破報警FB141FB141錐破報警料位報警FB142FB142料位報警皮帶測皮調用塊FB160FB160皮帶測皮調用塊皮帶測皮計算FB161FB161皮帶測皮計算仿真調用塊FB610FB610仿真調用塊計算機操作接口與控制狀態(tài)FC1FC1計算機操作接口與控制狀態(tài)公共控制程序FC2FC2公共控制程序模式控制FC3FC3模式控制錐破手動FC111FC111錐破手動皮帶手動運行FC112FC112皮帶手動運行手動FC113FC113手動停止模式FC120FC120停止模式皮帶停止FC121FC121皮帶停止皮帶自啟動FC130FC130皮帶自啟動自動模式FC131FC131自動模式模擬量處理FC161FC161輸出調用塊FC170FC170輸出調用塊手動信號返回FC611FC611模擬仿真FC612FC612StopModeBOOL計算機停止模式HandRunModeBOOL手動模式AutoRunModeBOOL自動模式BeltstopModeBOOL皮帶停止模式BeltrunModeBOOL皮帶自動運行模式BeltHandModeBOOL皮帶手動模式AutoStopBOOL計算機自動停止HandRunBOOL計算機手動AutoRunBOOL計算機自動運行BeltRunBOOL皮帶計算機自動運行BeltStopBOOL皮帶計算機停止運行BeltHandBOOL皮帶計算機手動運行BeltStepOnBOOL皮帶自動運行啟動條件BeltPulseBOOL皮帶自動運行脈沖信號DebugFzBOOL仿真AutoRunStep1BOOL自動運行步驟1AutoRunStep2BOOL自動運行步驟2AutoRunSrep3BOOL自動運行步驟3AutoRunStep4BOOL自動運行步驟4AutoRunStep5BOOL自動運行步驟5AutoRunStepOnBOOL自動運行啟動條件AutoRunStep0BOOL自動運行步驟0AutoRunPulseBOOL自動運行脈沖信號MeasureStep0BOOL測皮步驟0endMeasureBOOL測皮結束MeasureModeBOOL測皮模式MeasurePulseBOOL檢測脈沖LevelHighAlarmPulseBOOL料位高報警脈沖LevelHighAlarmBOOL高料位報警LevelLowAlarmPulseBOOL料位低報警脈沖LevelLowAlarmBOOL低料位報警ConeCurrentAlarmPulse_1BOOL1#圓錐破碎機電流報警脈沖ConeCurrentAlarmPulse_2BOOL2#圓錐破碎機電流報警脈沖ConeTempAlarmPulse_1BOOL1#圓錐破碎機軸溫報警ConeTempAlarmPulse_2BOOL2#圓錐破碎機軸溫報警ConeMotorAlarmBOOL圓錐破碎機報警FaultAlarmBOOL總報警AlarmResetBOOL報警復位FeedsStop_cBOOL電振給料電機停止FeedRun_cBOOL電振給料電機啟動FeedMotorOutBOOL電振給料電機輸出FeedMotorStateBOOL電振給料電機返回信號JawStop_cBOOL顎式破碎機電機停止JawRun_cBOOL顎式破碎機電機啟動JawMotorOutBOOL顎式破碎機電機輸出JawMotorStateBOOL顎式破碎機電機返回信號JawMotorFRBOOL顎式破碎機過載JawMotorESBOOL顎式破碎機緊急停車ConeStop_c_1BOOL1#圓錐破碎機電機停止ConeRun_c_1BOOL1#圓錐破碎機電機啟動ConeMotorOut_1BOOL1#圓錐破碎機電機輸出ConeMotorOn_1BOOL1#圓錐破碎機電機運行ConeRunState_1BOOL1#圓錐破碎機電機啟動返回信號ConeOnState_1BOOL1#圓錐破碎機電機運行返回信號ConeMotorFR_1BOOL1#圓錐破碎機過載ConeMotorES_1BOOL1#圓錐破碎機緊急停車ConeStop_c_2BOOL2#圓錐破碎機電機停止ConeRun_c_2BOOL2#圓錐破碎機電機啟動ConeMotorOut_2BOOL2#圓錐破碎機電機輸出ConeMotorON_2BOOL2#圓錐破碎機電機運行ConeRunState_2BOOL2#圓錐破碎機電機啟動返回信號ConeOnState_2BOOL2#圓錐破碎機電機運行返回信號ConeMotorFR_2BOOL2#圓錐破碎機過載ConeMotorES_2BOOL2#圓錐破碎機緊急停車EsieveStop_cBOOL電振篩電機停止ESieveRun_cBOOL電振篩電機啟動ESieveMotorOutBOOL電振篩電機輸出ESieveMotorStateBOOL電振篩電機返回信號BeltStop_c_1BOOL1#皮帶電機停止BeltRun_c_1BOOL1#皮帶電機啟動BeltMotorOut_1BOOL1#皮帶電機輸出BeltMotorState_1BOOL1#皮帶電機返回信號BeltTcyLockAlarm_1BOOL金屬探測信號BeltStop_c_2BOOL2#皮帶電機停止BeltRun_c_2BOOL2#皮帶電機啟動BeltMotorOut_2BOOL2#皮帶電機輸出BeltMotorState_2BOOL2#皮帶電機返回信號BeltStop_c_3BOOL3#皮帶電機停止BeltRun_c_3BOOL3#皮帶電機啟動BeltMotorOut_3BOOL3#皮帶電機輸出BeltMotorState_3BOOL3#皮帶電機返回信號BeltStop_c_4BOOL4#皮帶電機停止BeltRun_c_4BOOL4#皮帶電機啟動BeltMotorOut_4BOOL4#皮帶電機輸出BeltMotorState_4BOOL4#皮帶電機返回信號BeltStop_c_5BOOL5#皮帶電機停止BeltRun_c_5BOOL5#皮帶電機啟動BeltMotorOut_5BOOL5#皮帶電機輸出BeltMotorState_5BOOL5#皮帶電機返回信號BeltStop_c_6BOOL6#皮帶電機停止BeltRun_c_6BOOL6#皮帶電機啟動BeltMotorOut_6BOOL6#皮帶電機輸出BeltMotorState_6BOOL6#皮帶電機返回信號BeltStop_c_7BOOL7#皮帶電機停止BeltRun_c_7BOOL7#皮帶電機啟動BeltMotorOut_7BOOL7#皮帶電機輸出BeltMotorState_7BOOL7#皮帶電機返回信號BeltStop_c_8BOOL8#皮帶電機停止BeltRun_c_8BOOL8#皮帶電機啟動BeltMotorOut_8BOOL8#皮帶電機輸出BeltMotorState_8BOOL8#皮帶電機返回信號BeltStep1BOOL皮帶順序啟動步驟1BeltStep2BOOL皮帶順序啟動步驟2BeltStep3BOOL皮帶順序啟動步驟3BeltStep4BOOL皮帶順序啟動步驟4BeltStep5BOOL皮帶順序啟動步驟5BeltStep6BOOL皮帶順序啟動步驟6BeltStep7BOOL皮帶順序啟動步驟7BeltStep8BOOL皮帶順序啟動步驟8BeltStep0BOOL皮帶順序啟動步驟0CycleExecutionOB1OB1主程序CYC_INT5OB35OB35中斷COMPLETERESTARTOB100OB100仿真ConeCurrent_1PIW102WORD1#電機電流檢測信號ConeCurrent_2PIW104WORD2#電機電流檢測信號ConeTempAlarm_1PIW106WORD1#潤滑油油溫檢測信號ConeTempAlarm_2PIW108WORD2#潤滑油油溫檢測信號BeltScalePressurePIW110WORD皮帶秤壓力信號FeedLevelPIW112WORD給料料位ady1PIW200WORD1#秤壓力信號Feed_BpqOutPQW100WORD電振篩變頻器輸出4.3破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)和模塊選型〔1〕電源模塊的選型[14]S7-300需要24V直流電源。PS307負載電源模塊將120V或230V交流電壓轉變?yōu)?4V直流工作電壓。24V直流電源用來為SIMATICS7-300和傳感器及執(zhí)行元件供電。電源模塊安裝在DIN導軌上(插槽1)，緊靠在CPU或IM361(擴展機架上)的左側。使用電源連接器(已包括)連接到的CPU或IM361上。本階段選用電源模塊為PS3075A〔2〕CPU模塊的選型根據(jù)被控對象的I/O點數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，選用SIEMENS公司的S7-300系列PLC的CPU為315-2DP。CPU315－2DP是唯一帶現(xiàn)場總線〔PROFIBUS〕SINECL2-DP界面的CPU模板，具有48KB的RAM,80KB的裝載存儲器，可用存儲卡擴充裝載存存儲容量最大到512KB。最大可擴展1024點數(shù)字量或128個模擬量。〔3〕數(shù)字量輸入模塊的選型數(shù)字I/O模塊包括用于SIMATICS7-300的數(shù)字輸入和輸出。通過這些模塊，可將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與SIMATICS7-300相連。SM321數(shù)字量輸入模板將現(xiàn)場送來的數(shù)字信號電平轉換成S7-300內(nèi)部信號電平，有四種型號模板可供選擇，即直流16點輸入，直流32點輸入，交流8點輸入，交流32點輸入。因為破碎階段統(tǒng)計出DI=46點，所以選擇直流32點和直流16點輸入的SM321數(shù)字量輸入模塊?！?〕數(shù)字量輸出模塊的選型SM322數(shù)字量輸出模板將S7-300內(nèi)部信號電平轉換成所要求的外部信號電平，可直接驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。因為破碎階段統(tǒng)計出DO=13點，所以選擇直流32點繼電器輸出SM322數(shù)字量輸出模塊。〔5〕模擬量輸入模塊的選型SIMATICS7-300的模擬輸入用于連接電壓和電流傳感器、熱電耦、電阻器和電阻式溫度計。SM331模擬輸入模塊將擴展過程中的模擬信號轉化為S7-300內(nèi)部處理用的數(shù)字信號。電壓和電流傳感器、熱電耦、電阻和電阻式溫度計均可作為傳感器與該模塊相連。本階段選用SM331AI8×12位模擬量輸入模塊。破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)圖4.5硬件組態(tài)圖標雙擊Hardware翻開硬件組態(tài)界面，安照上述選擇好模塊拖拽到相應插槽里完成硬件組態(tài)。1#插槽只允許放置電源，2#插槽只允許放置CPU，3#插槽只允許放置級聯(lián)模塊，本環(huán)節(jié)不需要使用該插槽，空置但不可放置其他模塊。4#到11#插槽允許放置I/O模塊，且模塊放置到插槽后I/O地址就確定下來，在編程時必須對應。圖4.6STEP7硬件組態(tài)示意圖圖4.7PLC機架組態(tài)示意圖4.4破碎環(huán)節(jié)梯形圖程序本系統(tǒng)的編程軟件采用了STEP7語言中的類似于一般高級語言子程序的功能，STEP7將用戶程序分成不同的塊類型。程序塊分為兩大類:系統(tǒng)塊和用戶塊。系統(tǒng)塊是存儲在CPU操作系統(tǒng)中預定義的功能或功能塊，可以被用戶程序調用。用戶塊也稱程序塊，是提供應用戶用于管理用戶程序代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)域。用戶塊包括OB＝組織塊；FB=功能塊；FC=功能；DB=數(shù)據(jù)塊。主程序可以放入“組織塊”(0B)中，而子程序可以放入“功能塊”(FB或FC)中。OB1是主程序，通過"CALL"調用語句，依次調用各模塊，到達組織整個程序的目的。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊(主程序)，它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序(組織塊)中斷。在起動完成后，不斷地循環(huán)調用OB1，在OB1中可以調用其它邏輯塊(FB，SFB，F(xiàn)C或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。PLC工作掃描過如下：4.5破碎PLC程序結構及各程序塊功能破碎階段的程序包括主程序OB1、中斷子程序OB35、仿真初始化子程序OB100、檢測調用FB100、計算機操作接口與控制狀態(tài)FC1、手動FC113、手動運行調用塊FB110、自動模式FC131、自動控制調用塊FB130、皮帶自啟動FC130、皮帶停止FC121、停止模式FB120、錐破報警FB141、料位報警FB142、FB140自動報警調用塊等。各段程序的具體設計及功能參照米桂瑩同學的下位機PLC硬件設計局部。5WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件設計組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA〔SupervisoryControlDataAcquisition〕的軟件平臺工具，是工業(yè)應用軟件的一個組成局部。它具有豐富的設置工程，使用方式靈活，功能強大。組態(tài)軟件由早前單一的人機界面向數(shù)據(jù)處理機方向開展，管理的數(shù)據(jù)量越來越大。隨著組態(tài)軟件自身以及控制系統(tǒng)的開展，監(jiān)控組態(tài)軟件局部地與硬件發(fā)生別離，為自動化軟件的開展提供了充分發(fā)揮作用的舞臺。OPC〔OLEforProcessControl〕的出現(xiàn)，以及現(xiàn)場總線尤其是工業(yè)以太網(wǎng)的快速開展，大大簡化了異種設備的互聯(lián)，降低了開發(fā)I/O設備驅動軟件的工作量。I/O驅動軟件也逐漸向標準化的方向開展。西門子視窗控制中心SIMATICWinCC〔WindowsControlCenter〕是HMI〔人機界面〕/SCADA〔監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集〕軟件中的后起之秀。1996年進入世界工控組態(tài)軟件市場，當年就被美國ControlEngineering雜志評為最正確HMI軟件。以最短的時間開展成為第三個在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng)；而在歐洲它無可爭議的成為了第一。在設計思想上，SIMATICWinCC秉承西門子公司博大精深的企業(yè)文化理念，是性能最全面，技術最先進，系統(tǒng)最開放的HMI/SCADA軟件。WinCC的顯著特性就是全面開放，它很容易的將標準的用戶程序結合起來，建立人機界面，精確的滿足生產(chǎn)實際需求。通過系統(tǒng)集成，可將WinCC作為其系統(tǒng)擴展的根底，通過開放接口開放自己的應用軟件。WinCC具有極高的兼容性，可適用于辦公室和制造系統(tǒng)，它提供成熟可靠的操作和高效的組態(tài)性能，同時具有靈活的擴展能力?？梢约傻饺珡S范圍內(nèi)的應用系統(tǒng)中，也可集成到車間控制層MES和全廠管理層ERP，使得從自動化層，通過車間管理層，直到全廠控制管理層有一個連續(xù)的信息流。[17]5.2WinCC6.0組態(tài)監(jiān)控軟件設計流程新建工程〔1〕在WinCC資源管理器中，單擊菜單上“文件”按鈕并在下拉菜單中選擇“新建”按鈕〔或在工具欄上單擊“新建”按鈕〕，出現(xiàn)“WinCCExplorer”對話框，我們一般采用“單用戶工程”，單擊“確定”按鈕關閉該對話框。如圖5.1、5.2所示。(2)在“新建工程”對話框中輸入工程名稱，同時選擇所在文件夾名稱及驅動器名稱，單擊“新建”按鈕關閉該對話框。如圖5.3所示。(3)更改工程屬性：進入新建工程后，在WinCC資源管理器中，右擊工程名稱并在下拉菜單中選擇“屬性”。在“工程屬性”的“熱鍵”標簽頁，一般為“登錄”動作分配熱鍵“Ctrl+R”。如圖5.4所示?！?〕更改計算機屬性：在WinCC資源管理器中，右擊工程計算機名并在下拉菜單中選擇“屬性”,在彈出的“計算機列表屬性”對話框中，單擊“屬性”按鈕。如圖5.5所示。在“計算機屬性”的“常規(guī)信息”標簽頁中，顯示了工程計算機名〔假設該工程是從其它計算機上拷過來那么須在此處改為當前計算機名〕，如圖5.6所示。在“計算機屬性”的“啟動”標簽頁中，選擇在運行時需啟動的組件，一般選擇圖形運行系統(tǒng)、報警記錄運行系統(tǒng)、變量記錄運行系統(tǒng)等，如圖5.7所示。畫面組態(tài)(1)在WinCC資源管理器中，右擊“圖形編輯器”并在下拉菜單中選擇“新建”，即可翻開新建界面。在該界面中添加全部欲在運行狀態(tài)下顯示的內(nèi)容。在“對象選項板”的“標準板”中列出了線、靜態(tài)文本、輸入輸出域等對象。在“對象選項板”的“控件板”中列出了時鐘、報警控件、在線表格控件、在線趨勢控件等，如圖5.8所示。圖〔2〕標準對象：右擊“標準對象”，會出現(xiàn)下拉菜單自定義對象：可對自定義對象進行創(chuàng)立、破壞、編輯及賦予其屬性、事件組對象：可對對象進行編組、取消編組組態(tài)對話框：主要針對按鈕?？蓪Π粹o所連接的畫面進行設置屬性：對對象的屬性進行設置。對象屬性分“屬性”標簽頁和“事件”標簽頁如圖5.9所示?！?〕屬性：“屬性”標簽頁主要對對象的幾何、顏色、樣式等屬性進行設置，靜態(tài)列顯示對象在靜態(tài)時的值，動態(tài)列具有燈泡的表示該屬性可動態(tài)化。右擊燈泡，可出現(xiàn)動態(tài)對話框、C動作、變量三個下拉菜單，如圖5.10、5.11所示。圖(4)“事件”標簽頁：事件標簽頁顯示了可實現(xiàn)的動作，例如：鼠標動作、鍵盤動作。動作欄中帶有閃電符號的動作表示該動作可動態(tài)化。右擊閃電出現(xiàn)C動作、直接連接兩個下拉菜單，如圖5.12所示。(5)變量:將屬性值賦予變量，也可通過變量更改屬性值，但要注意屬性值類型與變量類型的匹配,如圖5.13所示?！?〕找其他對象：單擊畫面編輯器工具欄上的顯示庫按鈕，翻開WinCC自帶的圖庫，可在圖庫中找到各種對象。變量組態(tài)WinCC中變量分為內(nèi)部變量和外部變量。內(nèi)部變量：只在WinCC內(nèi)部使用。右擊“內(nèi)部變量”，可新建組也可新建變量。右擊變量并在下拉菜單中選擇“屬性”，翻開“變量屬性對話框”。在該對話框的“常規(guī)”標簽頁中，“名稱”欄中輸入變量的名稱，在“數(shù)據(jù)類型”下拉框中選擇變量的類型。如圖5.14所示。(1)外部變量：指與PLC進行通訊的變量。建立過程如下：〔一〕添加驅動程序：右擊“變量管理器”在下拉菜單中選擇“添加新的驅動程序”，在“添加新的驅動程序”對話框中選擇“SIMATICS7ProtocolSuite”并單擊“翻開”如圖5.15、5.16所示?！捕吃诠こ趟x擇的網(wǎng)卡下建立驅動程序連接右擊工程所選擇的網(wǎng)卡，在下拉菜單中選擇“新建驅動程序連接”。在“連接屬性”對話框的“名稱”欄中填寫該連接的名稱，單擊“屬性”按鈕，彈出“連接參數(shù)”對話框，本例中使用的是TCP/IP，所以須添加IP地址?！皺C架號”指的是CPU所在的機架號。“插槽號”指的是機架中CPU所在的插槽號。單擊“確定”關閉該對話框，再單擊“確定”關閉“連接屬性”對話框。如圖5.17、5.18、5.19所示?！踩吃趧倓偨⒌尿寗映绦蜻B接下建立變量組〔或變量〕右擊剛剛建立的驅動程序連接，在下拉菜單中選擇“新建組”〔也可選擇“新建變量”〕，在“變量組屬性”對話框的名稱欄中填寫該變量組的名稱。如圖5.20、5.21所示。〔四〕在新建的變量組下建立變量右擊新建的變量組，在下拉菜單中選擇“新建變量”，在彈出的“變量屬性“對話框中，“名稱”及“數(shù)據(jù)類型”的選擇與內(nèi)部變量一樣，唯一不同的是外部變量須添加地址。在“變量屬性”的“常規(guī)”標簽頁中單擊地址欄旁的“選擇”按鈕。在“地址屬性”對話框的“數(shù)據(jù)”欄的下拉框中，列出了與變量的數(shù)據(jù)類型相對應的可選項。如圖5.22、5.23、5.24所示。新建變量：例如：變量是二進制變量，其數(shù)據(jù)欄中可選擇是DB、位存儲器、輸入、輸出。如果“數(shù)據(jù)”欄中選擇DB，就須在“DB號”欄中填寫該變量所在的DB塊，在“地址”欄中填寫該變量在DB塊中的第幾位。如圖5.22、5.23、5.24所示。報警組態(tài)報警組態(tài)是為了在運行狀態(tài)下監(jiān)控那些反映設備實際狀態(tài)的變量的變化,并及時提示現(xiàn)場設備的故障信息。報警記錄的組態(tài)：進入報警記錄后，在左上角的瀏覽窗口可看到報警記錄所具有的組件。“消息塊”決定了報警時提示該報警的哪些信息，如該報警產(chǎn)生的位置、日期、時間等。消息等級決定了該報警的級別，一般我們都選擇Error級的Alarm型。在報警記錄下方的數(shù)據(jù)窗口，須添加所有欲監(jiān)控的變量。右擊數(shù)據(jù)窗口的任何一行，并在下拉菜單中選擇“添加新行”可在數(shù)據(jù)窗口添加一條記錄。假設在下拉菜單中選擇“屬性”即翻開該報警變量的屬性窗口在屬性窗口的“參數(shù)”標簽頁中設置該報警的等級及類型。單擊“消息變量”欄旁的按鈕可選擇報警變量屬性窗口的“文本”標簽頁中，“消息文本”欄中填寫該