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1、各專業(yè)畢業(yè)論文范文盡在道客巴巴下載選礦廠礦石破碎S7-300PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計各專業(yè)畢業(yè)論文范文盡在道客巴巴下載摘要摘要我國鋼鐵產(chǎn)量位居世界前位，選礦工業(yè)是傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工業(yè)，雖然已具備相當(dāng)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(qiáng)度大，選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低，而且隨礦石性質(zhì)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(guān)鍵技術(shù)、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(qiáng)度大大減輕，產(chǎn)品質(zhì)量可

2、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(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)在線優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度和管理，使整個選礦生產(chǎn)過程處于最佳狀態(tài)，最大限度地提高產(chǎn)量、精礦品位和金屬回收率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、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(yīng)用。此次選礦綜合自動化集中控制系統(tǒng)的設(shè)計分為硬件設(shè)計、控制軟件梯形圖設(shè)計、組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計三個部分。本文根據(jù)選礦生產(chǎn)的特點和要求，詳細(xì)介紹了S7-300PLC控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件的設(shè)計。首先，簡單介紹選礦自動化

3、系統(tǒng)的總體設(shè)計,然后詳細(xì)介紹了如何使用Win CC系統(tǒng)設(shè)計組態(tài)監(jiān)控，最后結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試、檢驗。選礦自動化集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠明顯提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在選礦行業(yè)中有非常廣泛的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞: S7-300;選礦綜合自動化系統(tǒng)；組在軟件；Win CC；調(diào)試IAbstractAbstractChinas steel output ranks first in the world. Mineral processing industry is the traditional basic industries, it has large-scale, employing many

4、, but a small number of large-scale processing plant in addition to a number of automated equipment, the majority of plant selection or manual operation, in the old mode of operation of the management.Problems is high energy consumption, low efficiency, low level of automation, labor-intensive, proc

5、essing technology of low economic indicators, but also with the nature and operation of mineral changes in very unstable conditions. To solve these problems is an important research and development process of beneficiation of industrial production of key technologies, equipment, instrumentation, min

6、eral processing to achieve the automation of industrial processes. Dressing for the realization of automated industrial processes and energy consumption can significantly reduce raw material consumption, reduce labor intensity, improve product quality and stability.Problems is high energy consumptio

7、n, low efficiency, low level of automation, labor-intensive, processing technology of low economic indicators, but also with the nature and operation of mineral changes in very unstable conditions. To solve these problems is an important research and development process of beneficiation of industria

8、l production of key technologies, equipment, instrumentation, mineral processing to achieve the automation of industrial processes. Dressing for the realization of automated industrial processes and energy consumption can significantly reduce raw material consumption, reduce labor intensity, improve

9、 product quality and stability. This article introduces the application of SIEMENS S7 300 Programable Logic Controller in automation of mineral processing control system. The design of automation of mineral processing composite comcontrol system include hadware design,STEP 7 software control program

10、 and configuration interface software design.Text below particularly introduces the S7-300 Programable Logic Controller onfiguration interface software design.First of all,a simple introduction of totally designing method will be given, then we will talking about the detailed programming in Win CC l

11、anguage with state method,at last there will be the testing and debugging. However,the application of the automation of mineral processing control system will raise the producting efficiency remarkablely,save energy resources and improve the product qualities.its obvious that the automation of miner

12、al processing control system can be widespreading use in mineral industry.Keywords: S7-300;Automation of mineral processing;Win CC language;testIII目錄目 錄摘要Abstract0引 言11 緒論21.1 磁鐵礦選礦介紹21.2 選礦工藝及設(shè)備介紹22 選礦廠自動化系統(tǒng)總體設(shè)計方案42.1 系統(tǒng)總體設(shè)計思想42.2 系統(tǒng)的基本功能42.3 系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)42.4 現(xiàn)場控制與遠(yuǎn)程控制63 可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述73.1 可編程控制器（PLC）概述7

13、3.2 STEP 7概述93.3 狀態(tài)法編程概述114 破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設(shè)計134.1 破碎環(huán)節(jié)控制流程144.1.1 遠(yuǎn)程控制154.1.2 現(xiàn)場控制154.1.3 系統(tǒng)啟停順序164.2 破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址（M）的分配164.3 破碎環(huán)節(jié)PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)和模塊選型244.4 破碎環(huán)節(jié)梯形圖程序264.5 破碎PLC程序結(jié)構(gòu)及各程序塊功能275 Win CC組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計285.1 WinCC 6.0組態(tài)監(jiān)控軟件簡介285.2 WinCC 6.0 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計流程285.2.1 新建項目285.2.2 畫面組態(tài)355.2.3 變量組態(tài)405.2.4報警組

14、態(tài)496仿真調(diào)試506.1 S7-PLCSIM仿真軟件簡介506.2系統(tǒng)模擬運行507結(jié) 論56參考文獻(xiàn)57謝 辭58V引言0引 言選礦是根據(jù)礦石中不同礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)，把礦石破碎磨細(xì)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分離，除去或降低有害雜質(zhì)，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(jì)利用。國內(nèi)的一些選礦廠設(shè)備單一、陳舊，選礦技術(shù)落后，采用粗放的發(fā)展模式，生產(chǎn)力十分有限。隨著計算機(jī)技術(shù)，自動控制技術(shù)，檢測技術(shù)，等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對選礦中的

15、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(jìn)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(jì)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(jì)效益和社會效益，提高企業(yè)的裝備技術(shù)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(zhì)量以及合格率，降低能源消耗，減少設(shè)備維護(hù)費用，縮短設(shè)備檢修時間，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)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第1章 緒 論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

16、工藝及選礦設(shè)備來處理磁鐵礦物對于我們國家礦山的發(fā)展及整個鋼鐵業(yè)的發(fā)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(shè)備有了很大的發(fā)展，鐵精礦品位有了很大的提高。個別選礦廠已經(jīng)達(dá)到了70，全國平均提高了l以上；而且雜質(zhì)含量明顯下降，有的選礦廠應(yīng)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(xì)度不盡合理； 鐵礦設(shè)備單一；選別作業(yè)存在問題； 1.2 選礦工藝及設(shè)備介紹選礦工藝技術(shù)與選礦設(shè)備的發(fā)展是同步的，設(shè)備的技術(shù)水平不僅是工藝水平的最好體現(xiàn)，其生產(chǎn)技術(shù)狀態(tài)也直接影響著生產(chǎn)過程、產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量以及綜合經(jīng)濟(jì)效益。（1） 破碎篩分工藝破碎是

17、大塊物料在機(jī)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(xì)破碎、超微破碎。破碎過程是高能耗的作業(yè)，破碎過程的基本原則是“多碎少磨”?，F(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的破碎設(shè)備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設(shè)備可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)等。振動篩是工業(yè)中普遍采用的一種篩子，應(yīng)用范圍廣，適用于中、細(xì)碎的預(yù)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。（2）磨礦工藝對選礦

18、而言，采用一段或兩段磨礦，便可經(jīng)濟(jì)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(jìn)行階段選別的要求決定的。 1.球磨機(jī) 各種規(guī)格子型球磨機(jī)的構(gòu)造基本相同，球磨機(jī)的筒體用厚約1836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(yīng)用較廣，使用橡膠尚處于試制階段。襯板厚50130毫米，與筒殼之間有1014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?qū)嗴w的沖擊。2.棒磨機(jī) 目前選礦廠使用的棒磨機(jī)，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(jī)的構(gòu)造與溢流型球磨機(jī)大致相同。所用磨

19、礦介質(zhì)為長圓棒。3.螺旋分級機(jī)螺旋分級機(jī)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(xì)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(jìn)行機(jī)械分級的一種分級設(shè)備，能把磨機(jī)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(jī)進(jìn)料口，把過濾出的細(xì)料從溢流管子排出。該機(jī)底座采用槽鋼，機(jī)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(jī)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(jìn)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(tuán)”或“磁鏈”，“磁團(tuán)”或“磁鏈”在

20、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(zhuǎn)方向是交替排列的，并且在工作時固定不動，“磁團(tuán)”或“磁鏈”在隨圓筒旋轉(zhuǎn)時，由于磁極交替而產(chǎn)生磁攪拌現(xiàn)象，被夾雜在“磁團(tuán)”或“磁鏈”中的脈石等非磁性礦物在翻動中脫落下來，最終被吸在圓筒表面的“磁團(tuán)”或“磁蓮”即是精礦。精礦隨圓筒轉(zhuǎn)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。3第2章 選礦廠自動化系統(tǒng)總體設(shè)計方案2 選礦廠自動化系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.1 系統(tǒng)總體設(shè)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(biāo)。選礦自動化系統(tǒng)是指運用

21、各種自動控制技術(shù)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(zhì)量精礦的控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、準(zhǔn)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(shè)計正是完成基于PLC為控制器的組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計的選礦廠綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計。122.2 系統(tǒng)的基本功能（1） 上位機(jī)監(jiān)視、控制、操作系統(tǒng)的功能； （2） 中空室設(shè)操作臺 操作、控制系統(tǒng)的單個設(shè)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(jī)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(guān)鍵設(shè)備電機(jī)的油溫、

22、油位、電流、礦量等參數(shù)的上位機(jī)顯示和報警功能；（8） 磨礦環(huán)節(jié)給水量的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能；（9） 磨礦環(huán)節(jié)給料量的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能；2.3 系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié) 本設(shè)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(gòu)成一個整體的選礦廠系統(tǒng)。設(shè)計時本著“集中管理,分散控制”為原則,分別將每個環(huán)節(jié)分為三個緊密的部分：3第一部分 上位機(jī)（工業(yè)控制計算機(jī)）由工業(yè)控制計算機(jī)作為系統(tǒng)主機(jī)，上位機(jī)中央控制系統(tǒng),包括1臺工業(yè)控制機(jī),顯示器,UPS電源,打印機(jī)和操作鍵盤等是系統(tǒng)的中樞,它接收下位機(jī)的信號,除顯示打印存儲外,還按照程序要求回饋下位機(jī)運行方式和數(shù)據(jù)。第二部分

23、下位機(jī)（S7300 PLC）下位機(jī)采用抵抗工業(yè)惡劣環(huán)境能力強(qiáng)且可靠性高的S7300 PLC實現(xiàn)。第三部分 生產(chǎn)車間上位機(jī)和下位機(jī)通過MPI總線聯(lián)系通信；下位機(jī)和生產(chǎn)車間設(shè)備則通過數(shù)據(jù)電纜通信；這樣這三個部分便構(gòu)成了整個生產(chǎn)管理及控制體系。上位機(jī)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)集中管理任務(wù)。下位機(jī)系統(tǒng)用于采集和處理各種信號,并輸入上位機(jī),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(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備控制柜設(shè)有啟停等操作按鈕，為繼電接觸器控制系統(tǒng)； 4遠(yuǎn)程中控室設(shè)置操作臺和上位機(jī)，操作臺上分別設(shè)置每個設(shè)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(shè)備運行；遠(yuǎn)程中控室設(shè)

24、置操作臺設(shè)有“現(xiàn)場”和“手動”和“自動”切換開關(guān)：當(dāng)開關(guān)放在“現(xiàn)場”位置時遠(yuǎn)程中央控制失效，由操作員現(xiàn)場本地操作控制；當(dāng)開關(guān)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(dāng)開關(guān)放在“自動”位置時，操作員可通過中控室上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件Wincc操作控制系統(tǒng)。6第3章 可編程控制器和軟件系統(tǒng)概述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(shè)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，

25、很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)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(qiáng)，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)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(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都己大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。71.高可靠性；2.豐富的I/O接口模塊；3.采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要；4.編程簡單易學(xué)；5.安裝簡單，維修方便；（2） PLC的應(yīng)用PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外

26、部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)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：1.開關(guān)量邏輯控制取代傳統(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(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.工業(yè)過程控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)是

27、一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)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(yīng)用。3.運動控制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(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。4.數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)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(zhuǎn)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)。5.通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PL

28、C都具有通信接口，通信非常方便。（3）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(kuò)展32個模塊，S7-400是大型PLC，可以擴(kuò)展300多個模塊。S7-300/400可以組成MPI, PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等。5S7-300主要組成部分有：導(dǎo)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。S7300組成如下圖所示。圖3.1 S7-300組成1.負(fù)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CP

29、U有不同的性能，有的CPU上集成有I/O點，有的CPU上集成有PROFIBUSDP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(luò)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(jī)架配置時連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架(ER)。S7-300 通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個模塊。3.2 STEP 7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(biāo)準(zhǔn)軟件包。標(biāo)準(zhǔn)軟件包運行再操作系統(tǒng)

30、Windows下并與Windows的圖形對象和面向?qū)ο蟮牟僮髟瓌t相匹配。標(biāo)準(zhǔn)軟件包的功能： 標(biāo)準(zhǔn)軟件支持自動任務(wù)創(chuàng)建過程的各個階段 。基于此，本設(shè)計選用STEP7 V5.3進(jìn)行程序開發(fā)。STEP 7 包括以下組件：81.SIMATIC管理器，用于集中管理所有工具以及自動化項目數(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）STEP 7中PLC程序的基本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的PLC軟件采用了STEP 7語言中的類似于一般高級語言子程序的功能，STEP 7將用戶程序分成不同

31、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(yù)定義的功能或功能塊，可以被用戶程序調(diào)用。用戶塊也稱程序塊，是提供給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(diào)用語句，依次調(diào)用各模塊，達(dá)到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(diào)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(diào)用OB1，在OB1中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB

32、, 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。（2）STEP 7的編程語言在標(biāo)準(zhǔn)的 STEP 7 軟件包中包括LAD、FBD、STL這幾種編程語言表示類型，也可購買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:結(jié)構(gòu)文本ST(Structured text)： 西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)。編程語言 SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）：是一個可選軟件包，它是按照國際電工技術(shù)委員會 IEC1131-3 標(biāo)準(zhǔn)定義的文本語言。

33、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(fù)雜的最優(yōu)化算法或管理大量的數(shù)據(jù)。梯形圖LD(Ladder diagram)：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基礎(chǔ)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。一個邏輯塊的程序部分由一段或多段程序組成。梯形梯形邏輯編程語言包含在 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)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。功能塊圖FBD (Function block diagram)：標(biāo)準(zhǔn)中稱為功能方框圖語言。編程語言功能塊圖（FBD）使

34、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(fù)雜功能諸如算術(shù)功能等，可直接用邏輯框表示。FBD 編程語言包含在 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包中。連續(xù)功能圖（Continuous Function Chart）：西門子稱之為S7 CFC 編程語言?？蛇x軟件包 CFC（Continuous Function Chart，連續(xù)功能圖）是一種用圖形的方法連接復(fù)雜功能的編程語言。編程語言 S7 CFC 用于連接已存在的各種功能。有許多標(biāo)準(zhǔn)功能不需要用戶編程，而是可以使用含有標(biāo)準(zhǔn)塊（例如：邏輯、算術(shù)、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(xì)的編程知識以及有關(guān)可編程序控制方面的專門

35、知識。只需要具有行業(yè)所必需的工藝技術(shù)方面的知識就可以。用戶生成的程序塊可按自己的意愿進(jìn)行連接，連接的方法分不同的情況，如果用SIMATIC S7，可用 S7 編程語言中的任一種，如果是用于 SIMATIC M7 則用 C/C+編程語言。程序是按 CFC 圖表生成并存儲。這些程序存在 S7 program 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(zhuǎn)換與選用在STEP 7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(luò)，在梯形圖、功能塊圖和語句表之間可以轉(zhuǎn)換。如果部分網(wǎng)絡(luò)不能轉(zhuǎn)換，則用語句表表示。 語句表可供喜歡用匯編語言編程的用戶使

36、用。語句表的輸入快， 可以在每條語句后面加上注釋。設(shè)計高級應(yīng)用程序時建議使用語句表。 梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。設(shè)計復(fù)雜的觸點電路時最好用梯形圖。 功能塊圖適合于熟悉數(shù)字電路的人使用。 S7 SCL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。 S7 Graph, HiGraph和CFC可供有技術(shù)背景，但是沒有PLC編程經(jīng)驗的用戶使用。S7 Graph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。圖3.2編程語言的選擇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

37、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(Ladder diagram)：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基礎(chǔ)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。一個邏輯塊的程序部分由一段或多段程序組成。梯形邏輯編程語言包含在 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計中，主要利用梯形圖LAD編程對組態(tài)軟件進(jìn)行調(diào)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

38、令也用于步進(jìn)順序控制指令。狀態(tài)法編程的可以這樣描述：對于較為復(fù)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(wù)。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）則標(biāo)志著該狀態(tài)程序段的開始，每段小程序最后一個相應(yīng)內(nèi)部點復(fù)位（失電）則標(biāo)志著該程序段的結(jié)束。56第4章 破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設(shè)計4 破碎環(huán)節(jié)及其梯形圖程序設(shè)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(jī)安全工作狀態(tài)的分析和報警；通過對破碎機(jī)工作電流和給

39、礦量的檢測和分析實施破碎機(jī)優(yōu)化給礦的控制；通過對料倉料位的檢測和各破碎機(jī)能力的分析實施自動布料和破碎機(jī)工作的優(yōu)化平衡，最終使整個系統(tǒng)安全、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(jī)工作效率、減少崗位人員配置、提高設(shè)備的安全可靠性、減少設(shè)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 4.1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(shè)置中控室，中控室設(shè)操作臺，操作臺上分布各個設(shè)備的啟?？刂瓢粹o和指示燈。系統(tǒng)啟動之前，操作員首先應(yīng)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(zhǔn)備：破碎中

40、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(shè)備電源開關(guān)是否閉合；檢查各個皮帶是否有堆積并清除；檢查顎破機(jī)內(nèi)是否有余礦并清除；檢查兩個圓錐破內(nèi)是否有余礦并清除；檢查圓錐破潤滑油油質(zhì)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(yīng)信號，當(dāng)破碎中控室操作員收到現(xiàn)場響應(yīng)信號后首先在操作臺上選擇操作模式，準(zhǔn)備啟動系統(tǒng)。圖4.3破碎環(huán)節(jié)控制流程圖4.1.1 遠(yuǎn)程控制當(dāng)選擇“自動”模式時，操作臺上控制按鈕開關(guān)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(jī)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

41、機(jī)分別置于操作臺上，在上位機(jī)上通過STEP 7軟件編寫好程序后經(jīng)通信電纜（MPI）下載到下位機(jī)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(jī)，通過WinCC組態(tài)監(jiān)控界面里顯示出設(shè)備的運行/停止?fàn)顟B(tài)和一些關(guān)鍵設(shè)備的參數(shù)，如電流、電壓、溫度等。當(dāng)選擇“手動”模式時，上位機(jī)操作和現(xiàn)場操作均失效。操作員只有在操作臺上通過設(shè)置的按鈕開關(guān)來控制設(shè)備的運行。該模式是為了集中調(diào)試方便而使用。4.1.2 現(xiàn)場控制當(dāng)選擇“現(xiàn)場”模式時，上位機(jī)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(shè)備運行。該模式是為了現(xiàn)場調(diào)試方便而使用。這時，現(xiàn)場控制柜上的急停按

42、鈕有效，可供現(xiàn)場操作員及時處理事故時緊急停車使用。4.1.3 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”的原則，啟動前各設(shè)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(jié)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(jié)束當(dāng)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41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

43、統(tǒng)計類型PLC物理地址備注、說明MC模式切換DOQ0.0Wincc顯示遠(yuǎn)程、現(xiàn)場模式SM現(xiàn)場模式DII0.0Wincc顯示現(xiàn)場模式HM手動模式DII0.1Wincc顯示手動模式AM自動模式DII0.2Wincc顯示自動模式FeedOut啟，停DOQ0.1Wincc有ON/OFF按鈕FeedState返回信號DII0.3Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)FeedRun_c啟動DII0.4FeedsStop_c停止DII0.5Feed_BpqOut壓頻輸出AO輸出驅(qū)動給料電機(jī)，控制轉(zhuǎn)速來控制給料量JawMotorOut啟，停DOQ0.2Wincc有ON/OFF按鈕JawMotorState返回信號DI

44、I0.6Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)JawMotorFRFR過載DII0.7Wincc有顯示過載OFF狀態(tài)JawMotorES緊急停車DII1.0Wincc有急停狀態(tài)顯示JawRun_c啟動DII1.1JawStop_c停止DII1.2BelOut_1啟，停DOQ0.3Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_1返回信號DII1.3Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_1啟動DII1.4BeltStop_c_1停止DII1.5BeltTcyLockAlarm_1故障信號DII1.6Wincc顯示 1#皮帶故障狀態(tài)，該皮帶停車，并報警BeltTraffic_1流量信號AIWi

45、ncc顯示流量數(shù)值ConeMotorOut_1啟,停DOQ0.4Wincc有ON/OFF按鈕ConeMotorOn_1運行DOQ0.5Wincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_1啟動返回信號DII1.7Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_1運行返回信號DII2.0Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_1FR過載DII2.1Wincc有顯示過載OFF狀態(tài)ConeMotorES_1緊急停車DOQ0.6Wincc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上限報警ConeCurrent_1電機(jī)電流檢測

46、AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_1啟動DII2.2ConeStop_c_1停止DII2.3BelOut_2啟，停DOQ0.7Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_2返回信號DII2.4Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_2啟動DII2.5BeltStop_c_2停止DII2.6磁化輪 磁化輪（去毛）為皮帶所自帶設(shè)備 無需控制BelOut_3啟，停DOQ1.0Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_3返回信號DII2.7Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_3啟動DII3.0BeltStop_c_3停止DII3.1BelOut_4啟，停DOQ

47、1.1Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_4返回信號DII3.2Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_4啟動DII3.3BeltStop_c_4停止DII3.4ESieveOut啟，停DOQ1.2Wincc有ON/OFF按鈕ESieveState返回信號DII3.5Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)ESieveRun_c啟動DII3.6EsieveStop_c停止DII3.7BelOut_5啟，停DOQ1.3Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_5返回信號DII4.0Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_5啟動DII4.1BeltStop_c_5停止D

48、II4.2BelOut_8啟，停DOQ1.4Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_8返回信號DII4.3Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_8啟動DII4.4BeltStop_c_8停止DII4.5ConeMotorOut_2啟,停DOQ1.5Wincc有ON/OFF按鈕ConeMotorON_2運行DOQ1.6Wincc有ON/OFF按鈕ConeRunState_2啟動返回信號DII4.6Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeOnState_2運行返回信號DII4.7Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)ConeMotorFR_2FR過載DII5.0Wincc有顯示過載OFF

49、狀態(tài)ConeMotorES_2緊急停車信號DII5.1Wincc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上限報警ConeCurrent_2電機(jī)電流檢測AIWincc顯示數(shù)值ConeRun_c_2啟動DII5.2ConeStop_c_2停止DII5.3BelOut_6啟，停DOQ1.7Wincc有ON/OFF按鈕BeltState_6返回信號DII5.4Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_6啟動DII5.5BeltStop_c_6停止DII5.6BelOut_7啟，停DOQ2.0Wincc有ON/OFF按鈕BeltState

50、_7返回信號DII5.7Wincc顯示ON/OFF狀態(tài)BeltRun_c_7啟動DII6.0BeltStop_c_7停止DII6.1FeedAlarm給料報警DOQ2.1JawAlarm鱷破報警DOQ2.2BeltAlarm皮帶類報警DOQ2.3TcyLockAlarm金屬探測報警DOQ2.4ConeAlarm錐破報警DOQ2.5ESieveAlarm篩子報警DOQ2.6AlarmReset報警復(fù)位DII6.2AllReset總復(fù)位DII6.3表4-2破碎符號表數(shù)據(jù)檢測DB 11DB 11仿真數(shù)據(jù)DB 610FB 610檢測調(diào)用塊FB 100FB 100檢測調(diào)用塊模擬量標(biāo)度變換模塊FB 101

51、FB 101模擬量標(biāo)度變換模塊模擬量輸入模塊FB 102FB 102模擬量輸入模塊設(shè)備狀態(tài)檢測快FB 103FB 103設(shè)備狀態(tài)檢測快手動運行調(diào)用塊FB 110FB 110手動運行調(diào)用塊皮帶秤料重檢測FB 111FB 111模擬量輸入轉(zhuǎn)換FB 112FB 112模擬量輸出轉(zhuǎn)換FB 113FB 113自動控制調(diào)用塊FB 130FB 130自動控制調(diào)用塊PID計算FB 131FB 131PID計算自動報警調(diào)用塊FB 140FB 140自動報警調(diào)用塊錐破報警FB 141FB 141錐破報警料位報警FB 142FB 142料位報警皮帶測皮調(diào)用塊FB 160FB 160皮帶測皮調(diào)用塊皮帶測皮計算FB 1

52、61FB 161皮帶測皮計算仿真調(diào)用塊FB 610FB 610仿真調(diào)用塊計算機(jī)操作接口與控制狀態(tài)FC 1FC 1計算機(jī)操作接口與控制狀態(tài)公共控制程序FC 2FC 2公共控制程序模式控制FC 3FC 3模式控制錐破手動FC 111FC 111錐破手動皮帶手動運行FC 112FC 112皮帶手動運行手動FC 113FC 113手動停止模式FC 120FC 120停止模式皮帶停止FC 121FC 121皮帶停止皮帶自啟動FC 130FC 130皮帶自啟動自動模式FC 131FC 131自動模式模擬量處理FC 161FC 161輸出調(diào)用塊FC 170FC 170輸出調(diào)用塊手動信號返回FC 611FC

53、611模擬仿真FC 612FC 612StopModeM 0.0BOOL計算機(jī)停止模式HandRunModeM 0.1BOOL手動模式AutoRunModeM 0.2BOOL自動模式BeltstopModeM 0.3BOOL皮帶停止模式BeltrunModeM 0.4BOOL皮帶自動運行模式BeltHandModeM 0.5BOOL皮帶手動模式AutoStopM 1.0BOOL計算機(jī)自動停止HandRunM 1.1BOOL計算機(jī)手動AutoRunM 1.2BOOL計算機(jī)自動運行BeltRunM 1.3BOOL皮帶計算機(jī)自動運行BeltStopM 1.4BOOL皮帶計算機(jī)停止運行BeltHand

54、M 1.5BOOL皮帶計算機(jī)手動運行BeltStepOnM 1.6BOOL皮帶自動運行啟動條件BeltPulseM 1.7BOOL皮帶自動運行脈沖信號DebugFzM 2.0BOOL仿真AutoRunStep1M 3.0BOOL自動運行步驟1AutoRunStep2M 3.1BOOL自動運行步驟2AutoRunSrep3M 3.2BOOL自動運行步驟3AutoRunStep4M 3.3BOOL自動運行步驟4AutoRunStep5M 3.4BOOL自動運行步驟5AutoRunStepOnM 3.5BOOL自動運行啟動條件AutoRunStep0M 3.6BOOL自動運行步驟0AutoRunPu

55、lseM 3.7BOOL自動運行脈沖信號MeasureStep0M 4.0BOOL測皮步驟0endMeasureM 4.1BOOL測皮結(jié)束MeasureModeM 4.2BOOL測皮模式MeasurePulseM 4.3BOOL檢測脈沖LevelHighAlarmPulseM 5.0BOOL料位高報警脈沖LevelHighAlarmM 5.1BOOL高料位報警LevelLowAlarmPulseM 5.2BOOL料位低報警脈沖LevelLowAlarmM 5.3BOOL低料位報警ConeCurrentAlarmPulse_1M 6.0BOOL1#圓錐破碎機(jī)電流報警脈沖ConeCurrentAl

56、armPulse_2M 6.1BOOL2#圓錐破碎機(jī)電流報警脈沖ConeTempAlarmPulse_1M 6.2BOOL1#圓錐破碎機(jī)軸溫報警ConeTempAlarmPulse_2M 6.3BOOL2#圓錐破碎機(jī)軸溫報警ConeMotorAlarmM 6.4BOOL圓錐破碎機(jī)報警FaultAlarmM 7.0BOOL總報警AlarmResetM 7.1BOOL報警復(fù)位FeedsStop_cM 20.0BOOL電振給料電機(jī)停止FeedRun_cM 20.1BOOL電振給料電機(jī)啟動FeedMotorOutM 20.2BOOL電振給料電機(jī)輸出FeedMotorStateM 20.3BOOL電振給

57、料電機(jī)返回信號JawStop_cM 21.0BOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)停止JawRun_cM 21.1BOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)啟動JawMotorOutM 21.2BOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)輸出JawMotorStateM 21.3BOOL顎式破碎機(jī)電機(jī)返回信號JawMotorFRM 21.4BOOL顎式破碎機(jī)過載JawMotorESM 21.5BOOL顎式破碎機(jī)緊急停車ConeStop_c_1M 31.0BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)停止ConeRun_c_1M 31.1BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動ConeMotorOut_1M 31.2BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)輸出ConeMotorOn_1M 31.3BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運行ConeRunState_1M 31.4BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)啟動返回信號ConeOnState_1M 31.5BOOL1#圓錐破碎機(jī)電機(jī)運行返回信號ConeMotorFR_1M 3