選礦廠破碎S7-300PLC控制系統(tǒng)

1、河北聯(lián)合大學(xué)QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目：選礦廠礦石破碎S7-300PLC控制系統(tǒng)梯形圖軟件設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： +學(xué) 號(hào)：+專(zhuān)業(yè)班級(jí)：+ 學(xué) 部：+指導(dǎo)教師：+ 教授 2012年05月23日摘 要選礦廠集中控制系統(tǒng)是指運(yùn)用各種自動(dòng)控制技術(shù)完成破碎篩分、磨礦分級(jí)、選別、脫水、過(guò)濾及精礦和尾礦的輸送等選礦作業(yè)的控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性是系統(tǒng)必備的要素。該系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中常以單片機(jī)或者可編程控制器（PLC）來(lái)完成控制功能。然而，以單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)在安全、可靠及抗干擾的性能上要稍遜色于PLC。為此，在工業(yè)生產(chǎn)中大力開(kāi)發(fā)

2、使用PLC完成控制功能的選礦廠自動(dòng)控制系統(tǒng)是非常必要的。本設(shè)計(jì)正是完成基于PLC為控制器的選礦廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)1。 隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，自動(dòng)化系統(tǒng)得到極大的完善。本設(shè)計(jì)中以S7300 PLC為核心控制器，著重說(shuō)明了選礦廠破碎和磨礦兩個(gè)環(huán)節(jié)的控制流程、控制系統(tǒng)硬件配置、梯形圖程序設(shè)計(jì)及整體系統(tǒng)的調(diào)試等情況。PLC的應(yīng)用極大地提高了選礦產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在整個(gè)選礦行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：選礦自動(dòng)化，S7-300，PLC，破碎AbstractConcentrator centralized control system is the applicati

3、on of automatic control technology refers to the completion of crushing and screening, grinding and classification, sorting, dewatering, filtration and tailings concentrate and mineral processing operations, such as the transmission of the control system. Stability, accuracy is an essential element

4、of the system. The system is often in industrial production or a single-chip programmable logic controller (PLC) to complete control. However, single-chip control system to achieve safe, reliable and anti-jamming performance slightly inferior to the PLC. For this reason, in industrial production and

5、 vigorously develop the use of PLC control functions to complete the speed batching system is very necessary. This design is precisely completes based on PLC is controller's ore dressing plant synthesis automated system design. Along with the computer, the network, the database and so on correla

6、tion technique develops unceasingly and consummates, the automated system obtains the enormous consummation. This design emphasized the STEP7 software to select, installment, trapezoidal chart programming and integrated system's situations and so on debugging. The PLC application improved the pr

7、oduct quality and the production efficiency enormously, has the broad application prospect in the entire dressing profession.Key Words：Automation of mineral processing，S7-300，PLC，F(xiàn)racture目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 選礦自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.2選礦自動(dòng)化的過(guò)程簡(jiǎn)述11.2.1破碎過(guò)程自動(dòng)化11.2.2磨礦過(guò)程自動(dòng)化21.2.3磁選過(guò)程的自動(dòng)控制21.2.4濃縮過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)21.2.5精

8、礦傳送控制系統(tǒng)22 可編程控制器的介紹42.1可編程控制器的概述42.1.1可編程控制器的發(fā)展史42.1.2可編程控制器的特點(diǎn)42.1.3 可編程控制器的分類(lèi)52.1.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域62.2 S7-300簡(jiǎn)介72.2.1 S7-300的硬件介紹72.2.2 S7-300的CPU模塊72.2.3 CPU模塊的分類(lèi)102.2.4 S7-300PLC的功能及擴(kuò)展能力102.3 PLC編程語(yǔ)言113 選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案133.1總設(shè)計(jì)思想133.2選礦自動(dòng)化控制系總體設(shè)計(jì)方案143.2.1破碎過(guò)程自動(dòng)化解決方案143.2.2磨礦分級(jí)自動(dòng)控制解決方案174 破碎系統(tǒng)234.1破碎工程的

9、建立234.2破碎階段I/O端子的地址以及PLC內(nèi)部地址（M）的分配254.2.1破碎環(huán)節(jié)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)254.2.2破碎符號(hào)表274.3破碎系統(tǒng)PLC程序324.3.1破碎系統(tǒng)PLC程序的基本結(jié)構(gòu)324.3.2破碎階段PLC程序的結(jié)構(gòu)以及各個(gè)程序塊的功能334.4 仿真594.4.2破碎階段用S7-PLSIM和WinCC進(jìn)行的聯(lián)合仿真調(diào)試625 結(jié)束語(yǔ)63參考文獻(xiàn)64謝辭651 緒論1.1 選礦自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介國(guó)內(nèi)選礦自動(dòng)化研究和應(yīng)用起步較晚，與國(guó)外相比，技術(shù)水平明顯落后，許多礦山企業(yè)由于鋼鐵的需求量巨大、利潤(rùn)豐厚而不注重成本效益，科技投入少，運(yùn)營(yíng)成本高，生產(chǎn)效率低，損耗浪費(fèi)嚴(yán)重。我國(guó)現(xiàn)代化建

10、設(shè)的迅速發(fā)展，對(duì)精礦的需求及品質(zhì)要求越來(lái)越高，給生產(chǎn)提出了更大、更高的要求，于是，先進(jìn)的技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，磨礦分級(jí)作業(yè)和自動(dòng)控制在選礦工藝中日顯重要，礦山企業(yè)也越來(lái)越重視自動(dòng)化的建設(shè)，運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)不斷改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是社會(huì)發(fā)展的需要，也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必然結(jié)果。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下如何提高選礦廠的效益成為擺在選礦工作者面前的重要課題，因此選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急。選礦自動(dòng)化技術(shù)是指：在選礦生產(chǎn)中，采用儀表、自動(dòng)裝置、電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)和設(shè)備，對(duì)選礦生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)和選礦生產(chǎn)流程狀況實(shí)行監(jiān)測(cè)、模擬、控制，并對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行管理的 技術(shù)。且選礦生產(chǎn)的特點(diǎn)是生產(chǎn)具有連續(xù)

11、性,各設(shè)備間聯(lián)系緊密;原礦的物質(zhì)組成復(fù)雜，性質(zhì)多變，而且含腐蝕性及對(duì)人體有害物質(zhì);設(shè)備類(lèi)型多、能耗大;生產(chǎn)車(chē)間潮濕、多塵，震動(dòng)大1。本次設(shè)計(jì)就是在這一前提下進(jìn)行的。其中采用了德國(guó)西門(mén)子公司的PLC和WinCC組態(tài)軟件,使得實(shí)際工作更加方便；同時(shí)，可節(jié)省大量的人力、物力資源,是今后幾十年選礦廠技術(shù)改進(jìn)的主要方向。為此，通過(guò)對(duì)破碎、磨礦工藝的分析和工藝要求，引進(jìn)先進(jìn)的工業(yè)控制機(jī)和PLC組成集中制系統(tǒng)，完成調(diào)節(jié)器難以實(shí)現(xiàn)的計(jì)算過(guò)程，保證控制系統(tǒng)的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程。不管是對(duì)于生產(chǎn)流程和工藝設(shè)備已基本成型的老選廠，還是正在準(zhǔn)備投入運(yùn)行的新選廠，實(shí)現(xiàn)選礦生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制技術(shù)，可以挖掘設(shè)備

12、的生產(chǎn)潛力，節(jié)約勞動(dòng)力，大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高選礦回收率和精礦品位，改善勞動(dòng)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。選礦生產(chǎn)的主要工藝過(guò)程為破碎、磨礦、分級(jí)、選別、濃縮脫水、過(guò)濾、精礦輸送等工序。下面對(duì)各工序的控制目的和控制策略做個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。1.2選礦自動(dòng)化的過(guò)程簡(jiǎn)述1.2.1破碎過(guò)程自動(dòng)化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。破碎自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)油溫、油位的檢測(cè)實(shí)施對(duì)破碎機(jī)安全工作狀態(tài)的分析和報(bào)警；通過(guò)對(duì)破碎機(jī)工作電流 和給礦量的檢測(cè)和分析實(shí)施破碎機(jī)優(yōu)化給礦的控制；通過(guò)對(duì)料倉(cāng)料位的檢測(cè)和各破碎機(jī)能力的分析實(shí)施自動(dòng)布料和破碎機(jī)工作的優(yōu)化平

13、衡；最終使整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。運(yùn)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(fèi)用、通過(guò)人性化的組態(tài)界面使操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，便于管理。1.2.2磨礦過(guò)程自動(dòng)化磨礦分級(jí)過(guò)程的自動(dòng)控制是一個(gè)比較復(fù)雜的控制過(guò)程，我們通過(guò)對(duì)各加水點(diǎn)加水量的控制、一段球磨機(jī)磨礦濃度控制、分級(jí)機(jī)溢流濃度控制、旋流器給礦濃度控制、旋流器給礦泵池液位與旋流器給礦壓力的協(xié)調(diào)控制及旋流器給礦壓力的自尋優(yōu)控制等技術(shù)，使礦漿的粒度達(dá)到工藝要求的指標(biāo)，并在保證粒度的前提下，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)處理量的最佳化。對(duì)于磨礦過(guò)程的關(guān)鍵工藝參數(shù)，我們利用先進(jìn)的控制技術(shù)，結(jié)合企業(yè)多

14、年的生產(chǎn)情況和優(yōu)秀操作工所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出專(zhuān)家控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)優(yōu)化了磨礦分級(jí)的自動(dòng)控制，使磨礦分級(jí)過(guò)程的自動(dòng)化控制更加的智能。磨礦分級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)有降低電能、鋼球的損耗，提高金屬的回收率，提高磨機(jī)的處理量，提高分級(jí)溢流粒度的合格率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn)，是選礦綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中非常重要的子系統(tǒng)。1.2.3磁選過(guò)程的自動(dòng)控制 磁選是整個(gè)選礦生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，磁選效果的好壞直接影響金屬回收率和精礦品位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，我們通過(guò)控制脫水槽的界面起到提質(zhì)降尾的作用，減少金屬流失；同時(shí)通過(guò)對(duì)強(qiáng)磁選機(jī)的控制，提高金屬回收率和精礦品位。而對(duì)于弱磁選環(huán)節(jié)則要通過(guò)控制磨礦分級(jí)系統(tǒng)來(lái)保證精礦

15、品位和回收率。1.2.4濃縮過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)濃縮成一定濃度的合格礦漿，并輸送給下一道工序，同時(shí)防止溢流水跑渾這是我們的控制目的。濃縮過(guò)程的輸入與輸出之間具有強(qiáng)耦合、強(qiáng)非線性；其中一個(gè)輸入的變化都會(huì)引起兩個(gè)輸出的改變，每個(gè)輸出又都與兩個(gè)輸入相關(guān)。我們通過(guò)智能解耦控制技術(shù)以底流濃度和大井界面高度為目標(biāo)值對(duì)底流泵轉(zhuǎn)速和絮凝劑添加量進(jìn)行控制，使得大井界面維持一定的高度，同時(shí)使輸送到下一工序的礦漿穩(wěn)定在合格的范圍內(nèi)。1.2.5精礦傳送控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)精礦輸送皮帶進(jìn)行連鎖控制，實(shí)現(xiàn)上料自動(dòng)化，可以實(shí)現(xiàn)減員的目的。以上是選礦過(guò)程各個(gè)工序的自動(dòng)控制概要性方案，將各個(gè)工序的控制系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接到一起，通過(guò)上

16、層軟件的綜合智能管理，那么就形成了選礦過(guò)程綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)我們主要以破碎階段控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容。2 可編程控制器的介紹2.1可編程控制器的概述2.1.1可編程控制器的發(fā)展史可編程控制器的發(fā)展史讓我們追溯到20世紀(jì)的六十年代末，認(rèn)識(shí)一下可編程控制器的發(fā)展史吧。在可編程控制器出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序地工作，若要改變控制的順序就必須改變控制系統(tǒng)的硬件接線，因此，其通用性和靈活性較差。20世紀(jì)的六十年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，由于價(jià)格高、輸入輸出電路不匹配、編程難度大以及難于適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工

17、業(yè)控制領(lǐng)域獲得推廣。1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商一通用汽車(chē)公司(GM)為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，要求尋找一種比繼電器更可靠，功能更齊全，響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器，并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開(kāi)發(fā)熱潮。主要內(nèi)容是：(1)編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序：(2)維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)：(3)可靠性高于繼電器控制裝置：(4)體積小于繼電器控制盤(pán)：(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；(6)成本可與繼電器控制盤(pán)競(jìng)爭(zhēng)；(7)輸入可為市電；(8)輸出可為市電，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器等；(9)擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最少；(10)用戶存儲(chǔ)器大于4kB。這些條件實(shí)際上提出

18、將繼電器控制的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，將繼電接觸器控制的硬接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想2。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC公司)研制出了第一臺(tái)可編程控制器PDP一14，在美國(guó)通用汽車(chē)公司的生產(chǎn)線上試用成功，并取得了滿意的效果，可編程控制器自此誕生?？删幊炭刂破髯詥?wèn)世以來(lái)，發(fā)展極為迅速2。1971年，日本開(kāi)始生產(chǎn)可編程控制器。1973年，歐洲開(kāi)始生產(chǎn)可編程控制器。到現(xiàn)在，世界各國(guó)的一些著名的電氣工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器裝置?？删幊炭刂破饕炎鳛橐粋€(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)。2.1.2可編程控制

19、器的特點(diǎn)可編程控制器具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2、硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，

20、用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員

21、接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合

22、多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5、體積小，重量輕，能耗低。以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/21/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備3。2.1.3 可編程控制器的分類(lèi)可編程控制器可分：1.按輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分（1）小型機(jī)小型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)容量在4KB左右。（2）中型機(jī)中型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在2562048點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)容量在8KB左右。本次設(shè)計(jì)采用的是中型PLC。（3）大型機(jī)大型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在2048

23、點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)容量在16KB以上。2.按結(jié)構(gòu)形式分（1）整體式（2）模塊式，本次設(shè)計(jì)采用模塊式。3.按生產(chǎn)廠家分目前世界上PLC產(chǎn)品按地域分成三大流派：美國(guó)、歐洲和日本。日本和美國(guó)PLC產(chǎn)品較相似。占PLC市場(chǎng)80%以上的生產(chǎn)公司是：德國(guó)的西門(mén)子（SIEMENS）公司、法國(guó)的施耐德（SCHNEIDER）自動(dòng)化公司、日本的歐姆龍（OMRON）和三菱公司。目前國(guó)內(nèi)常用的主要是西門(mén)子S7-300、S7-400中大型機(jī)等。2.1.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)

24、改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類(lèi)：1、開(kāi)關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺(tái)設(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)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(guò)程控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。P

25、ID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。3、運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)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(chǎng)合。4、數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，

26、現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。但是，可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制4。2.2 S7-300簡(jiǎn)介2.2.1 S7-300的硬件介紹S7-300為標(biāo)準(zhǔn)模塊式結(jié)構(gòu)化PLC，各種模塊相互獨(dú)立，并安裝在固定在機(jī)架（導(dǎo)軌）上，構(gòu)成一個(gè)完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。圖2-1 S7-300 PLC介紹2.2.2 S7-300的CPU模塊1.電源模塊 2.后備電池 3. 24V DC 連接器 4.模式開(kāi)關(guān) 5.狀態(tài)和故障指示燈 6.存儲(chǔ)器卡(CPU 313 以上) 7. MPI多點(diǎn)接口 8.前連接器 9.前蓋圖2-2

27、 S7-300 PLCS7-300的CPU模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)為CPU）都有一個(gè)編程用的RS-485接口，有的有PROFIBUS-DP接口或PtP串行通信接口，可以建立一個(gè)MPI（多點(diǎn)接口）網(wǎng)絡(luò)或DP網(wǎng)絡(luò)。功能最強(qiáng)的CPU的RAM為512KB，最大8192個(gè)存儲(chǔ)器位，512個(gè)定時(shí)器和512個(gè)計(jì)數(shù)器，數(shù)字量最大65536，模擬量通道最大為4096。有350多條指令。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍為1999，定時(shí)器的定時(shí)范圍為10ms9990s。圖2-3 多機(jī)架的S7-300 PLC只需要擴(kuò)展一個(gè)機(jī)架，可以使用價(jià)格便宜的IM 365接口模塊對(duì)。數(shù)字量模塊從0號(hào)機(jī)架的4號(hào)槽開(kāi)始，每個(gè)槽位分配4個(gè)字節(jié)的地址，32個(gè)I/O點(diǎn)。

28、模擬量模塊一個(gè)通道占一個(gè)字地址。從IB256開(kāi)始，給每一個(gè)模擬量模塊分配8個(gè)字。1模塊診斷功能可以診斷出以下故障：失壓，熔斷器熔斷，看門(mén)狗故障，EPROM、RAM故障。模擬量模塊共模故障、組態(tài)/參數(shù)錯(cuò)誤、斷線、上下溢出。2過(guò)程中斷數(shù)字量輸入信號(hào)上升沿、下降沿中斷，模擬量輸入超限，CPU暫停當(dāng)前程序，處理OB40。3狀態(tài)與故障顯示LEDSF（系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，紅色）：CPU硬件故障或軟件錯(cuò)誤時(shí)亮。BATF（電池故障，紅色）：電池電壓低或沒(méi)有電池時(shí)亮。DC 5V（5V電源指示，綠色）： 5V電源正常時(shí)亮。FRCE（強(qiáng)制，黃色）：至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制時(shí)亮。RUN（運(yùn)行方式，綠色）：CPU處于RU

29、N狀態(tài)時(shí)亮；重新啟動(dòng)時(shí)以2 Hz的頻率閃亮； HOLD（單步、斷點(diǎn)）狀態(tài)時(shí)以0.5Hz的頻率閃亮。STOP（停止方式，黃色）：CPU處于STOP，HOLD狀態(tài)或重新啟動(dòng)時(shí)常亮。BUSF（總線錯(cuò)誤，紅色）。圖2-4 CPU 318-2的面板4模式選擇開(kāi)關(guān)（1）RUN-P(運(yùn)行-編程)位置：運(yùn)行時(shí)還可以讀出和修改用戶程序，改變運(yùn)行方式。（2）RUN (運(yùn)行)位置：CPU執(zhí)行、讀出用戶程序，但是不能修改用戶程序。（3）STOP（停止）位置：不執(zhí)行用戶程序，可以讀出和修改用戶程序。（4）MRES（清除存儲(chǔ)器）：不能保持。將鑰匙開(kāi)關(guān)從STOP狀態(tài)搬到MRES位置，可復(fù)位存儲(chǔ)器，使CPU回到初始狀態(tài)。復(fù)位

30、存儲(chǔ)器操作：通電后從STOP位置扳到MRES位置，“STOP”LED熄滅1s，亮1s，再熄滅1s后保持亮。放開(kāi)開(kāi)關(guān)，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，“STOP”LED以2Hz的頻率至少閃動(dòng)3s，表示正在執(zhí)行復(fù)位，最后“STOP”LED一直亮。某些CPU模塊上有集成I/O。PLC使用的物理存儲(chǔ)器：RAM，ROM，快閃存儲(chǔ)器（Flash EPROM）和EEPROM5。2.2.3 CPU模塊的分類(lèi)S7-300CPU模塊可分為緊湊型、標(biāo)準(zhǔn)型、革新性、戶外型、故障安全型和特種型CPU6。緊湊型：CPU312C、CPU313C、CPU313-2PtP、CPU313C-2DP、CPU314-2Pt

31、P、 CPU314-2DP標(biāo)準(zhǔn)型：CPU313、CPU314、CPU315、CPU315-2DP革新型：CPU312、CPU314、CPU315-2DP、CPU317-2DP戶外型：CPU312IFM、CPU314IFM、CPU314故障安全型：CPU315F、CPU315F-2DP、CPU317F-2DP特種型：CPU317T-2DP、CPU317-2PN/DP2.2.4 S7-300PLC的功能及擴(kuò)展能力1.功能（1）高速的指令處理。0.1-0.6us的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。（2）人機(jī)界面（HMI）。方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)

32、，因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。（3）診斷功能。CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。（4）口令保護(hù)。多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。2.擴(kuò)展功能（1）與CPU312FM和CPU313配套的模塊只能安裝在一個(gè)機(jī)架上。（2）除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能安裝8個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊。（3）CPU314/315/315-2DP最多可擴(kuò)展4個(gè)機(jī)架。（4）IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架。2.3 PLC編程語(yǔ)言在 SIMATIC 管理器中，用雙擊相

33、應(yīng)的對(duì)象（塊，源文件，等），或選擇菜單命令 Edit>Open Object，或在工具條中選擇相應(yīng)的按鈕，來(lái)啟動(dòng)相應(yīng)的語(yǔ)言的編輯器。在表中列出的編程語(yǔ)言都可用于生成 S7 程序。在標(biāo)準(zhǔn)的 STEP 7 軟件包中包括LAD、FBD、STL。這幾種 STEP 7 編程語(yǔ)言表示類(lèi)型，也可購(gòu)買(mǎi)作為可選軟件包的其它的編程語(yǔ)言。1、PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131是PLC的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，1992-1995年發(fā)布了IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)中的14部分，我國(guó)在1995年11月發(fā)布了GB/T15969-1/2/3/4(等同于IEC 61131-1/2/3/4) 。IEC 61131-3廣泛地應(yīng)用PLC

34、、DCS和工控機(jī)、“軟件PLC ”數(shù)控系統(tǒng)、RTU等產(chǎn)品。定義了5種編程語(yǔ)言（1）結(jié)構(gòu)文本ST(Structured text)： 西門(mén)子稱(chēng)為結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL)。（2）編程語(yǔ)言 SCL（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）：是一個(gè)可選軟件包，它是按照國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì) IEC1131-3 標(biāo)準(zhǔn)定義的文本語(yǔ)言。ASCAL 類(lèi)型語(yǔ)言在編寫(xiě)諸如回路和條件分枝時(shí)，用其高級(jí)語(yǔ)言指令要比 STL 容易。因此，SCL 適合于公式計(jì)算，復(fù)雜的最優(yōu)化算法或管理大量的數(shù)據(jù)。（3）梯形圖LD(Ladder diagram)：西門(mén)子簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)AD。圖形編程語(yǔ)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(kāi)觸點(diǎn)

35、和常閉觸點(diǎn)組合而成。一個(gè)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(yǔ)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。（4）功能塊圖FBD (Function block diagram)：標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)為功能方框圖語(yǔ)言。編程語(yǔ)言功能塊圖（FBD）使用類(lèi)似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號(hào)來(lái)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(yǔ)言包含在 STEP 7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包中。（5）連續(xù)功能圖（Continuous Function Chart）：西門(mén)子稱(chēng)之為S7 CFC 編程語(yǔ)言。可選軟件包 CFC（Continuous

36、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(yǔ)言。編程語(yǔ)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(kù)。使用 CFC 不需要用戶掌握詳細(xì)的編程知識(shí)以及有關(guān)可編程序控制方面的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。只需要具有行業(yè)所必需的工藝技術(shù)方面的知識(shí)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(yǔ)言中的任一種，如果是用于 SIMATIC M7 則用 C/C+編程語(yǔ)言。程序是按 CFC 圖表生成并存儲(chǔ)。這些程序存在 S7

37、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(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換與選用在STEP 7編程軟件中，如果程序塊沒(méi)有錯(cuò)誤，并且被正確地劃分為網(wǎng)絡(luò)，在梯形圖、功能塊圖和語(yǔ)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(yǔ)句表表示。（1） 語(yǔ)句表可供喜歡用匯編語(yǔ)言編程的用戶使用。語(yǔ)句表的輸入快，（2） 可以在每條語(yǔ)句后面加上注釋。設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用程序時(shí)建議使用語(yǔ)句表。（3） 梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。設(shè)計(jì)復(fù)雜的觸點(diǎn)電路時(shí)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。（5） S7 SCL編程語(yǔ)言適合于熟悉高級(jí)編程語(yǔ)言(例如PASCAL或C

38、語(yǔ)言)的人使用。（6） S7 Graph, HiGraph和CFC可供有技術(shù)背景，但是沒(méi)有PLC編程經(jīng)驗(yàn)的用戶使用。S7 Graph對(duì)順序控制過(guò)程的編程非常方便，HiGraph適合于異步非順序過(guò)程的編程，CFC適合于連續(xù)過(guò)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(yǔ)句表、高級(jí)語(yǔ)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(yǔ)言，也就確定了可以用哪種輸入方式7。3 選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3.1總設(shè)計(jì)思想選礦自動(dòng)化系統(tǒng)流程：原礦破碎磨礦選別（磁選、浮選、去雜）濃縮脫水精礦將整個(gè)系統(tǒng)分成兩個(gè)部分，一個(gè)是破碎階段，另一個(gè)是磨礦分級(jí)階

39、段。每一個(gè)階段都保留原來(lái)現(xiàn)場(chǎng)的繼電器接觸器系統(tǒng)，另外加上的是一套由上位機(jī)和PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)。集中控制的時(shí)候，所有的操作都由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)操作分手動(dòng)和自動(dòng)兩部分，打到手動(dòng)檔時(shí)，所有設(shè)備的起停由手動(dòng)按鈕控制；打到自動(dòng)檔時(shí)，按啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)按一定的順序自動(dòng)啟動(dòng)（有聯(lián)鎖），按停止按鈕，系統(tǒng)按一定的順序自動(dòng)停止（有聯(lián)鎖）；系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候，上位機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在破碎階段由上位機(jī)和PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：圖3-1 破碎階段控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)在磨礦階段由上位機(jī)和PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：圖3-2 磨礦階段控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，上位機(jī)能實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)設(shè)

40、備的運(yùn)行狀態(tài)，顯示關(guān)鍵設(shè)備如球磨機(jī)的油溫、電流、磨音等！設(shè)備故障，產(chǎn)生報(bào)警，報(bào)警歸檔。3.2選礦自動(dòng)化控制系總體設(shè)計(jì)方案3.2.1破碎過(guò)程自動(dòng)化解決方案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(guò)對(duì)圓錐破油溫、油位的檢測(cè)實(shí)施破碎機(jī)安全工作狀態(tài)的分析和報(bào)警。 通過(guò)對(duì)顎式破碎機(jī)工作電流和給礦量的檢測(cè)和分析實(shí)施破碎機(jī)優(yōu)化的控制。 通過(guò)對(duì)料倉(cāng)位的檢測(cè)和各破碎機(jī)能力的分析實(shí)施自動(dòng)布料和破碎機(jī)工作的優(yōu)化平衡，最終使整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。運(yùn)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)的工作效率、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(fèi)用、通

41、過(guò)人性化的組態(tài)界面使操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，便于管理。1、 破碎工藝圖及 圖3-3破碎工藝圖2、控制對(duì)象及相關(guān)設(shè)備參數(shù)（1） 鱷破給料倉(cāng)一臺(tái)，XXKw（2） 鱷式破碎機(jī)（粗破）一臺(tái)，XXKw（3） 圓錐破碎機(jī)（細(xì)破）兩臺(tái)，XXKw（4） 傳送皮帶機(jī)6臺(tái)，XXKw（5） 裝有磁化輪的皮帶機(jī)2臺(tái)，XXKw（6） 電振篩1臺(tái) ，XXKw3、需要采集的信號(hào)及控制信號(hào)（1） 鱷破給料倉(cāng)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；具有料位檢測(cè)，當(dāng)達(dá)到上限或下限報(bào)警。（2） 鱷式破碎機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；過(guò)載保護(hù)；緊急停車(chē)。（3） 1#皮帶（鱷破至1#圓錐破）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)

42、啟?？刂?，運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；當(dāng)金屬探測(cè)儀發(fā)現(xiàn)金屬物質(zhì)時(shí)，立即停車(chē)，待操作員操作；計(jì)量皮帶秤計(jì)量信號(hào)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。閉環(huán)：以1#圓錐破碎機(jī)的額定流量為給定值，以1#皮帶秤上的礦料流量為反饋值，通過(guò)比較得出偏差值，并將此偏差值賦給顎式破碎機(jī)料倉(cāng)的變頻器，通過(guò)變頻器對(duì)給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)料倉(cāng)下料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入1#圓錐破碎機(jī)的礦料流量的定值控制。（4） 1#圓錐破碎機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；過(guò)載保護(hù)；緊急停車(chē)；潤(rùn)滑油油溫，電機(jī)電流的檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示，數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至Wincc組態(tài)畫(huà)面顯示。報(bào)警：當(dāng)油溫驟然或緩慢上升到X時(shí)，Wincc組

43、態(tài)顯示報(bào)警，并立即停車(chē)，待操作員操作；當(dāng)點(diǎn)擊電流驟然或緩慢上升到XA時(shí)，Wincc組態(tài)顯示報(bào)警，并立即停車(chē)，待操作員操作。（5） 2#皮帶 （1#圓錐破至1#磁化輪）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（6） 3#皮帶（兩圓錐破之間過(guò)渡皮帶）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（7） 4#皮帶（經(jīng)過(guò)度皮帶到電振篩）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（8） 電振篩具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（9） 5#皮帶（篩上物至2#圓錐破）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（10） 8#皮帶（篩下物至磨礦料倉(cāng)）具有遠(yuǎn)程

44、、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（11） 2#圓錐破碎機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；過(guò)載保護(hù)，緊急停車(chē)；潤(rùn)滑油油溫，電機(jī)電流的檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示，數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至WIncc組態(tài)畫(huà)面顯示。報(bào)警：當(dāng)油溫驟然或緩慢上升到X時(shí)，Wincc組態(tài)顯示報(bào)警，并立即停車(chē)；當(dāng)電機(jī)電流驟然或緩慢上升到XA時(shí)，Wincc組態(tài)顯示報(bào)警，并立即停車(chē)，待操作員操作。（12） 6#皮帶（2#圓錐破出口至2#磁化輪）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（13） 7#皮帶（雜質(zhì)輸送）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。4、遠(yuǎn)程上位機(jī)控制操作系統(tǒng)啟停自動(dòng)啟動(dòng)和

45、停止順序，系統(tǒng)采取“逆流啟動(dòng)，順序停車(chē)”的原則，啟動(dòng)前各設(shè)備均空載。自啟動(dòng)順序：8#，7#，6#，4#，3#，2#皮帶依次啟動(dòng)電振篩2#圓錐破5#皮帶1#圓錐破1#皮帶鱷破啟動(dòng)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(chē)結(jié)束當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，此環(huán)節(jié)之前的所有動(dòng)作都必須馬上停止；環(huán)節(jié)之后按順序停止。3.2.2磨礦分級(jí)自動(dòng)控制解決方案磨礦分級(jí)過(guò)程的自動(dòng)控制使一個(gè)比較復(fù)雜的控制過(guò)程。 通過(guò)對(duì)皮帶秤速度信號(hào)，稱(chēng)重信號(hào)和流量信號(hào)檢測(cè)進(jìn)行給料控制 通過(guò)一段磨加水點(diǎn)加水量對(duì)礦漿濃度的控制（采用比值控制） 通

46、過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流檢測(cè)，磨機(jī)的軸溫的檢測(cè)，磨音的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)一段磨的監(jiān)控 通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流檢測(cè)，磨機(jī)的軸溫的檢測(cè)，磨音的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)二段磨的監(jiān)控最終使礦漿的顆粒達(dá)到工藝要求的指標(biāo)，并在保證顆粒的前提下，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)處理的最佳化。1、磨礦分級(jí)過(guò)程工藝描述：圖 3-4 磨礦工藝圖2、控制對(duì)象及相關(guān)設(shè)備參數(shù)（1）圓盤(pán)喂料定量給料裝置，產(chǎn)量X噸/小時(shí)，電機(jī)功率XXKw（2）給料裝置至一段球磨機(jī)輸送皮帶一條，電機(jī)功率XXKw（3）給水裝置加水閥一個(gè)，水管若干（4）一段球磨機(jī)一臺(tái)，型號(hào)3045，電機(jī)功率XXKw（5）一磁磁選機(jī)，電機(jī)功率XXKw（6）螺旋分級(jí)機(jī)1臺(tái)，電機(jī)功率XXKw（7）二段磨前脫水機(jī)

47、1臺(tái)，電機(jī)功率XXKw（8）二段球磨機(jī)一臺(tái)，型號(hào)3045，電機(jī)功率XXKw（9）二磁磁選機(jī)，電機(jī)功率XXKw（10）三磁磁選機(jī)，電機(jī)功率XXKw（11）四磁磁選機(jī)，電機(jī)功率XXKw（12）脫磁器1臺(tái)（13）振網(wǎng)篩2臺(tái)或高頻振網(wǎng)篩2臺(tái)（14）磁選柱/磁聚機(jī)X臺(tái)（15）礦漿泵2臺(tái)（16）尾礦回收機(jī)一臺(tái)，電機(jī)功率XXKw（17）吸干機(jī)一臺(tái)，電機(jī)功率XXKw（18）吸干機(jī)至精礦傳輸皮帶一條，電機(jī)功率XXKw3、需要采集的信號(hào)及控制信號(hào)（1）料倉(cāng)（圓盤(pán)給料裝置）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。對(duì)皮帶秤速度信號(hào)，稱(chēng)重信號(hào)和流量信號(hào)檢測(cè)具有遠(yuǎn)程顯示，并且數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至Wincc組態(tài)畫(huà)

48、面顯示。通過(guò)變頻器對(duì)給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)料倉(cāng)下料量進(jìn)行調(diào)節(jié)。閉環(huán)：以一段磨機(jī)的額定流量為給定值，以皮帶秤上的礦料流量為反饋值，通過(guò)比較得出偏差值，并將此偏差值賦給圓盤(pán)卸料電機(jī)的變頻器，通過(guò)變頻器對(duì)給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)料倉(cāng)下料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入一段磨機(jī)的礦料流量的定值控制。（2）1#皮帶（料倉(cāng)至一段球磨機(jī)）具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（3）一段球磨機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓、電流檢測(cè)，磨機(jī)的軸溫的檢測(cè)，磨音的檢測(cè)，一段磨礦漿濃度的監(jiān)測(cè)均要求有現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示，并且數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至Wincc組態(tài)畫(huà)面顯示；變

49、速箱油位計(jì)：油位的檢測(cè)，有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。比值控制：設(shè)物料與水的流量之比為K，以物料流量為主流量，以水流量為從流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦漿濃度的比值控制。（4）螺旋分級(jí)機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（5）一次磁選機(jī)一次磁選機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（6）二段球磨機(jī)前脫水機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（7）二段球磨機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓，電流的檢測(cè)，磨機(jī)軸溫的檢測(cè)，磨音的檢測(cè)均要求有現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示，且數(shù)據(jù)經(jīng)PLC上傳至Wincc組態(tài)畫(huà)面顯示；變速箱油位計(jì)：油位的檢測(cè)，具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（

50、8）二次磁選機(jī)和1#礦漿泵 二次磁選機(jī)和1#礦漿泵具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（9）脫磁器具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（10）高頻篩具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（11）重力磁選機(jī)磁選機(jī)：具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂疲贿\(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。礦漿泵電機(jī)：具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（12）三次磁選機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（13）四次磁選機(jī)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示；（14）吸干機(jī)吸干機(jī)電機(jī)：具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。真空泵電

51、機(jī)：具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（15）尾礦回收機(jī)回收機(jī)電機(jī)、礦漿泵電機(jī)、尾礦泵電機(jī)：具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟?？刂?；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。（16）2#皮帶（精礦輸送皮帶） 具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)啟停控制；運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)顯示。4、系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和停止順序自啟動(dòng)順序：料倉(cāng)料位滿足啟動(dòng)條件進(jìn)磨水閥（滿開(kāi)）開(kāi)啟一段球磨機(jī)啟動(dòng)螺旋分級(jí)機(jī)啟動(dòng)1#皮帶運(yùn)行給料裝置啟動(dòng)一次磁選機(jī)運(yùn)行二段球磨機(jī)脫水機(jī)啟動(dòng)二段球磨機(jī)啟動(dòng)二次磁選機(jī)運(yùn)行二段球磨機(jī)礦漿泵啟動(dòng)脫磁器啟動(dòng)高頻篩運(yùn)行重力磁選機(jī)啟動(dòng)礦漿泵運(yùn)行（重力磁選）三次四次磁選機(jī)啟動(dòng)真空泵電機(jī)、吸干機(jī)啟動(dòng)回收機(jī)、礦漿泵、尾礦電機(jī)啟動(dòng)2#皮帶運(yùn)行（精

52、礦輸送）啟動(dòng)結(jié)束自停止順序：給料裝置1#皮帶（進(jìn)磨）螺旋分級(jí)機(jī)停止（延時(shí)）一段球磨機(jī)停止一次磁選機(jī)停止二段球磨機(jī)脫水機(jī)停止（延時(shí)）二段球磨機(jī)停止二次磁選機(jī)停止二段球磨機(jī)停止脫磁器停止高頻篩停止重力磁選機(jī)停止礦漿泵（重力磁選）停止三次四次磁選停止真空泵、吸干機(jī)停止回收機(jī)、礦漿泵、尾礦電機(jī)停止2#皮帶（精礦輸送）停止停止結(jié)束。利用西門(mén)子(Siemens)公司的SIMATIC S7-300模塊化PLC系統(tǒng)，各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。1、CPU選型根據(jù)被控對(duì)象的I/O點(diǎn)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3

53、15-2DP。CPU3152DP是唯一帶現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS）SINEC L2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM, 80KB的裝載存儲(chǔ)器，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)乳容量最大到512KB。最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量或128個(gè)模擬量。2、數(shù)字量輸入模塊選型 SM321數(shù)字量輸入模板將現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號(hào)電平，有四種型號(hào)模板可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入，直流32點(diǎn)輸入，交流16點(diǎn)輸入，交流8點(diǎn)輸入。根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的I/O點(diǎn)數(shù)分別選擇直流32點(diǎn)和16點(diǎn)輸入的SM321數(shù)字量輸入模板。3、數(shù)字量輸出模塊選型 SM322數(shù)字量輸出模板將S7-300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成所要

54、求的外部信號(hào)電平，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的I/O點(diǎn)數(shù)選擇32點(diǎn)繼電器輸出數(shù)字量輸出模板。由于該選礦自控系統(tǒng)的工藝過(guò)程比較固定，不易選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC，易選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC；系統(tǒng)以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量數(shù)字量控制，對(duì)控制速度沒(méi)有太多要求，帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能就能滿足要求:此外系統(tǒng)控制功能要求要實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等。因此，S7-300系列可編程控制器能滿足性能要求。4 破碎系統(tǒng)4.1破碎工程的建立打開(kāi)“SIMATIC Manager”，創(chuàng)建新的工程。點(diǎn)擊File，在下拉列表中選擇New ProjectWizard。在出現(xiàn)的“STEP 7 Wizard”對(duì)話框中，按提示分步指定CPU型號(hào)、OB塊和命名工程。完成后，點(diǎn)擊“Finish”，系統(tǒng)自動(dòng)生成工程。如下圖：圖4-1 破碎階段建立工程PLC的配置如下：圖4-2 破碎階段PLC配置硬件下面是圖中所示各個(gè)模塊的說(shuō)明。1、 電源模塊 選用PS307 10A，型號(hào)：6ES7 307-1KA00-0AA0；輸出電流是DC24V，直流10A。2、 CPU 模塊 選用 CPU315-2DP模塊，型號(hào)：6ES7 315-2AF00-0AB0；48KB RAM , 80KB 裝載存儲(chǔ)器, 專(zhuān)用存儲(chǔ)卡擴(kuò)