基于PLC的高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)設計（帶仿真）

1、第一章引言11.1 課題研究的背景11.2 高爐上料國內(nèi)外發(fā)展狀況1高爐介紹1上料系統(tǒng)介紹21.3 PLC技術的介紹21.3.1 PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展21.3.2 PLC軟件的強化31.4 課題的提出41.5 課題研究的意義、價值、可行性4 課題研究的主要內(nèi)容5小結5第二章高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計7系統(tǒng)的總體設計72.1.1 各種控制系統(tǒng)的特點72.1.2 控制方案的選擇72.1.3 PLC控制與微機控制的比較優(yōu)勢82.1.4 PLC控制與繼電器控制的比較優(yōu)勢102.1.5 系統(tǒng)的總體結構圖12 系統(tǒng)的主電路設計132.3系統(tǒng)的控制電路設計132.3.1 PLC的選型設計132.3.2 P

2、LC的I/O編址152.3.3 PLC的輸入/輸出接線圖17元件明細表19小結20第三章高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的程序設計213.1 軟件開發(fā)平臺和編程語言的選擇213.1.1 PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言213.1.2 軟件開發(fā)平臺22高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)流程圖的設計233.3 高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的梯形圖的設計263.4 小結29第四章高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控304.1 組態(tài)軟件簡介304.2 組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設計314.2.1 MCGS工程建立314.2.2 建立動畫圖形窗口32動畫的連接324.2.4 運行策略組態(tài)334.3 腳本程序的編寫334.3 小結34第五章高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)

3、的仿真355.1 硬件設置355.2 生成ASCII文本文件355.3 下載程序355.4 系統(tǒng)仿真365.5 小結39第六章結束語40參考文獻42致謝43第一章 引言高爐上料裝置是生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，提高其自動化水平，可以大大減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，同時通過原料的精確配比，又可提升產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量。本文簡要介紹了PLC系統(tǒng)在高爐上料自動監(jiān)控中的應用。該系統(tǒng)用PLC完成所有的過程控制、數(shù)據(jù)采集、自動調(diào)節(jié)、事故處理及報警等工作。工控機負責監(jiān)控和人機對話，PLC和工控機通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)點對點通訊，控制和控制分開，可靠性高。該系統(tǒng)于2008年1月在建源鋼鐵公司450m³高爐正式

4、投入使用以來，運行良好，穩(wěn)定可靠，以低成本、完善的功能贏得了高爐操作人員的好平。1.2 高爐上料國內(nèi)外發(fā)展狀況高爐介紹高爐：用于冶煉液態(tài)鐵水的主要設備，其橫斷面為圓形的煉鐵豎爐，用鋼鐵作爐殼，里面砌耐火磚內(nèi)襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分，護喉之上設置裝料設備；爐缸上部沿圓周均勻設風口，熱風通過熱風圍管、支管和彎頭、直吹管，由風口鼓入爐內(nèi)；風口平面之下有出渣口和出鐵口。近代巨型高爐由于渣量少，不設出渣口。高爐的主要組成部分。高爐爐殼：現(xiàn)代化高爐廣泛使用焊接的鋼板爐殼，只有極少數(shù)最小的土高爐才用鋼箍加固的磚殼，爐殼的作用是固定冷卻設備，保證高爐砌體牢固，密封爐體，有的還

5、承受爐頂載荷；爐喉：高爐本體的最上部分，呈圓筒形；爐身：高爐鐵礦石間接還原的主要區(qū)域，呈圓錐臺簡稱圓臺形，由上向下逐漸擴大，用以使爐料在遇熱發(fā)生體積膨脹后不致形成料拱，并減小爐料下降阻力；爐腰：高爐直徑最大的部位；爐腹：高爐熔化后造渣的主要區(qū)段，呈倒錐臺形，為適應爐料熔化后體積收縮的特點，其直徑自上而下逐漸縮小，形成一定的爐腹角；爐缸：高爐燃料燃燒、渣鐵反應和貯存及排放區(qū)域，呈圓筒形；爐底：高爐爐底砌體不僅要承受爐料、渣液及鐵水的靜壓力，而且受到14004600的高溫、機械和化學侵蝕、其侵蝕程度決定著高爐的一代壽命，目前我國大中型高爐大都采用全碳磚爐底或碳磚和高鋁磚綜合爐底，大大改善了爐底的散

6、熱能力；爐基：它的作用是將所集中承擔的重量按照地層承載能力均勻地傳給地層，因而其形狀都是向下擴大的；爐襯：高爐爐襯組成高爐的工作空間，并起到減少高爐熱損失、保護爐殼和其它金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用；爐喉護板：爐喉在爐料頻繁撞擊和高溫的煤氣流沖刷下，工作條件十分惡劣，維護其圓筒形狀不被破壞是高爐上部調(diào)節(jié)的先決條件5。上料系統(tǒng)介紹包括皮帶輸送機、多個料倉和電子秤及向上開啟的熔爐，各電子秤的出料口排列在所述皮帶輸送機的上方，料倉和電子秤的出料口上裝有震動給料器，其特點是：還包括一料罐，具有一活動底板，該底板上表面形成有向邊緣延伸的斜面并與一中柱固連；一輸送軌道，兩端分別位于所述皮帶輸送機前端

7、上方和所述熔爐的上方；一提升裝置，在所述輸送軌道上移動，其升降端與所述中柱連接；在所述皮帶輸送機的前端下方還設有一轉(zhuǎn)盤，帶動料罐旋轉(zhuǎn)。高爐自動上料系統(tǒng)是高爐冶煉系統(tǒng)中一個重要組成部分，對高爐冶煉的各項指標有著極大的影響。一個良好的系統(tǒng)必須保證其工作的可靠性和準確性。因為高爐生產(chǎn)的特殊性，這一系統(tǒng)必須在長時間高強度工作的情況下保證其可靠性，確保高爐正常生產(chǎn)，同時又必須對各種入爐物料進行準確計量，按規(guī)定的裝料制度進行順序裝料。由于工廠的特殊工作環(huán)境，這一自動上料系統(tǒng)還必須易學好用，易于維修，適合于工廠的實際情況2。1.3 PLC技術的介紹1.3.1 PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展國際電工委員會（IEC）對PL

8、C標準的定義是：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！笨傊?，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。自

9、1969年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出第一臺可編程控制器PDP-14，用它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)在美國通用汽車公司的汽車自動裝配線上使用，取得成功以來，這種新型的工業(yè)控制裝置以簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列有點，很快成功的應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。經(jīng)過上世界七十年代日本、西德、法國等西歐國家對其進一步開發(fā)和研制，此項技術得到不斷發(fā)展與提高。數(shù)字、信息化二十一世紀，PLC技術應用的深度和廣度成為衡量一個國家工業(yè)自動化程度高低的標志。中國工控網(wǎng)市場研究部在2003年底發(fā)展到2004年初做了一個中國PLC的市場調(diào)查，下圖1.1是在本次調(diào)查最終用戶

10、反饋的關于產(chǎn)品結構的結果。工控網(wǎng)根據(jù)業(yè)內(nèi)的劃分習慣和運用領域的不同將PLC劃分為4個范圍，主要是根據(jù)IO點數(shù)1。圖1.1 2003年中國按產(chǎn)品規(guī)格劃分的PLC市場Fig1.1 In 2003, according to the product specification of PLC market大型：不少于1，024個IO點這一類OLC主要用于冶金，自動化生產(chǎn)線和電廠。所有的大型PLC都是由系統(tǒng)集成商完成的，這一類的系統(tǒng)的附加值比較高。目前有超過8，000個點的巨型PLC系統(tǒng)在電廠運用，由于在鋼鐵行業(yè)的大幅度增長，大型PLC增幅巨大.中型：256-1，203點這一類PLC主要也是用作控制系統(tǒng)

11、，運用于冶金，電力，造紙，化工，加工/組裝生產(chǎn)流水線，包裝流水線等領域。這一類的系統(tǒng)主要也是由系統(tǒng)集成商來完成，也有個別用戶會由自己來完成項目。小型:64-255點主要用于設備控制，也有用作小型系統(tǒng)控制器的。微型：少于64點這一類PLC主要用于單臺設備的監(jiān)控，在紡織機械，數(shù)控機床，塑料加工機械，小型包裝機械上運用廣泛。由于PLC能夠為自動化控制設備提供安全可靠和比較完善的解決方案，因此長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非?？煽康目刂茟谩５玃LC也必須依靠采用其他新技術來應對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，特別是IPC（工控機）所帶來的沖擊。1.

12、3.2 PLC軟件的強化在全球IPC領域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生了巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢不會發(fā)展下去。隨著Soft PLC（軟PLC）控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有Soft PLC組態(tài)軟件和基于IPC過程控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)PLC供應商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)PLC的技術發(fā)展與提高方便做出更加開放的姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)的非常積極。此外，開放

13、式通信網(wǎng)絡技術也得到了突破，其結果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)2。1.4 課題的提出在我國，PLC自動控制主要應用于鋼鐵工業(yè)和化工工業(yè)等大型工業(yè)生產(chǎn)。而在早期PLC沒有出現(xiàn)時，我國的鋼鐵生產(chǎn)主要是平爐生產(chǎn)技術。由于平爐技術的燃料耗損大、冶煉時間長、基建投資和生產(chǎn)費用高，慢慢的在鋼鐵生產(chǎn)中失去主導作用，被PLC取代。1.5 課題研究的意義、價值、可行性PLC以其可靠性高、抗干擾能力強、功能完善、適用性強、系統(tǒng)的設計，建造工作量小、維護方便、容易改造等優(yōu)點，以及產(chǎn)品的規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求。因此，采用PLC控制符合要求。符合研究的意義及

14、價值、技術可行性。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應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以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。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。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。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)運算能力

15、，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來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通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 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

16、大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 現(xiàn)代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(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展

17、得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。課題研究的主要內(nèi)容設計一個高爐上料自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)手動和自動兩種方式控制，并且使用組態(tài)軟件進行組態(tài)監(jiān)控。指標要求：1. 在手動控制方式下，按下相應的控制按鈕，可以實現(xiàn)配料、小車上行、小車下行控制；2. 在自動控制方式下，動作順序是：小車在下限位置開秤斗閘門導料滿時關秤斗閘門開鐵礦皮帶，開焦炭皮帶，小車上行；3. 在自動控制方式下，開鐵礦皮帶開鐵礦料斗5秒后關鐵礦料斗再過5秒后關鐵礦皮帶；4. 在自動控制方式下，開焦炭皮帶開焦炭料斗5秒后關焦炭料斗再過5秒后關焦炭皮帶；5.

18、 在自動控制方式下，小車上行至上限位置開小盅10秒后關小盅，開布料器；6. 在自動控制方式下，開布料器10秒后開大盅再過10秒后關大盅再過5秒后關布料器小車下行至下限位置。本節(jié)主要對高爐上料系統(tǒng)和PLC做簡單的介紹，并闡明了在現(xiàn)代工業(yè)控制中PLC控制要比繼電器控制占有更大的優(yōu)勢，并且繼電器控制正失去主導作用。并提出了本文研究的主要內(nèi)容：設計高爐上料自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動選擇控制。PLC是以繼電器控制為基礎，以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和現(xiàn)代通訊技術，專門為工業(yè)應用環(huán)境而設計的功能強大的新型通用控制器。雖然PLC的生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品層出不窮，但是它們都具有相似的結構

19、和相同的工作原理，使用方法也大同小異。PLC具有編程簡單、配置靈活、易于擴展、可靠性高、使用方便、維護容易、價格適中等優(yōu)點，發(fā)展非常迅猛，在冶金、機械、石油、化工、紡織、輕工、建筑、運輸、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用。近年來，為了保證電氣控制設備的高技術性能和系統(tǒng)的高可靠性，幾乎所有的電氣控制設備公司均采用了PLC作為其電氣控制設備的控制器。PLC是在繼電器控制的基礎上產(chǎn)生的，不僅具有繼電器控制的所有功能，而且具有許多繼電器控制沒有的功能，所有的功能都是通過軟件編程實現(xiàn)的。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable

20、Logic Controller（PLC）。上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。第二章高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計2.1 系統(tǒng)的總體設計2.1.1 各種控制系統(tǒng)的特點PLC系統(tǒng)的主要特點是：工作可靠，運行速度快；積木式結構

21、，組合靈活；良好的兼容性；程序編制及生成簡單、豐富；網(wǎng)絡功能強。PLC系統(tǒng)能很好地完成工業(yè)實時順序控制、條件控制、計數(shù)控制、步進控制等功能；能夠完成模/數(shù)（A/D）數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)網(wǎng)、實時監(jiān)控等功能。DCS具有以下主要特點：功能全；采用網(wǎng)絡通訊技術；完備的開放系統(tǒng)；可靠性高；具有綜合性和專業(yè)性；實現(xiàn)了人機對話技術；系統(tǒng)擴展靈活；管理能力強。FCS主要有以下特點：FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標準，一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關的關鍵技術與有關的設備也就被確定。開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有高度的互操作性，就一個特定類型的現(xiàn)場總線而言，只要遵循該類型現(xiàn)場總線的

22、總線協(xié)議，對其產(chǎn)品是開放的，并具有互操作性。FCS系統(tǒng)的基礎是數(shù)字智能現(xiàn)場裝置，系統(tǒng)結構具有高度的分散性；通過使用現(xiàn)場總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場接線，用單個現(xiàn)場儀表可實現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以完全互相操作，增加現(xiàn)場一級的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護十分簡便。因此，系統(tǒng)安全性高，擴展靈活，可大大降低安裝成本3。 控制方案的選擇隨著微電子技術尤其是個人計算機技術的飛速發(fā)展，PLC和DCS的性能都有了較大的改進，PLC大大提高了數(shù)據(jù)處理能力和監(jiān)控功能，DCS系統(tǒng)向開放性發(fā)展，操作站采用工控機，操作系統(tǒng)采用通用的Windows NT或Windows2000操作平臺，PC機豐富的

23、軟件資源得以應用，因而大大降低了系統(tǒng)的繁瑣程度和價格，提高了系統(tǒng)的性價比。PLC和DCS在搶占市場的過程中，兩者相互借鑒、滲透、融合，極大地增加了用戶在設計和使用中的選擇性。同時，由于各種控制系統(tǒng)生產(chǎn)制造廠較多，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，也給系統(tǒng)選擇帶來了一定的困難。而走向?qū)嵱没腇CS，也正以迅猛的勢頭快速發(fā)展，是目前世界上最新型的控制系統(tǒng)。下面依據(jù)PLC、 DCS和FCS的不同特點，針對化工新項目建設和老項目改造，對控制系統(tǒng)的設計選型和應用總結以下原則進行選擇17。按過程控制系統(tǒng)的控制規(guī)模及復雜程度：不同的化工生產(chǎn)過程，過程控制系統(tǒng)規(guī)模與復雜程度不同，通常在過程控制系統(tǒng)規(guī)模較大、復雜程度較高時優(yōu)先選

24、擇DCS。因為該系統(tǒng)是根據(jù)過程控制系統(tǒng)的特點發(fā)展而來，它對大量的模擬量數(shù)據(jù)信息能較好地進行處理、分析、運算，能完成各種復雜的、繁瑣的調(diào)節(jié)控制計算，因此能完成規(guī)模大、復雜程度高的過程控制系統(tǒng)的工作。1994年在我廠的合成氨擴建和第二套尿素工程設計中，根據(jù)此項原則，過程控制系統(tǒng)選用了美國羅斯蒙特公司的RS3 DCS系統(tǒng)，取得了較好效果。RS3系統(tǒng)和其他DCS系統(tǒng)一樣，包括以下幾個部分：控制單元、操作單元、I/O單元、數(shù)據(jù)總線。按投資規(guī)模和項目經(jīng)濟效率合理選擇：在一些小型化工項目中，特別是一些中小型改造項目，投資較少，規(guī)模較小的儀控系統(tǒng)應優(yōu)先選擇價格相對低廉、性價比較高的PLC系統(tǒng)。如在2003年，

25、我廠新上一套化工廢水處理系統(tǒng)，根據(jù)此項原則選用了西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC系統(tǒng)，也取得了較好效果4。PLC控制與微機控制的比較優(yōu)勢工控機與PLC的區(qū)別并不在于長得什么樣子，也不在于使用的工作環(huán)境，而在于它們的功能。它就發(fā)展來說，它們來自不同的途徑，PLC來源以繼電器為特征的電氣邏輯控制，工控機來源于計算機。早期PLC只能用于進行邏輯運算，現(xiàn)在功能越來越強大了，但總體來說，還是適合于進行以順序控制為主的自動化工程中，如流程工業(yè)。工控機作為控制設備，主用于以過程控制為主的自動化工程，如化工工業(yè)。工控機作為上位機人界面，認為只相當一臺PC，與控制功能沒什么關關系。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量

26、的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller(PC)。 個人計算機(簡稱PC)發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC)。 上世紀80年代至90年代中期是

27、PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)6。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 1PLC的構成從結構上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊

28、、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 2CPU的構成 CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏

29、由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。3. I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入(DI)，開關量輸出(DO)，模擬量輸入(AI)，模擬量輸出(AO)等模塊。常用的I/O分類如下：開關量：按電

30、壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。4.電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或

31、110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。 5. 底板或機架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 6. PLC系統(tǒng)的其它設備 編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作

32、員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。7. PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡就是控制器"的觀點說法。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點接口(MPI)的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)。8. PLC控制系統(tǒng)的

33、設計基本原則 最大限度的滿足被控對象的控制要求。 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用和維護方便。 保證控制系統(tǒng)安全可靠?？紤]到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有余量。 9. PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言 PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是邏輯控制）用來實現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制

34、器組態(tài)和編程的標準軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結果的在線監(jiān)視。1610. 標準語言梯形圖語言是最常用的一種語言，它有以下特點：它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點或內(nèi)部寄存器、計數(shù)器等的狀態(tài)。 梯形圖中的接點可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內(nèi)部使用。 PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯

35、形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當做條件使用7。PLC控制與繼電器控制的比較優(yōu)勢PLC在社會生產(chǎn)中應用廣泛，其技術也在不斷的進步，并且在各個領域所涉及到的內(nèi)容都存在著很大的空間。簡介： 在工業(yè)自動化領域，可編程控制器(PLC)作為自動控制以成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設備基礎，同時也給工業(yè)控制帶來了前所未有的非凡變化。使用PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的用繼電器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，在操作、控制、效率和精度等各個方面都具有無法比擬的優(yōu)點。雖然在工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的繼電器控制設備不會被完全淘汰，但是由于PLC的出現(xiàn)已經(jīng)改變了工業(yè)控制設計者的設計思想

36、一、控制繼電器存在的缺點今天繼電器已應用到家庭及工業(yè)控制的各個領域。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至會熔在一起產(chǎn)生誤操作，引起嚴重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負荷運載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。二、可編程序控制器的優(yōu)勢、特點及功能可編程控制器以體積小功能強大所著稱

37、，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應用于眾多行業(yè)。、順序控制順序控制是PLC最基本、應用最廣泛的領域。所謂的順序控制，就是按照工藝流程的順序，在控制信號的作用下，使得生產(chǎn)過程的各個執(zhí)行機構自動地按照順序動作。由于它還具有編程設計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護等優(yōu)點，所以在實現(xiàn)單機控制、多機群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控

38、制系統(tǒng)。它主要是根據(jù)操作按扭、限位開關及其它現(xiàn)場給來的指令信號和傳感器信號，控制機械運動部件進行相應的操作，從而達到了自動化生產(chǎn)線控制。比較典型應用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關閉、皮帶運輸機的順序啟動等。例如我分廠的原料混料系統(tǒng)就是利用了PLC的順序控制功能。、閉環(huán)過程控制以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構成的PID模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在完全可以采用PLC控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高，容易實現(xiàn)復雜的控制和先進的控制方法，可以同時控制多個控制回路和多個控制參數(shù)。例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓

39、力、速度等。、運動位置控制 PLC可以支持數(shù)控機床的控制和管理，在機械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機床的運動位置控制，它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計算，發(fā)出相應的脈沖給驅(qū)動裝置，通過步進電機或伺服電機，使機床按預定的軌道運動，以完成多軸伺服電機的自控。目前以用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削摸削等應用中。、生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理 PLC可以通過通迅接口與顯示終端和打印機等外設相連。顯示器作為人機界面（HMI）是一種內(nèi)含微處理芯片的智能化設備，它與PLC相結合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開關、信號指示燈，及生產(chǎn)流程模擬屏和電控

40、柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行。PLC可以方便、快捷地對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行采集、處理，并可對要顯示的參數(shù)以二進制、十進制、十六進制、ASCII字符等方式進行顯示。在顯示畫面上，通過圖標的顏色變化反應現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，如閥門的開與關，電機的啟動與停止，位置開關的狀態(tài)等。PID回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過程中量的變化，操作人員通過參數(shù)設定可進行參數(shù)調(diào)整，通過數(shù)據(jù)查詢可查找任一時刻的數(shù)據(jù)記錄，通過打印可保存相關的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利。、網(wǎng)絡特性 PLC可以實現(xiàn)多臺PLC之間或多臺PLC與一臺計算機之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求

41、，從而組成多級分布式控制系統(tǒng)，構成工廠自動化網(wǎng)絡。 (1) 通過通訊模塊、上位機以及相應的軟件來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠距離監(jiān)控。 (2) 通過調(diào)制解調(diào)器和公用電話網(wǎng)與遠程客戶端計算機相連，從而使管理者可通過電話線對控制系統(tǒng)進行遠距離監(jiān)控。結束語可編程控制器作為一種通用的工業(yè)控制器，它可用于所有的工業(yè)領域。當前國內(nèi)外已經(jīng)廣泛的將可編程控制器成功地應用到機械、冶金、石油、化工、紡織、交通、電力、軍事等各個領域，并取得了可觀的技術濟濟效益。而且它還代表當今電氣控制技術的世界先進水平，它已與數(shù)控技術、CADCAM技術、工業(yè)機器人技術并列為工業(yè)自動化技術的四大支柱8。2.1.5系統(tǒng)的總體結構圖根據(jù)本設計的內(nèi)

42、容要求，系統(tǒng)的總體結構圖如圖2.1所示。圖2.1 系統(tǒng)結構圖Fig. 2.1 System diagram 系統(tǒng)的主電路設計直流電主要應用于各種電子儀器,電解,電鍍,直流電力拖動等方面。 交流電的優(yōu)點主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面：利用建立在電磁感應原理基礎上的交流發(fā)電機可以很經(jīng)濟方便地把機械能（水流能、風能）、化學能（石油、天然氣）等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價大為低廉；交流電可以方便地通過變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來極大的方便這是交流電與直流電相比所具有的獨特優(yōu)勢因此課題選用交流拖動電機如圖2.2所示為生產(chǎn)電機接線圖， QS是一個帶有

43、的閘刀開關，各個電機都有熱繼電器用于電動機的長期過載保護。圖2.2 電機接線圖Fig.2.2 Electrical wiring diagram2.3 系統(tǒng)的控制電路設計PLC是以繼電器控制為基礎，以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和現(xiàn)代通信技術，專門為工業(yè)應用環(huán)境而設計的功能強大的新型控制器，其實質(zhì)是工業(yè)控制專用計算機。.1 PLC的選型設計S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比15。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個

44、方面：極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供選擇。 CPU單元設計：集成的24V負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222

45、具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫撦d電源。 不同的設備類型：CPU 221226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 本機數(shù)字量輸入/輸出點：CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。 本機模擬量輸入/輸出點：CPU 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。 中斷輸入：允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 高速計數(shù)器：C

46、PU 221/222，4個高速計數(shù)器（30KHz），可編程并具有復位輸入，2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為90°的A/B相增量編碼器。CPU 224/224XP/226，6個高速計數(shù)器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。CPU 222/224/224XP/226，可方便地用數(shù)字量和模擬量擴展模塊進行擴展。可使用仿真器（選件）對本機輸入信號進行仿真，用于調(diào)試用戶程序。 模擬電位器：CPU 221/222 1個，CPU 224/224XP/226 2個。脈沖輸出：2路高頻率脈沖輸出（最大20KHz），用于控制步進電機或伺服電機實現(xiàn)定位任務。 實時時

47、鐘：例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。 EEPROM存儲器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進行輔助軟件歸檔工作。 電池模塊：用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 編程：CPU 221/222/224/224XP/226?？梢岳肞C/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7-200 CPU 連接到許多和RS-232標準兼容的設備。 有兩種不同型號的 PC/PPI 電纜：帶有RS-232口的隔離

48、型 PC/PPI 電纜，用5個DIP開關設置波特率和其它配置項。帶有RS-232口的非隔離型 PC/PPI 電纜，用4個DIP開關設置波特率。有關非隔離型PC/PPI電纜的技術規(guī)范，請參閱S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊9。.2 PLC的I/O編址編址：就是對輸入/輸出模塊上的I/O點進行編碼，以便程序執(zhí)行時可以唯一的識別每個I/O點。數(shù)字量I/O點的編址是以字長為單位，采用標志域（I或Q）、字節(jié)號和位號三部分的組成形式，在字節(jié)號和位號之間以點分隔，習慣上稱做字節(jié)·位編址。每個I/O點就有了唯一的識別地址，地址的表示如表2.3所示。表2.3數(shù)字量I/O點的編址Tab.2.3Digi

49、tal quantity a I/O address輸入量輸出量CPU224有14個輸入和10個輸出，根據(jù)設計要求I/O地址分配如表2.4所示。表2.4數(shù)字量I/O點的分配Tab.2.4Digital quantity a I/O assignment輸入點輸入設備輸出點輸出設備自動手動轉(zhuǎn)換開關秤斗閘門開啟繼電器小車上行開關秤斗閘門關閉繼電器下限位置開關鐵礦皮帶開啟繼電器秤斗閘門開動合觸點焦炭皮帶開啟繼電器秤斗閘門關動合觸點鐵礦料斗開啟繼電器鐵礦皮帶開動合觸點鐵礦料斗關閉繼電器鐵礦皮帶關動合觸點鐵礦皮帶關閉繼電器鐵礦料斗開動合觸點焦炭料斗開啟繼電器鐵礦料斗關動合觸點焦炭料斗關閉繼電器焦炭皮帶開

50、動合觸點焦炭皮帶關閉繼電器當主機單元的I/O點數(shù)不能滿足控制要求是，通過I/O擴展接口增加I/O模塊來完成要求。S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表2.5所示。表2.5擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)Tab.2.5Expansion unit model and input output points類 型型 號輸入點輸出點數(shù)字量擴展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16由于CPU224的輸入輸出點數(shù)不夠，所以選用EM223(16輸入/16輸出擴

51、展模塊。表2.6擴展模塊（EM223）I/O地址分配表.6distribution list of expansion modules (EM223) I/O address 輸入點輸入設備輸出點輸出設備上限位置開關小車上行繼電器小車下行開關小盅開啟繼電器焦炭皮帶關動合觸點小盅關閉繼電器焦炭料斗開動合觸點布料器開啟繼電器焦炭料斗關動合觸點大盅開啟繼電器小盅開動合觸點大盅關閉繼電器小盅關動合觸點布料器關閉繼電器大盅開動合觸點小車下行繼電器大盅關動合觸點配料繼電器布料器開動合觸點布料器關動合觸點.3 PLC的輸入/輸出接線圖根據(jù)以上的I/O編址，I/O接線圖所示。由于此設計有21個輸入量和19個輸

52、出量，應選用CPU224，并使用擴展模塊EM223?？紤]到SIEMENS公司的產(chǎn)品在中國的應用非常廣泛，其功能比較全面和典型，具有一定的代表性，所以設計以西門子公司的S7系列入手，S7系列是該公司20世紀末推出的新型PLC。其中的S7-200為小型的PLC。但是許多功能卻達到了原來大、中型PLC的水平，而價格確是小型PLC的價格。因此，S7-200一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關注。特別是S7-200的第二代CPU22X系列具有多種功能模塊和人機界面可供選擇，具有功能齊全的編程軟件，控制系統(tǒng)的設計更簡單，幾乎可以完成任何功能的控制任務。SIEMENS公司的CPU224具有14個輸入和6個輸出，可連接

53、7個I/O擴展和一個串行通訊口，還有6個高速計數(shù)器足以滿足設計需要，考慮到以后的發(fā)展留有一定的余量。因此，決定選用SIEMENS公司的CPU224和擴展EM223作為本設計的主控制元件。圖2.7主機I/O接線圖.7 main engine I/O wiring diagram圖2.8 擴展模塊I/O接線圖.8 Expansion module I/O wiring diagram2.4元件明細表根據(jù)的I/O接線圖把各個元件分表排列，如下表2.9所示。表2.9 元件明細表.9 Part detailed list of specifications序號名稱電氣符號型號數(shù)量1小車上行按鈕SB1LA

54、19-1112下限位置按鈕SB2LA19-1113上限位置按鈕SB3LA19-1114小車下行按鈕SB4LA19-1116位置開關SQ0-17LXW518LA19系列控制按鈕適用于交流50Hz或60Hz、額定工作電壓380V或直流額定工作電壓220V、額定工作電流不大于5A的控制電路中，帶信號燈的按鈕，其信號燈用于交、直流電壓為6V的信號電路中，作各種燈光信號指示用。LA19系列控制按鈕是由按鈕元件與信號燈組合而成的一種組合電器。按鈕有一對常開觸頭、一對常閉觸頭和一副接觸橋。LA1911是帶指示燈一般控制按鈕。LXW5系列微動開關適用于交流50Hz、電壓至380V，直流電壓至220V的控制或輔

55、助電路中，作控制、信號、聯(lián)鎖和限位之用。開關的結構特點和動作原理： LXW5微動開關是一種瞬動型單斷點電器元件，采用一只常閉觸頭、一只常開觸頭和一個支承在金屬支架上公共跳躍式的彈性接觸片為動觸頭。 開關在外力（撞塊等）作用下，通過操作件使接觸片壓縮到超過死點時，即使常閉、常開觸頭瞬時換接，當外力減少至一定值（小于復位力）時，觸頭立即自動復位至原狀。小結本章主要介紹了硬件電路的設計，根據(jù)設計的要求對CPU的選型，使用了西門子公司的S7200系列的CPU224型主機單元，并且使用EM223擴展模塊。對CPU224的I/O編址，輸入輸出點的分配，畫出了I/O接線圖，對I/O接線圖的元器件作了介紹。S

56、7-200是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加，因此，點數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。PLC的指令都是針對元器件狀態(tài)而言的，使用是可以將它們看成是由繼電器、定時器、計數(shù)器等元件構成的組合體。內(nèi)部設

57、置了編程使用的各種元器件，他們都是軟器件，以程序?qū)崿F(xiàn)各元件之間的連接。第三章 高爐上料自動監(jiān)控系統(tǒng)的程序設計系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設計編寫的，并存入PLC的系統(tǒng)存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。3.1 軟件開發(fā)平臺和編程語言的選擇PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應用中，最重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術人員，為了滿足他們的傳統(tǒng)習慣和掌握能力，PLC的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言18。3.1.1 PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言不同的商家的PLC有不同的編程語言，但就某個商家而言，PLC的編程語言也就那么幾種。下面，以西門子PLC的編程語言為例，說明一下，各種編程語言的異同。 順序功能圖（SFCSEAUE