基于 PLC 的水泥生料配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 該文全面闡述了設(shè)計(jì)的背景以及我國(guó)水泥行業(yè)的發(fā)展；從分析水泥廠自動(dòng)配料的工藝過程，分析控制回路，在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)控制策略，確定合理的控制方案；統(tǒng)計(jì) I/O 點(diǎn)數(shù)，畫出系統(tǒng)工藝流程圖和控制回路圖，以及控制回路接線圖等；通過電子稱的應(yīng)用來進(jìn)行物料的稱量以及調(diào)節(jié)。來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料添加量的控制，按一定的比例控制確保質(zhì)量。 然后選擇組態(tài)軟件為北京三維力控科技有限公司的工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件 Forcecontrol6.1，對(duì)力控組態(tài)軟件進(jìn)行了學(xué)習(xí)和應(yīng)用，做出監(jiān)控界面組態(tài)，數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，曲線組態(tài)等 。 最后連接上位機(jī)與可編程邏輯控制器 PLC，進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行 。 該設(shè)計(jì)通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥廠配料系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控和管理。不僅提高了生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量 ， 而且降低了生產(chǎn)過程中的能耗，提高了效率。 關(guān)鍵詞 ： 電子皮帶稱 ， 組態(tài) ， PLC， 自動(dòng)配料，控制系統(tǒng) II 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 我國(guó)水泥工 業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.2 我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展方向 . 2 2 自動(dòng)配料系統(tǒng)簡(jiǎn)介 . 3 2.1 自動(dòng)配料系統(tǒng)的特點(diǎn) . 3 2.2 自動(dòng)配料系統(tǒng) 的組成 . 3 2.3 配料技術(shù)的最新進(jìn)展 . 4 3 水泥生產(chǎn)工藝 . 5 3.1 水泥生產(chǎn)的過程 . 5 3.1.1 破碎及預(yù)均化 . 5 3.1.2 生料制備 . 5 3.1.3 生料均化 . 5 3.1.4 預(yù)熱分解 . 6 3.1.5 水泥熟料的燒成 . 6 3.1.6 水泥磨粉 . 7 3.1.7 水泥包裝 . 7 3.2 新型干法水泥的特點(diǎn) . 7 3.2.1 新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 . 7 3.2.2 新型干法水泥的工藝流程 . 7 4 電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)工作原理 . 9 4.1 電子皮帶秤構(gòu)成 . 9 4.2 皮帶秤的稱重原理 . 9 5 水泥廠自動(dòng)配料設(shè)計(jì) . 11 5.1 水泥的原料選擇 . 11 5.2 控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析 . 11 5.3 控制方案設(shè)計(jì) . 11 5.3.1 整體結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì) . 11 5.3.2 PID 流量調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) . 13 III 5.3.3 皮帶電機(jī)控制方案 . 14 5.3.4 I/O 控制點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) . 15 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 17 6.1 控制系統(tǒng)的硬件配置 . 17 6.1.1 PLC 型號(hào)的選擇 . 17 6.1.2 擴(kuò)展模塊的選型 . 19 6.1.3 電子皮帶秤的選型 . 19 6.1.4 變頻器的選型 . 20 6.2 I/O 點(diǎn)及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存地址分配 . 22 6.3 控制程序的設(shè)計(jì) . 23 7 組態(tài)軟件的介紹及設(shè)計(jì) . 25 7.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 . 25 7.1.1 軟件說明 . 25 7.1.2 圖形系統(tǒng)主要特點(diǎn) . 26 7.2 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) . 26 7.2.1 力控組態(tài)軟件的啟動(dòng) . 26 7.2.2 力控組態(tài)軟件的開發(fā)過程 . 28 7.2.3 力控組態(tài)軟件運(yùn)行 . 35 8 結(jié)論 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 致謝 . 40 附件 . 41 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 可編程序控制器是用微電腦技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它具有指令存儲(chǔ)和數(shù)字量或模擬量輸入輸出接口，能夠進(jìn)行位運(yùn)算，并完成邏輯，順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制。一般分為主模板、擴(kuò)展模板、編程器等，每個(gè)模板的體積都比較小，相互連接方便。有的還有模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理和通訊網(wǎng)絡(luò)等功能。它的最大特點(diǎn)是將控制過程以程序方式存放在存儲(chǔ)器中，修改程序也就修改了控制過程，這就給控制過程的設(shè)計(jì)、調(diào)試、修改，擴(kuò)展帶來了極大的方便和靈活性；它的另一特點(diǎn)是能夠適 應(yīng)工業(yè)環(huán)境，在電源波動(dòng)大、溫差大、沖擊震動(dòng)較大的惡劣條件下仍能長(zhǎng)時(shí)間，不間斷運(yùn)行，抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、具有很好的可靠性。由于它的種種優(yōu)點(diǎn)，它己經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器，占據(jù)了電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心位置。 1.1 我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 水泥工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生產(chǎn)建設(shè)和人民生活不可缺少的基礎(chǔ)原材料工業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥產(chǎn)業(yè)已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模， 2009 年我國(guó)水泥產(chǎn)量 16.5 億噸，占世界水泥總產(chǎn)量 50%以上，已連續(xù) 20 多年居世界第一位。水泥工業(yè)總產(chǎn)值 5,000 多億元，占我國(guó)建材行業(yè)總產(chǎn)值的三分之一以上。 然而我國(guó)正高速發(fā)展階段、建筑建材需求量等原因水泥給帶來了嚴(yán)峻問題例如：共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五年規(guī)劃綱要中“十一五”期間國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低 20左右主要污染物排放總量 10約束性指標(biāo)等法律法規(guī)都對(duì)水泥行業(yè)了新要求現(xiàn)狀不就難以現(xiàn)代化發(fā)展需求從而我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展“絆腳石”。 小水泥廠我國(guó)工業(yè)組成其水泥產(chǎn)量約占我國(guó)水泥行業(yè)總產(chǎn)量 80%然而中小水泥廠建設(shè)和改造偏重于產(chǎn)量、降低成本產(chǎn)品質(zhì)量下降、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)嚴(yán)重等；水泥工程建設(shè)中“三大材”使用量、消耗 量都水泥熟料為生產(chǎn)水泥主要原料每生產(chǎn)一噸水泥熟料直接排放 0.51 噸二氧化碳燃煤排放 0.37 ,需要消耗石灰石、煤炭等不可再生資源且原材料在開采過程中也對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞假設(shè)我國(guó) GDP 年均 7.5%速度增長(zhǎng)并基于我國(guó)水泥生產(chǎn)情況可大致預(yù)測(cè)出 2008西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2012年水泥總產(chǎn)量將達(dá) 71億多噸建材工業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告我國(guó)現(xiàn)存可用于燒制水泥石灰石儲(chǔ)量為 450億噸可開采儲(chǔ)量為 250億噸按 2004年我國(guó)水泥產(chǎn)量（約 10億噸）計(jì)算再過 30 年我國(guó)水泥原材料就面臨枯竭像我國(guó)正發(fā)展階段中停止基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將多么恐怖事情。 1.2 我國(guó)水泥 工業(yè)的發(fā)展方向 隨著政府加大對(duì)重點(diǎn)水泥集團(tuán)的扶持力度，將有助于解決一直困擾國(guó)內(nèi)水泥龍頭企業(yè)發(fā)展的融資瓶頸，進(jìn)一步推動(dòng)水泥行業(yè)整合，未來的兼并重組將進(jìn)一步加??；通過兼并重組壯大的水泥集團(tuán)，更有條件進(jìn)一步兼并重組，加速產(chǎn)業(yè)集中度提高。可以預(yù)期，未來水泥行業(yè)洗牌將加速，區(qū)域性龍頭企業(yè)的行業(yè)地位將進(jìn)一步加強(qiáng)，水泥行業(yè)的并購(gòu)也將愈演愈烈。 長(zhǎng)期而言，水泥仍然處于長(zhǎng)期的高速增長(zhǎng)期。從長(zhǎng)期來看，在我國(guó)城鎮(zhèn)化趨勢(shì)沒有完全改變以前，水泥需求將依然保持高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 2008 年 11 月國(guó)家提出四萬(wàn)億拉動(dòng)內(nèi)需計(jì)劃及擴(kuò)大 內(nèi)需十條政策，主要集中在民生工程、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境和災(zāi)后重建等方面，水泥作為建筑行業(yè)必不可少的建筑材料，無(wú)疑會(huì)受益良多，水泥工業(yè)有望保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。 中國(guó)已成為全球最大的消費(fèi)地區(qū)和購(gòu)并中心，全球大水泥在中國(guó)的戰(zhàn)略布局，將在深層次改變行業(yè)結(jié)構(gòu)，水泥行業(yè)面臨全球發(fā)展中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移的發(fā)展機(jī)遇。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 自動(dòng)配料系統(tǒng)簡(jiǎn)介 全自動(dòng)配料控制系統(tǒng)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬，化工，建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其配比的過程控制直接影響了 成品的質(zhì)量，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對(duì)配料控制要求也不同，但其高可靠性，先進(jìn)性，開放性，免維護(hù)性，可擴(kuò)展性是工廠自動(dòng)化 FA所追求的一致目標(biāo)。 2.1 自動(dòng)配料系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）配料現(xiàn)場(chǎng)粉塵大，環(huán)境惡劣； （ 2）各組份在配方中所占比例不同，有時(shí)甚至差異懸殊； （ 3）配料速度和精度要求高； （ 4）配方可能經(jīng)常變換、調(diào)整； （ 5）物料可能受環(huán)境溫度、濕度影像； 在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)遇到以上情況。在手動(dòng)控制狀態(tài)下，需要根據(jù)生產(chǎn)情況，計(jì)算出各 物料的配比，再根據(jù)配比，分別計(jì)算出各物料的理想下料量，對(duì)各臺(tái)設(shè)備分別設(shè)定，來滿足配比的要求。當(dāng)生產(chǎn)情況發(fā)生變化，需要改變下料量時(shí)，則需要再次分別計(jì)算各物料的設(shè)定值，再次分別設(shè)定。計(jì)算 ,操作時(shí)間長(zhǎng)，且容易出錯(cuò)，給生產(chǎn)帶來不良因素。 而采用 PLC控制方式以及新穎的變頻調(diào)速喂料機(jī)構(gòu)，配合配料控制軟件包，實(shí)現(xiàn)物料傳送、配料控制、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等功能。并可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)配料系統(tǒng)的集合控制。專利技術(shù)解決物料結(jié)拱、粘稠液體物料傳送、配料過程中下料沖擊和空中懸料誤差的自動(dòng)校正等問題，提高了配料精度。 2.2 自動(dòng)配料系統(tǒng)的組成 自動(dòng)配料系統(tǒng)是對(duì)粉?；蛞后w物料進(jìn)行單秤稱重并按所選配方混合這一工業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的自動(dòng)化系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、醫(yī)藥、糧食及飼料等行業(yè)。一般的工業(yè)自動(dòng)配料系統(tǒng)由以下幾部分組成。 （ 1）給料部分：給料部分是從料倉(cāng)（或儲(chǔ)罐）向稱重設(shè)備中加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)物料的不同特性，可以選用不同的給料設(shè)備，如電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、單（雙）速電磁閥等。 （ 2）稱量部分：稱量部分由傳感器、標(biāo)準(zhǔn)連接件、接線盒和稱量斗組成，西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 與稱量?jī)x表一起進(jìn)行物料的稱量以及誤差的檢 測(cè)。 排料設(shè)備：排料可以是稱重設(shè)備（減量法）或排放設(shè)備。通常由排空閥門、電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、電（氣）動(dòng)閥門等組成。所有設(shè)備均應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝條件和物料的性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。 （ 3）配料控制系統(tǒng)：配料控制系統(tǒng)由稱量?jī)x表、可編程控制器、上位工控機(jī)及其他控制器件等組成。 （ 4）校稱系統(tǒng)：配料系統(tǒng)傳感器應(yīng)進(jìn)行定期調(diào)校，以保證系統(tǒng)配料精度。 2.3 配料技術(shù)的最新進(jìn)展 目前，稱重配料系統(tǒng)的流程控制幾乎全部由可編程控制器（ PLC）來實(shí)現(xiàn)，上位計(jì)算機(jī)主要用于配方管理、屏幕人機(jī)對(duì)話 和稱重資料的儲(chǔ)存打印等工作。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，配料系統(tǒng)中的稱量?jī)x表由最初的專用積木式儀表發(fā)展為智能化的工業(yè)控制終端機(jī)以及專門的配料控制器。配料控制器是用來控制一種或多種物料的配置的微電腦系統(tǒng)，可以完全或部分取代可編程控制器，實(shí)現(xiàn)配料的自動(dòng)化。稱量?jī)x表的功能也由最初的資料顯示發(fā)展為具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)零位跟蹤、置零去皮、預(yù)置點(diǎn)輸出、動(dòng)態(tài)稱重、數(shù)據(jù)通信等多項(xiàng)功能。 近年來，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的推廣，將傳統(tǒng)的配料控制系統(tǒng)改進(jìn)為基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)成為科技進(jìn)步的必然趨勢(shì)。目前，許多用于配料的稱重儀表已經(jīng)有了 Profibus 等現(xiàn)場(chǎng)總線接口，使基于現(xiàn)場(chǎng)總線的配料控制系統(tǒng)成為可能，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的配料控制系統(tǒng)正在迅速推廣。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3 水泥生產(chǎn)工藝 3.1 水泥生產(chǎn)的過程 水泥廠設(shè)備是生產(chǎn)水泥的一系列設(shè)備組成的水泥設(shè)備生產(chǎn)線。主要由破碎及預(yù)均化、生料制備均化、預(yù)熱分解、水泥熟料的燒成、水泥粉磨包裝等過程構(gòu)成。 水泥設(shè)備包括：水泥回轉(zhuǎn)窯、旋風(fēng)預(yù)熱器、篦式冷卻器水泥回轉(zhuǎn)窯是煅燒水泥熟料的主要設(shè)備，已被廣泛用于水泥、冶金、化工等行業(yè)。該設(shè)備由筒體、支承裝置、帶擋輪支承裝置、傳動(dòng)裝置、活動(dòng)窯頭、窯 尾密封裝置、燃燒裝置等部件組成，該回轉(zhuǎn)窯具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，生產(chǎn)過程容易控制等特點(diǎn)。 旋風(fēng)預(yù)熱器適于各種窯型配套使用 (見目錄中所列 )，在轉(zhuǎn)化、消化引進(jìn)日本川崎日產(chǎn) 800噸、日產(chǎn) 1000噸水泥熟料的主要設(shè)備基礎(chǔ)上，研制了日產(chǎn) 500噸、 2000噸帶分解爐的五級(jí)懸浮預(yù)熱器。預(yù)熱器可廣泛應(yīng)用于大中小水泥廠設(shè)備的新建和改造。篦式冷卻機(jī)是一種驟冷式冷卻機(jī)，其原理是：用鼓風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)，將鋪在篦板上成層狀的熟料加以驟冷，使熟料溫度由 1200驟降至 100以下，冷卻的大量廢氣除入窯作二次風(fēng)。 3.1.1 破碎及預(yù) 均化 （ 1）破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。 （ 2）原料預(yù)均化 預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均化的功能。 3.1.2 生料制備 水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn) 1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨 3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約 占全廠動(dòng)力的 60%以上，其中生料粉磨占 30%以上，煤磨占約 3%，水泥粉磨約占 40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制 作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。 3.1.3 生料均化 新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 3.1.4 預(yù)熱分解 把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下 進(jìn)行，使 生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。 （ 1）物料分散 換熱 80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。 （ 2）氣固分離 當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排 出。 （ 3）預(yù)分解 預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到 90%以上。將原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過 程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。 3.1.5 水泥熟料的燒成 生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的等礦物。隨著物料溫度升高近時(shí)，等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的和進(jìn)行反應(yīng)生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥磨所能承受的溫度，同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 3.1.6 水泥磨粉 水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級(jí)配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。 3.1.7 水泥包裝 水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。 3.2 新型干法水泥的特點(diǎn) 3.2.1 新型干法水泥的生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 以預(yù)分解窯為代表的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是國(guó)際公認(rèn)的代表當(dāng)代技術(shù)發(fā)展水平的水泥生產(chǎn)方法。具有生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量高、能 耗低、有害的物排放量低、工業(yè)廢棄物利用量大等一系列的優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今世界水泥工業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)。 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的內(nèi)容包括原料礦山開采、原料預(yù)均化、生料均化、新型節(jié)能粉磨、高效低阻預(yù)熱器和分解爐、新型蓖式冷卻機(jī)、高耐熱耐磨及隔熱材料、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)等。新型干法水泥生產(chǎn)在最大程度利用工業(yè)廢渣作為原燃料的同時(shí)，在利用工業(yè)和生活垃圾等方面具有極大的發(fā)展前景。是水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、資源利用符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。 3.2.2 新型干法水泥的工藝流程 新型干法水泥生產(chǎn)工藝過程與其他生產(chǎn) 方法相比基本上是相同的。它包括原燃料進(jìn)廠、原燃料破碎、生料制備、熟料煅燒、水泥制成及發(fā)運(yùn)等。 比如回轉(zhuǎn)窯是指旋轉(zhuǎn)煅燒窯（俗稱旋窯），屬于建材設(shè)備類?；剞D(zhuǎn)窯按處理物料不同可分為水泥回轉(zhuǎn)窯、冶金化工回轉(zhuǎn)窯和石灰回轉(zhuǎn)窯。 水泥回轉(zhuǎn)窯是水泥熟料干法和濕法生產(chǎn)線的主要設(shè)備。回轉(zhuǎn)窯廣泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、環(huán)保等工業(yè)。該回轉(zhuǎn)窯由筒體，支承裝置，帶擋輪支承裝置，傳動(dòng)裝置，活動(dòng)窯頭，窯尾密封裝置，噴煤管裝置等部件組成。回轉(zhuǎn)窯的窯體與水平呈一定的傾斜，整個(gè)窯體由托輪裝置支承，并有控制窯體上下竄動(dòng)的擋輪裝置，傳動(dòng) 系統(tǒng)除設(shè)置主傳動(dòng)外，還設(shè)置了在主電源中源斷時(shí)仍能使窯體轉(zhuǎn)動(dòng)，防止窯體彎曲變形的輔助傳動(dòng)裝置，窯頭、窯尾密封裝置采用了先進(jìn)的技西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 術(shù)，保證了密封的可靠性。 回轉(zhuǎn)窯除鍛燒水泥熟料外，還用來鍛燒粘土、石灰石和進(jìn)行礦渣烘干等 ；耐火材料生產(chǎn)中，采用回轉(zhuǎn)窯鍛燒原料，使其尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，鐵、鋁、銅、鋅，錫、鎳、鎢、鉻、銼等金屬以回轉(zhuǎn)窯為冶煉設(shè)備，對(duì)礦石、精礦、中間物等進(jìn)行燒結(jié)、焙燒。如 :鋁生產(chǎn)中用它將氫氧化鋁焙燒成氧化鋁 ；煉鐵中用它生產(chǎn)供高爐煉鐵的球團(tuán)礦 ；國(guó)外的“ SL/RN法”、“ Krupp法”用它對(duì)鐵礦石進(jìn)行直接還原 ；氯化揮發(fā)焙燒法采用它提取錫和鉛等。選礦過程中，用回轉(zhuǎn)窯對(duì)貧鐵礦進(jìn)行磁化焙燒，使礦石原來的弱磁性改變?yōu)閺?qiáng)磁性，以利于磁選。典型的新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程如圖 3-1所示。 硅 質(zhì) 原 料 石 灰 石 校 正 原 料 煤 石 膏 混 合 材破 碎 錘 式 破 碎 機(jī) 儲(chǔ) 庫(kù) 破 碎預(yù) 均 化 堆 場(chǎng)調(diào) 配 站立 式 生 料 磨均 化 庫(kù)預(yù) 熱 器分 解 爐回 轉(zhuǎn) 窯冷 卻 機(jī)熟 料 庫(kù)均 化 堆 場(chǎng)煤 磨煤 粉 倉(cāng) 破 碎 破 碎烘 干儲(chǔ) 庫(kù) 儲(chǔ) 庫(kù)水 泥 磨水 泥 庫(kù)包 裝 機(jī)成 品 庫(kù)袋 裝 水 泥 出 廠儲(chǔ) 庫(kù) 散 裝 水 泥 出 廠水 泥 散 裝 庫(kù) 圖 3-1 典型的新型干法水泥生產(chǎn)線工藝流程 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4 電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)工作原理 4.1 電子皮帶秤構(gòu)成 皮帶秤一般由六大部件組成 : 圖 4-1 電子皮帶秤構(gòu)成 4.2 皮帶秤的稱重原理 電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機(jī)架上，當(dāng)物料經(jīng)過 時(shí)，計(jì)量托輥檢測(cè)到皮帶機(jī)上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的電壓信號(hào)。在電子皮帶秤上有一個(gè)稱重傳感器裝在稱重橋架上，工作時(shí)，將檢測(cè)到皮帶上的物料重量送入稱重儀表 ， 同時(shí)由測(cè)速傳感器皮帶輸送機(jī)的速度信號(hào)也送入稱重儀表，儀表將速度信號(hào)與稱重信號(hào)進(jìn)行積分處理，得到瞬時(shí)流量及累計(jì)量。速度傳感器直接連在大直徑測(cè)速滾筒上，提供一系列脈沖，每個(gè)脈沖表示一個(gè)皮帶運(yùn)動(dòng)單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱重儀表從稱重傳感器和速度傳感器接收信號(hào)，通過積分運(yùn)算得出一個(gè)瞬時(shí)流量值和累積重量值，并分別顯示出來。 皮帶秤對(duì)散狀物料自動(dòng)地連續(xù)、累計(jì)稱量。連續(xù)、自動(dòng)稱重是皮帶秤的主要特點(diǎn)。為了測(cè)定運(yùn)動(dòng)輸送帶上單位長(zhǎng)度的瞬時(shí)流量，某一段距離的物料重量，或一段時(shí)間和一段距離的累積重量。這些量在理論上的計(jì)算，可用積分法和累加法兩種數(shù)學(xué)模式來演算。 （ 1） 積分法 輸送機(jī)輸送物料時(shí)，主控機(jī)連續(xù)測(cè)量皮帶上每單位長(zhǎng)度的載荷值 q(kg/m)并與皮帶在同一時(shí)刻的速度 u(m/s)相乘，測(cè)得結(jié)果為物料的瞬時(shí)流量 q*v(kg/s)。西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 因物料輸送的不均勻性和皮帶速度隨時(shí)間變化，所以在 T 時(shí)間間隔的累計(jì)流量可以用積分式 4-1 表示。 dttT ）（）（ utqw 0 （ 4-1） W 一 T 時(shí)間間隔的物料累計(jì)量 kg 或 t； T 一物料通過秤的時(shí)間 S 或 h； q(t)一皮帶單位長(zhǎng)度上的物料重量 kg/m； u(t)一物料在皮帶上的運(yùn)行速度 m/s。 （ 2） 累加法 輸送機(jī)輸送物料時(shí)，我們約定每當(dāng)皮帶運(yùn)行一段距離 t 時(shí)，累加器作一次稱料重量的累加 q，在一段時(shí)間內(nèi)，輸送帶運(yùn)行了 n 倍 1 的距離，累加器則有 n次被稱物料重量的累加 W 即式 4-2： nsssqw0 （ 4-2） 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 5 水泥廠自動(dòng)配料設(shè)計(jì) 5.1 水泥的原料選擇 生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料為石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料，有時(shí)還要根據(jù)原燃料品質(zhì)和水泥品種，摻加校正原料以補(bǔ)充某些成分的的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進(jìn)行生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)選用了三種料：石灰石、鐵礦石、砂巖進(jìn)行配料設(shè)計(jì)。 5.2 控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)常用的設(shè)備配置，對(duì)于本系統(tǒng)中的三種不同的原料倉(cāng)，分別配置 3臺(tái)配料秤（稱重皮帶給料機(jī)）?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如圖 5-1 所示，其配料秤由一下及部分組成：框架結(jié)構(gòu)、環(huán)形裙邊膠帶、驅(qū)動(dòng) 裝置、稱重計(jì)量裝置，以及用于現(xiàn)場(chǎng)啟停單臺(tái)給料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)操作箱等組成。 電機(jī)的啟停及速度需要實(shí)時(shí)變化來改變皮帶轉(zhuǎn)速控制流量，因此每臺(tái)皮帶電機(jī)均需要配置一臺(tái)變頻器來控制各電機(jī)動(dòng)作。 圖 5-1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 5.3 控制方案設(shè)計(jì) 5.3.1 整體結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要包括電氣控制系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件。電氣控制系統(tǒng)根據(jù)其系統(tǒng)包括 PLC 柜、稱重儀表柜、變頻控制柜、操作臺(tái)等，其中可編程控制器作為控制系統(tǒng)的核心，用于處理各皮帶電機(jī)的手 /自動(dòng)啟停、系統(tǒng)故障、應(yīng)答等信號(hào)，并輸出相應(yīng)的動(dòng)作指令、狀態(tài)指示信息等；稱重儀 器可以測(cè)量出流量的西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 瞬時(shí)值，并且在 PLC 中進(jìn)行累計(jì)；變頻器可以改變皮帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變生料流量的大小。整體控制結(jié)構(gòu)圖如圖 5-2 所示，流量檢測(cè)信號(hào)為模擬量輸入；電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、手自動(dòng)、故障報(bào)警為數(shù)字量輸入；變頻器頻率控制是模擬量輸出；電機(jī)的啟停信號(hào)是數(shù)字量的輸出信號(hào)。 圖 5-2 控制結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)我采用了西門子公司生產(chǎn)的 S7 系 列 S7 200 的 PLC，其 CPU 226 集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，可連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248路數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)， 13KB 程序和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)空間。按照其控制結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行 I/O 口分配如圖 5-3 所示： 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 5-3 I/O 口分配圖 5.3.2 PID 流量調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 由于皮帶秤有流量的限制，所以必須由上位機(jī)給出每種原料的流量給定值，否則會(huì)產(chǎn)生堆料或其他故障，并且原料之間根據(jù)化學(xué)元素含量的不同存在配比。電子皮帶秤測(cè)量出的是流量的瞬時(shí)值，流量的給定值與系統(tǒng)測(cè)量的瞬時(shí)值之間存在偏差。在流量實(shí)際控制中采用工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛的 PID 調(diào)節(jié)，根據(jù)流量偏差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制。其控制規(guī)律：01()t dideu K e e d t T uT d t （ 5-1） 式中的控制的 K 為比例系數(shù)， Ti為積分時(shí)間， Td為微分時(shí)間。 其控制流程圖如圖 5-4 所示， 圖 5-4 PID 控制流程圖 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 控制結(jié)構(gòu)如圖 5-5 所示，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置一臺(tái)工控機(jī)和工控組態(tài)軟件，配料系統(tǒng)程序與 PLC 進(jìn)行通訊，讀取配料系統(tǒng)的狀態(tài) (運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài) )，寫命令控制各設(shè)備的啟動(dòng)、停止；同時(shí)程序與各儀表進(jìn)行通訊 。 圖 5-5 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖 讀取各給料機(jī)儀表的數(shù)據(jù)，編寫配料方案，并把各給料機(jī)的配料流量送入各儀表， 儀表進(jìn)行配料調(diào)節(jié)。 5.3.3 皮帶電機(jī)控制方案 備妥 :從現(xiàn)場(chǎng)傳出電機(jī)是否已準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)男盘?hào)，上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收并處理該信號(hào)最終確定是否允許開動(dòng)電機(jī)；驅(qū)動(dòng) :從上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)來控制電機(jī)的啟停；應(yīng)答 :電機(jī)的狀態(tài)輸送到上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收并處理信號(hào)（用來檢查線路的執(zhí)行情況）；故障：當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生過載，通過熱繼電器的動(dòng)作，將信號(hào)輸送到上位機(jī)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，人工通知現(xiàn)場(chǎng)，處理故障。 電機(jī)的主接線圖和電氣控制接線圖控制如圖 5-6 示。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 變 頻 器自動(dòng)手 動(dòng) 圖 5-6 主接線圖及電氣控制圖 到自動(dòng)檔時(shí)， KA1 繼電器線圈得電， KA1 的動(dòng)合觸點(diǎn)接在 PLC 上，連接圖參見附圖， KA1 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，通過 PLC 傳給監(jiān)控界面?zhèn)渫仔盘?hào)，此時(shí)在在計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動(dòng)檔是，配料現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)具體情況進(jìn)行操作，其控制原理是按下啟動(dòng)按鈕 SB2，接觸器 KM1 線圈得電，主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) KM1 輔助觸點(diǎn)閉合，形成自鎖；當(dāng)按下按鈕 SB1，KM1 線圈失電，主觸點(diǎn)斷開電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) KM1 輔助觸點(diǎn)斷開，消去自鎖。 5.3.4 I/O 控制 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 根據(jù)上述分析，統(tǒng)計(jì)出 I/O 點(diǎn)，如表 5-1 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 表 5-1 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表 點(diǎn)數(shù) 對(duì)象說明 DI 12 個(gè) 1#石灰石皮帶電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) 2#鐵礦石皮帶電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) 3#砂巖皮帶電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) 4#總皮帶電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) 1#石灰石皮帶電機(jī)的故障報(bào)警信號(hào) 2#鐵礦石皮帶電機(jī)的故障報(bào)警信號(hào) 3#砂巖皮帶電機(jī)的故障報(bào)警信號(hào) 4#總皮帶電機(jī)的故障報(bào)警信號(hào) 1#石灰石皮帶電機(jī)的手 /自動(dòng)信號(hào) 2#鐵礦石皮帶電機(jī)的手 /自動(dòng) 信號(hào) 3#砂巖皮帶電機(jī)的手 /自動(dòng)信號(hào) 4#總皮帶電機(jī)的手 /自動(dòng)信號(hào) DO 4 個(gè) 1#石灰石皮帶電機(jī)的啟?？刂菩盘?hào) 2#鐵礦石皮帶電機(jī)的啟?？刂菩盘?hào) 3#砂巖皮帶電機(jī)的啟停控制信號(hào) 4#總皮帶電機(jī)的啟?？刂菩盘?hào) AI 4 個(gè) 石灰石、鐵礦石、砂巖、總皮帶的流量監(jiān)測(cè) AO 4 個(gè) 石灰石、鐵礦石、砂巖、總皮帶的流量控制 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1 控制系統(tǒng)的硬件配置 6.1.1 PLC型號(hào)的選擇 可編程控制器 (Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中 的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogic Controller)，簡(jiǎn)稱 PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大的超過了邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer )的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱 PLC。 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序 ，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)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(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的。 可編程控制器具有以下特點(diǎn)： 1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。 PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良 造成的故障大為減少。 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。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)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(guān)接點(diǎn)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(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)。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 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，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 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)控制打開了方便之門。 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。更重要的是使同一設(shè)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(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，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的 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。 西門子 S7 系列可編程控制器分為 S7-400、 S7-300、 S7-200 三個(gè)系列，分西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 別為 S7 系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。 S7-200 系列可編程控制器有CPU21X 系列， CPU22X 系列。 CPU22X 型 PLC 具有兩種不同的電源供電電壓，輸入電路分為繼電器輸出和晶體管 DC 輸出兩大類。 CPU22X 型可編程控制器提供了 4 個(gè)不同的基本型號(hào)，常見的有 CPU221，CPU222， CPU224 和 CPU226 四種基本型號(hào)。 CPU221 集成 6 輸入 /4 輸出共 10 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，無(wú) I/O 擴(kuò)展能力， 6KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 CPU222 集成 8 輸入 /6 輸出共 14 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，可連接 2 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 78 路數(shù)字量 I/O 或 10 路模擬 I/O 點(diǎn)， 6KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 CPU224 集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，可連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168 路數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬 I/O 點(diǎn)， 13KB 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 CPU226集成 24輸入 /16輸出共 40個(gè)數(shù)字量 I/O點(diǎn)，可連接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248路數(shù)字量 I/O或 35路模擬量 I/O點(diǎn)， 13KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 6.1.2 擴(kuò)展模塊的選型 雖然 S7-200 系列 PLC 上已提供了一定數(shù)量的輸入 /輸出 /觸點(diǎn)，當(dāng)用戶需要多于 CPU 單元的 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)，就要進(jìn)行 I/O 的擴(kuò)展。 I/O 擴(kuò)展包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。 CPU 不同，擴(kuò)展規(guī)范也不同，它主要是受 CPU 的功能限制的。 S7-200 的 CPU 提供一定數(shù)量的主機(jī)數(shù) 字量 I/O 點(diǎn)，但在主機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)不夠的情況下，就必須使用擴(kuò)展模塊來擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù)。典型的數(shù)字量輸入 /輸出擴(kuò)展模塊有： EM221 輸入擴(kuò)展模塊有兩種： 8 點(diǎn) DC 輸入、 8 點(diǎn) AC 輸入。 EM222 輸出擴(kuò)展模塊有三種： 8 點(diǎn) DC 晶體管輸出、 8 點(diǎn) AC 輸出、 8 點(diǎn)繼電器輸出。 EM223 輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊有六種：分別為 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸入/4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸出和 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸入 /4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)）繼電器輸出。 6.1.3 電子皮帶秤的選型 目前在水泥企業(yè)廣泛使用的微機(jī)控制配料系統(tǒng)按秤型劃分主 要有電子斗西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 秤、失重秤、核子秤、單懸臂電子皮帶秤、雙懸臂電子皮帶秤?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外公認(rèn) :電子式稱重計(jì)量設(shè)備是當(dāng)今的主流，它在絕大多數(shù)場(chǎng)合取代機(jī)械秤，實(shí)現(xiàn)稱重技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。 本設(shè)計(jì)選用西門子 MSI 型電子皮帶秤， MSI 電子皮帶秤廣泛應(yīng)用與水泥、食品、采礦礦物、煤炭化工等工業(yè)中。 在速度最大為 4m/s 時(shí)，最大負(fù)荷為 5000d/h，皮帶的寬度為 450mm2400mm，測(cè)量精度達(dá)到 0.5% 或更高，與樞軸秤相比， MSI 反應(yīng)迅速，托輥更少，稱重精度更高。 （ 1） MSI 型電子皮帶秤構(gòu)成 皮帶秤一般由六大部件組成 : 圖 6-1 MSI 型電子皮帶秤結(jié)構(gòu)圖 （ 2） MSI 型電子皮帶秤工作原理： 物料在輸送狀態(tài)下，皮帶秤的稱重是利用稱重傳感器和測(cè)速傳感把皮帶上過的物料重量與輸送帶速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)放大器對(duì)兩組信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)處理，輸送給主控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行積算、調(diào)節(jié)、控制等。最后從顯示器給出稱重累計(jì)結(jié)果。這是皮帶秤自動(dòng)、連續(xù)累計(jì)稱重的過程。 6.1.4 變頻器的選型 變頻器的任務(wù)是把電壓和頻率恒定的電網(wǎng)電壓編程電壓和頻率可調(diào)的變頻電源。它有不同的結(jié)構(gòu)形式和不同的類型。圖 6-2 是目前應(yīng) 用最廣泛的變頻器的基本結(jié)構(gòu)。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 6-2 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 1、整流電路的主要作用是電網(wǎng)工頻電源進(jìn)行整流，把交流電整流成直流電，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。 2、直流中間電路的作用是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行濾波，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。 3、 逆變電路是變頻器最主要的部分，主要作用是在控制下有規(guī)律地實(shí)現(xiàn)逆變器中主開關(guān)器件的通與短，將整流電路輸出的直流電轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī) 的調(diào)速控制。 4、控制電路是變頻器的核心部分，主要作用是將檢測(cè)電路得到的各種信號(hào)送至運(yùn)算電路，運(yùn)算電路能夠根據(jù)要求為變頻器主電路提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制，同時(shí)控制電路通過 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換等外部接口電路接受和發(fā)送外部信號(hào)和給出系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)，是變頻器能夠和外部設(shè)備配合進(jìn)行各種高性能的控制，并完成各種保護(hù)功能。 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中常用的變頻器有臺(tái)達(dá)的 VFD-M 系列變頻器，根據(jù)需要本系統(tǒng)也選用該類型變頻器 根據(jù)表 6-1 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表，及相關(guān)的系統(tǒng)控制要求，以節(jié)能環(huán)保和投資成本為依據(jù) ，特為本系統(tǒng)選用西門子 S7-200 系列 CPU224 機(jī)型，具體所選硬件統(tǒng)計(jì)見表 6-1。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 表 6-1 硬件統(tǒng)計(jì)表 名稱 型號(hào) 個(gè)數(shù) 廠家 備注 PLC CPU224 1 西門子 24 輸入 /16 輸出 擴(kuò)展模塊 EM231 1 西門子 模擬量輸入 EM232 2 西門子 模擬量輸出 電子皮帶秤 MSI 4 西門子 最大負(fù)荷 5000d/h 變頻器 VFD-M 4 臺(tái)達(dá) 7.5KW 計(jì)算機(jī) M4600V 1 戴爾 控制柜 1 自制 6.2 I/O 點(diǎn)及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存地址分配 對(duì)于開關(guān)量來說， I/O 分配實(shí)際是把 PLC 的 I/O 分配給實(shí)際的元件給實(shí)際的元件賦予一定的 PLC 地址，其輸入輸出點(diǎn)與與控制對(duì)象的輸入輸出信號(hào)之間一一對(duì)應(yīng)；對(duì)于模擬量來說，輸入輸出的通路數(shù)目與實(shí)際電路也是一一對(duì)應(yīng)的。 I/O點(diǎn)分配見表 6-2。 人工界面輸入的 PID 控制參數(shù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出也必須與所編寫程序的變量地址一一對(duì)應(yīng)，變量地址分配見表 6-3。 表 6-2 I/O 點(diǎn)分配表 輸入點(diǎn) 對(duì)應(yīng)信號(hào) 輸出點(diǎn) 對(duì)應(yīng)信號(hào) I0.0 1#電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) Q0.0 1#電機(jī)啟停 I0.1 2#電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) Q0.1 2#電機(jī)啟停 I0.2 3#電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) Q0.2 3#電機(jī)啟停 I0.3 4#電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào) Q0.3 4#電機(jī)啟停 I0.4 1#電機(jī)手 /自動(dòng)狀態(tài)信號(hào) AQW1 石灰石流量控制 I0.5 2#電機(jī)手 /自動(dòng)狀態(tài)信號(hào) AQW3 鐵礦石流量控制 I0.6 3#電機(jī)手 /自動(dòng)狀態(tài)信號(hào) AQW5 砂巖流量控制 I0.7 4#電機(jī)手 /自動(dòng)狀態(tài)信號(hào) AQW7 總流量控制 I1.0 1#電機(jī)故障報(bào)警信號(hào) I1.1 2#電機(jī)故障報(bào)警信號(hào) 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 I1.2 3#電機(jī)故障報(bào)警信號(hào) I1.3 4#電機(jī)故障報(bào)警信號(hào) AIW0 石灰石流量監(jiān)測(cè) AIW2 鐵礦石流量監(jiān)測(cè) AIW4 砂巖流量監(jiān)測(cè) AIW6 總流量監(jiān)測(cè) 表 6-3 變量地址分配表 地址 數(shù)據(jù)名 地址 數(shù)據(jù)名 V100 石灰石累計(jì)值 V102 鐵礦石累計(jì)值 V104 砂巖累計(jì)值 V106 總累計(jì)值 V108 石灰石配比 V110 鐵礦石配比 V112 砂巖配比 V114 石灰石流量給定 V116 鐵礦石流量給定 V118 砂巖流量給定年 V120 總流量給定 V122 日生產(chǎn)總量 V124 生產(chǎn)總量 V126 班生產(chǎn)總量 V128 月生產(chǎn)總量 V130 石灰石比例可常數(shù) 6.3 控制程序的設(shè)計(jì) PLC 是按照程序控制進(jìn)行控制的，沒有程序 ,PLC 就沒法進(jìn)行正常工作。畫出程序控制流程圖，并編寫梯形圖。程序控制流程圖如圖 6-2 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 6-2 程序控制流程圖 根據(jù)其 I/O 的分配及該系統(tǒng)的流程圖編寫程序如 附件： 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 7 組態(tài)軟件的介紹及設(shè)計(jì) 7.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 7.1.1 軟件說明 力控通用監(jiān)控組態(tài)軟件的正式發(fā)行企業(yè)版分為開發(fā)版和運(yùn)行版，軟件是根據(jù)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)價(jià)的，點(diǎn)數(shù)是指實(shí)際監(jiān)控的外部 I/O 設(shè)備參 數(shù)的個(gè)數(shù)，即軟件內(nèi)部的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) DB 中 I/O 連接項(xiàng)的個(gè)數(shù)，軟件內(nèi)部的中間變量、間接變量等不計(jì)價(jià)。 力控演示版的開發(fā)版和運(yùn)行版分別有 64 點(diǎn)的限制，完全免費(fèi)的不限點(diǎn)數(shù)的開發(fā)版可以直接咨詢?nèi)S力控銷售部和各地辦事處，索要注冊(cè)號(hào)即可以使用。 力控正式發(fā)行的開發(fā)版沒有點(diǎn)數(shù)和時(shí)間的限制，購(gòu)買軟件時(shí)，開發(fā)版隨運(yùn)行版免費(fèi)贈(zèng)送，運(yùn)行版分為通用監(jiān)控版、 WWW 網(wǎng)絡(luò)版等。 力控電力監(jiān)控組態(tài)軟件的方式同通用版，電力版也具備通用版的所有功能，但電力版與通用版是完全獨(dú)立的不同的版本，產(chǎn)品框架方式和工程文件互不兼容 ，一般的配電項(xiàng)目使用通用版即可以完成，但在使用專用的電力圖形控件和完整的電力規(guī)約時(shí)需要單獨(dú)購(gòu)買電力版來完成項(xiàng)目。 通用監(jiān)控板 運(yùn)行在單臺(tái) PC 上完成監(jiān)控，該版本不包括 GPRS、 ODBC、PORT Server 等擴(kuò)展組件。 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)版：由 2 套通用監(jiān)控版軟件通過以太網(wǎng)可以構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器 /客戶端模式網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器端需要增加服務(wù)器組件，標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器組件只授權(quán) 5 客戶使用。 WWW 網(wǎng)絡(luò)版：用標(biāo)準(zhǔn)的 IE 瀏覽器作為 “ 瘦 ” 客戶端，在 INTERNET/INTRANET上來監(jiān)控 WWW 服務(wù)器的上的數(shù)據(jù)，瘦客戶端在 5 個(gè)客戶 端的基礎(chǔ)上可增加 10、20、 50、無(wú)限客戶端。 擴(kuò)展組件：包括 PC 控制策略程序、 GPRS 組件、數(shù)據(jù)庫(kù) ODBC 通訊組件、PORT Server 通訊組件、 DATE Server 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)歷史備份程序等組件。 PC 控制策略程序：是一個(gè) “ 軟 ” 控制組件，具備強(qiáng)大的控制功能，增加該組件可以完成基于 PC 的控制功能。 GPRS 組件：可以基于移動(dòng) GPRS/CDMA 網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。 數(shù)據(jù)庫(kù) ODBC 通訊組件：該組件可以不借助 “ 腳本 ” 功能便可以和關(guān)系數(shù)西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 據(jù)庫(kù)進(jìn)行通訊。 PORTSERVER 通訊組件：通過該組件可以通過 rs232、 485、電臺(tái)、 MODEM、以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)方式來完成 2 套力控軟件之間的通訊。 DATESERVER 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組件：第三方的軟件和硬件可以通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，比如 MODBUS、 101、 104 等與力控進(jìn)行通訊。 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)歷史備份程序：力控與力控之間組成的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)?shù)艟€恢復(fù)時(shí)，遠(yuǎn)程的歷史數(shù)據(jù)可以進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)。 7.1.2 圖形系統(tǒng)主要特點(diǎn) 方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式（ BMP、GIF、 JPG、 JPEG、 CAD 等）的圖片，方便畫面 制作，大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能；支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏 ；強(qiáng)大的 ActiveX 控件對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；全新的、靈活的報(bào)表設(shè)計(jì)工具：提供豐富的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板，報(bào)表文件格式兼容Excel 工作表文件，支持圖表顯示自動(dòng)刷新，可輸出多種文 件格式： Excel、 TXT、PDF、 HTML、 CSV 等。 本設(shè)計(jì)選用北京三維力控科技有限公司提供的力控 Forcecontrol 6.1 版組態(tài)軟件。當(dāng)準(zhǔn)確安裝力控組態(tài)軟件后，打開桌面上的力控 Forcecontrol 6.1 的快捷方式，啟動(dòng)力控管理器。建立項(xiàng)目：選擇管理器菜單中的新建，會(huì)出現(xiàn)新建工程對(duì)話框，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為：水泥配料。 7.2 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) 7.2.1 力控組態(tài)軟件的啟動(dòng) 當(dāng)準(zhǔn)確安裝力控組態(tài)軟件后，打開桌面上的力控 Forcecontrol 6.1 的快捷方式，啟動(dòng)力控管理器。如 圖 7-1 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 7-1 工程管理器 建立項(xiàng)目：選擇管理器菜單中的新建，會(huì)出現(xiàn)新建工程對(duì)話框，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為：水泥配料。單擊“確定”如圖 7-2 所示。 圖 7-2 新建工程 然后單擊選中水泥配料，再單擊菜單欄中的“開發(fā)”。因?yàn)闆]有授權(quán)，會(huì)出現(xiàn)提示，單擊“忽略”。如圖 7-3 所示，就是力控 6.1 的開發(fā)界面。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 7-3 開發(fā)界面 7.2.2 力控組態(tài)軟件的開發(fā)過程 1. 選擇 I/O 設(shè)備組態(tài) 在力控開發(fā)界面左邊的工程項(xiàng)目菜單欄中雙擊“ IO 設(shè)備組態(tài)”，在彈出的窗口左 邊選擇類型為“ PLC”，廠家為 SIEMENS(西門子 )，型號(hào)為 s7-200（ PPI），在彈出的窗口中進(jìn)行設(shè)備設(shè)置，如圖 7-4 所示。 圖 7-4 I/O 設(shè)備選擇 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 設(shè)置配置第一步設(shè)置，設(shè)備名稱為 PLC200，設(shè)備地址為 2，通信方式為串口（ RS232/422/485） ,其他項(xiàng)為默認(rèn)值，單擊“下一步” 。 設(shè)備配置第二部設(shè)置如圖 7-5 所示，單擊“保存”然后單擊“完成”。在右邊窗口中會(huì)顯示基本信息。關(guān)閉 IO 設(shè)備組態(tài) 。 圖 7-5 設(shè)備配置第二步 2. 建立數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài) 在力控開發(fā)界 面左邊的工程項(xiàng)目菜單欄中雙擊“數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)”，就會(huì)彈出數(shù)據(jù)庫(kù)窗口，在數(shù)據(jù)庫(kù)窗口的右邊第一行空白出“雙擊”，在彈出的窗口中選擇區(qū)域和點(diǎn)的類型，力控組態(tài)軟件為我們提供了 31 個(gè)區(qū)域（區(qū)域 00區(qū)域 30），每種區(qū)域中有 5 種點(diǎn)類型，分別為模擬點(diǎn)、數(shù)字點(diǎn)、控制點(diǎn)、運(yùn)算點(diǎn)和組合點(diǎn)。根據(jù) I/O 分配表和變量地址分配表選擇點(diǎn)的類型，并且設(shè)置點(diǎn)的基本參數(shù)、數(shù)據(jù)連接，如圖 7-6 所示，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，然后保存關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)窗口。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 7-6 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài) 3. 監(jiān)控界面組態(tài) 本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控畫面有水泥配料主界面、主菜單、控制畫面、 參數(shù)設(shè)置、實(shí)施曲線以及報(bào)表等。 主界面是對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)緊急停止；可以直觀的看到現(xiàn)場(chǎng)的原料的配比、流量、累計(jì)、以及產(chǎn)量。進(jìn)入力控 6.1 開發(fā)界面后，首先在左邊的工程項(xiàng)目菜單中的窗口欄下新建窗口，將窗口命名為：水泥配料，并設(shè)置窗口的風(fēng)格，確定完成。 通過工具欄中的工具“選擇圖庫(kù)”，分別插入原料灌、電機(jī)、故障報(bào)警指示燈、參數(shù)設(shè)置連接標(biāo)志以及面板等。用工具箱中的“文本”工具插入文字，用“增強(qiáng)性按鈕繪制急停按鈕。繪制出監(jiān)控系統(tǒng)的主界面組態(tài)，如圖 7-7 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 7-7 監(jiān)控系統(tǒng)主界面 主菜單界面設(shè)有：主界面連接標(biāo)志、控制界面連接標(biāo)志、實(shí)施曲線連接標(biāo)志、報(bào)表連接標(biāo)志、退出標(biāo)志以及時(shí)間顯示等。如圖 7-8 所示。 圖 7-8 主菜單界面 控制界面設(shè)有備妥信號(hào)指示燈和應(yīng)答信號(hào)指示燈，旁邊還注明有“有未備妥，禁止運(yùn)行”字樣；通過設(shè)置的啟動(dòng)和停止按鈕，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的皮帶電機(jī)可以進(jìn)行控制。石灰石的給料電機(jī)、鐵礦石的給料電機(jī)、砂巖的給料電機(jī)以及配料的總皮帶電機(jī)分別編號(hào)為 1#電機(jī)、 2#電機(jī)、 3#電機(jī)、 4#電機(jī)。如圖 7-9 所示。西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 7-9 控制界面 參數(shù)監(jiān)控畫面是監(jiān)控各個(gè)原料投入及運(yùn)行狀況的界面 ，如圖 7-10 所示。 圖 7-10 參數(shù)監(jiān)控 實(shí)時(shí)曲線將流量通過曲線的形式，表示出來，首先建立一個(gè)窗口，設(shè)置好參數(shù)，工具欄中單擊精靈，選擇趨勢(shì)曲線，關(guān)閉精靈，然后雙擊曲線，選擇變量增加曲線如圖 7-11 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 7-11 實(shí)時(shí)曲線設(shè)置 報(bào)表的功能是對(duì)生產(chǎn)量的記錄和查詢。有日?qǐng)?bào)表、班報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等，首先建立一個(gè)窗口，設(shè)置好參數(shù)，在工具欄中單擊“精靈”，選擇“專家報(bào)表”，關(guān)閉精靈，然后雙擊報(bào)表，進(jìn)入報(bào)表設(shè)置，根據(jù)向?qū)ВO(shè)置報(bào)表的相關(guān)參數(shù)及報(bào)表的類型、取值類型、時(shí)間的格式、基準(zhǔn)行列以及 選擇數(shù)據(jù)源和變量。退出報(bào)表設(shè)置，用工具欄中的“增強(qiáng)型按鈕”畫一個(gè)按鈕，命名為“查詢”，雙擊按鈕會(huì)彈出動(dòng)畫連接對(duì)話框，選擇鼠標(biāo)動(dòng)作中的“左鍵動(dòng)作”，在彈出的腳本程序編輯器窗口中寫入程序：“ #Report. SetTime Par(-1)；”，然后進(jìn)行編譯、保存。報(bào)表如圖 7-12 所示 。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 7-12 報(bào)表 4. 動(dòng)畫連接 做完以上所有的畫面之后要將這些畫面與數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量進(jìn)行連接，雙擊要連接的對(duì)象，彈出動(dòng)畫連接窗口，如圖 7-13 所示，根據(jù)動(dòng)畫的不同，選擇不同的連接，并寫入相關(guān)的程序。 圖 7-13 動(dòng)畫連接 例如主菜單界面中的連接標(biāo)志，雙擊連接標(biāo)志，在出現(xiàn)的動(dòng)畫連接窗口中選西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 擇“顯示窗口”，如圖 7-14 所示。 圖 7-14 窗口顯示 7.2.3 力控組態(tài)軟件運(yùn)行 在菜單欄中單擊“保存所有”保存所有畫面，然后單機(jī)“全部編譯”，最后單擊運(yùn)行，進(jìn)入組態(tài)軟件運(yùn)行畫面。 在水泥配料的主監(jiān)控界面中，單擊“參數(shù)設(shè)置”在彈出的窗口中單擊 圖 7-15 參數(shù)設(shè)置 “修改”可以設(shè)置有關(guān)水泥配料的參數(shù)，如圖 7-15 所示。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)所有電機(jī)備妥，啟動(dòng)所有電機(jī)，觀察全部是否啟動(dòng)正