1、變頻器在高爐卷揚(yáng)上的應(yīng)用1引言隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展過程中對鋼鐵需求的數(shù)量與質(zhì)量與日俱增。我國的鋼鐵生產(chǎn)工藝正向數(shù)字化的高新技術(shù)方向發(fā)展。作為整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，高爐煉鐵工藝中高新技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。其技術(shù)指標(biāo)如何，對整個(gè)鋼鐵工藝流程有著直接和顯著的影響。其中又以高爐上料主卷揚(yáng)系統(tǒng)為整個(gè)高爐的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)原料的輸送。對卷揚(yáng)系統(tǒng)采用高新技術(shù)進(jìn)行合理控制與優(yōu)化便成為現(xiàn)代鋼鐵工藝中的一個(gè)重要課題。卷揚(yáng)提升機(jī)是用來把爐料運(yùn)送到高爐爐頂給高爐加料或礦山斜井運(yùn)送礦料的重要設(shè)備，我國的中小高爐基本上都是采用料車卷揚(yáng)機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)上料設(shè)備。滿足下列要求：有足夠的運(yùn)送能力，即上料速度

2、能滿足高爐生產(chǎn)的要求；運(yùn)行可靠，耐用，保證高爐連續(xù)生產(chǎn)；能夠?qū)崿F(xiàn)上料自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。由于高爐一旦投產(chǎn)就要一直運(yùn)行下去，它不像有些工業(yè)設(shè)備白天工作晚上可以停止工作，所以高爐的原料要不斷的運(yùn)上去。所以它的重要性不言而喻，一定要保證極低的故障率和快速修復(fù)故障的能力。本課題研究的內(nèi)容就是直接來源于淮陰鋼鐵廠的十五技改工程之一。1.1卷揚(yáng)繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在的問題卷揚(yáng)提升機(jī)的工作特點(diǎn)是：啟動(dòng)速度慢，轉(zhuǎn)矩大，加速平滑，停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確。目前，國內(nèi)煉鐵高爐主卷揚(yáng)控制方式還普遍采用傳統(tǒng)的LK系列機(jī)械觸點(diǎn)工作模式，在實(shí)際使用過程中存在著許多先天性的缺限和不足，如故障率高、精確度差、調(diào)整費(fèi)時(shí)、不適

3、應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)需要等等弊端。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)迅猛發(fā)展，越來越多現(xiàn)代化的先進(jìn)控制手段和方法被應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,但主令控制器的改進(jìn)一直滯后，數(shù)字主令的誕生使這一現(xiàn)狀得到了根本性的改變。數(shù)字主令主要靠PLC來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的調(diào)速方法是：采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻，由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。但存在以下缺點(diǎn)：(1)串聯(lián)電阻調(diào)速，其調(diào)速變化呈跳躍狀，使得減速機(jī)齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋?qū)к壷g，在加減速運(yùn)行階段均受到?jīng)_擊力的作用，設(shè)備易損壞，鋼絲繩易疲勞，導(dǎo)致維修量大，檢修費(fèi)用增加。(2)串聯(lián)電阻調(diào)速范圍小，使得料車速度呈突變，減速后停車時(shí)仍

4、有較高轉(zhuǎn)速，對制動(dòng)器和限位開關(guān)的調(diào)整精度要求高，且容易發(fā)生越位及掉道事故而影響生產(chǎn)。(3)串聯(lián)電阻調(diào)速，使得料車起動(dòng)及減速時(shí)，大部分電能消耗在電阻器上；當(dāng)電動(dòng)機(jī)在電壓下降時(shí)，力矩下降，轉(zhuǎn)差率增大，嚴(yán)重時(shí)，料車無法啟動(dòng)，易于產(chǎn)生事故。(4)能耗高，低速機(jī)械特性軟。因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來實(shí)現(xiàn)。1.2 PLC在卷揚(yáng)控制中的應(yīng)用特點(diǎn)1.2.1可靠性高為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備安全性和可靠性的要求，PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成。PLC選用的電子器件一般是工業(yè)級的，有的甚至是軍用級的，平均無故障時(shí)間很長。例如，西門子S7系列PLC平均無故障時(shí)間可以達(dá)

5、到30萬小時(shí)(約34年)。可以毫不夸張地說，到目前為止，沒有任何一種工業(yè)控制設(shè)備可以有PLC這樣高的可靠性。隨著器件水平的提高，PLC的可靠性還在繼續(xù)提高，尤其是近來開發(fā)出的多機(jī)冗余系統(tǒng)和表決系統(tǒng)更進(jìn)一步提高了PLC的可靠性。PLC完善的自診斷功能，保證了PLC控制系統(tǒng)工作的安全性。由于PLC是用存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序來實(shí)現(xiàn)控制的，其控制程序設(shè)計(jì)本身就從各個(gè)方面考慮了PLC工作的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，這又進(jìn)一步提高了可編程序控制器的可靠性。1.2.2環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)PLC具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可應(yīng)用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作；具有很強(qiáng)的抗空間電磁干擾能力，可以抗峰值1

6、000V，脈寬10?s的矩形波空間電磁干擾；具有良好的抗振能力和抗沖擊能力。一般對環(huán)境溫度要求不高，在環(huán)境溫度為-2065，相對濕度為35%85%的情況下可正常工作。1.2.3靈活通用在完成一個(gè)控制任務(wù)時(shí)，PLC具有很高的靈活性。首先，PLC產(chǎn)品已經(jīng)系列化，在機(jī)型上有很大的選擇余地；其次，同一機(jī)型的PLC的硬件構(gòu)成具有很大的靈活性，用戶可以根據(jù)不同任務(wù)的要求，選擇不同類型的輸入和輸出模塊或特殊功能模塊組成不同硬件結(jié)構(gòu)的控制裝置；最后，PLC是利用應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)控制的，在應(yīng)用程序編制上有較大的靈活性。在實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù)時(shí)，PLC具有良好的通用性，相同硬件構(gòu)成的PLC用不同的軟件可以完或不同的控制

7、任務(wù)。在被控對象的控制邏輯需要改變時(shí)，利用PLC可以很方便地實(shí)現(xiàn)新的控制要求，這在一般繼電器控制中是很難做到的。1.2.4使用方便、維護(hù)簡單PLC控制的輸入模塊、輸出模塊和特殊功能模塊都具有即插即用功能，連接十分容易。對于邏輯信號，輸入和輸出采用開關(guān)方式，不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)放大；對于模擬信號，輸入和輸出采用傳感器、儀表和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)信號。各個(gè)輸入和輸出模塊與外部設(shè)備的連接十分簡單。PLC應(yīng)用程序的編制和調(diào)試非常方便。PLC的基本編程語言有3種，其中梯形圖語言與繼電器控制線路圖相似，即使沒有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的人也很容易掌握。PLC具有監(jiān)控功能，利用編程器或監(jiān)視器可以對PLC的運(yùn)行狀態(tài)和內(nèi)部數(shù)據(jù)

8、進(jìn)行監(jiān)視或修改。PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)非常簡單，利用PLC的診斷功能和監(jiān)控功能，可以迅速查找到故障點(diǎn)，對大多數(shù)故障都可以及時(shí)予以排除。當(dāng)然，PLC由于其工作方式是掃描方式，因此，掃描周期的長短決定了PLC的工作速度。一般來說，PLC的速度與單片機(jī)等計(jì)算機(jī)相比相對比較低，其計(jì)算能力一般都比微機(jī)要差。PLC的這些缺點(diǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正在逐漸地被克服。1.3卷揚(yáng)變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為：(1)式中-異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；-異步電動(dòng)機(jī)的頻率；-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；-電動(dòng)機(jī)極對數(shù)。由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻

9、率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。變頻器調(diào)速通過調(diào)頻來調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速，在設(shè)備的運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍比較廣，而且可以達(dá)到無級調(diào)速非常方便，但需配置變頻器，成本較高。卷揚(yáng)上料系統(tǒng)的主要過程是：各種原料經(jīng)過槽下料后放入中間料斗，料車到料坑后，中間料斗把料放入料車，中間料斗閘門關(guān)到位并且爐頂準(zhǔn)備好后，料車啟動(dòng)，經(jīng)過加速-勻速(高速)-減速1-減速2，到達(dá)爐頂。西門子6SE70變頻器的兩個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)可以確定變頻器要變換的頻率。這樣通過設(shè)定

10、變頻器的參數(shù)就可以輸出系統(tǒng)想要的頻率。這樣小車就可以按照預(yù)定的速度在軌道上運(yùn)動(dòng)。1.4課題的主要研究內(nèi)容高爐上料系統(tǒng)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)將PLC系統(tǒng)與變頻器系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器控制的統(tǒng)一，解決了因卷揚(yáng)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定而造成的休風(fēng)、停產(chǎn)問題。提高了卷揚(yáng)上料系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了上料系統(tǒng)的故障率。第一章主要概述本課題的研究內(nèi)容，第二章主要研究變頻器在本課題中的運(yùn)用和變頻器的參數(shù)設(shè)置以及變頻器的選型，第三章主要研究S7-200PLC在本課題中的運(yùn)用和CPU及擴(kuò)展模塊的選型，第四章主要研究旋轉(zhuǎn)編碼器的原理及在課題中的運(yùn)用和系統(tǒng)低壓電器的選型，第五章主要研究系統(tǒng)的軟件開發(fā)，就是編好PLC程序

11、。2變頻器的選型及參數(shù)設(shè)計(jì)2.1變頻器的原理及控制方式變頻器(frequency changer/frequency converter)是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備,如圖2-1。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。過去，變頻器一般被包含在電動(dòng)發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn)，人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨(dú)立的變頻器。變頻器通常包含3個(gè)組成部分：整流器(rectifier)和逆變器(Inverter),還有直流部分(DC)。其中，整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變器將直流電再轉(zhuǎn)換成所需頻率的交流電。除了這2個(gè)部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電池。其中，變壓器用

12、來改變電壓并可以隔離輸入/輸出的電路，電池用來補(bǔ)償變頻器內(nèi)部線路上的能量損失。不同的變頻器能夠處理的電源功率是不一樣的，從幾瓦到幾兆瓦都有。近年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及功率半導(dǎo)體器件價(jià)格的降低，變頻調(diào)速越來越被工業(yè)上所采用。低壓通用變頻器輸出電壓為380650V，輸出功率為0.75400kW，工作頻率為0400Hz，它的主電路都采用交-直-交電路。其控制方式經(jīng)歷了四代：電壓空間矢量(SVPWM)控制方式，矢量控制(VC)方式，直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式，矩陣式交-交控制方式。2.2變頻器的分類變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類：

13、(1)按變換頻率的方法分交-直-交變頻器交-交變頻器(2)按主電路工作方式分電壓型變頻器電流型變頻器(3)按變頻器調(diào)壓方法的不同分PAM變頻器PWM變頻器(4)按工作原理分U/f控制變頻器VC控制變頻器SF控制變頻器(5)按照用途分通用變頻器高性能專用變頻器高頻變頻器2.3變頻器的選型由于西門子6SE70變頻器是電壓源的矢量控制高性能型變頻器，所以我們只要選擇變頻器的容量即可。變頻器容量的選用由很多因素決定，例如電動(dòng)機(jī)容量、電動(dòng)機(jī)額定電流、電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間等，其中，最主要的是電動(dòng)機(jī)額定電流。當(dāng)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，對于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿足下列兩項(xiàng)計(jì)算公式：滿足電動(dòng)機(jī)容量/KVA：(2)滿足電

14、動(dòng)機(jī)電流/A：(3)式中：變頻器的容量電動(dòng)機(jī)額定電壓電動(dòng)機(jī)額定電流變頻器額定電流電流波形補(bǔ)償系數(shù)(1.05-1.1)根據(jù)公式210*1.05*380*320=210.6KVA初選功率為250KW的變頻器，其訂貨號為6SE7035-1EK60 6SE7表示6SE7 SIMOVERT MASTER DRIVES系列變頻器0表示結(jié)構(gòu)類型書本型和裝機(jī)柜型變頻器3表示輸出電流乘以100 5-1表示額定電流為5.1*100=510A E表示電源電壓為3相380-460VAC K表示尺寸6表示控制形式為矢量控制0表示功能斷路器再根據(jù)公式3驗(yàn)證510A1.05*320A所以滿足條件。對于額定功率為200KW和

15、315KW的變頻器我們不能選，因?yàn)?00KW的變頻器功率不滿足要求，而315KW的變頻器顯得有點(diǎn)多余。而且315KW的變頻器的價(jià)格為23萬，而250KW的變頻器為19.5萬，多了幾萬塊呢。所以選擇250KW的變頻器。2.4變頻器的參數(shù)設(shè)定2.4.1出廠參數(shù)設(shè)定P053=7允許CBP+PMU+PC機(jī)修改參數(shù)P366=0 PMU控制P970=0啟動(dòng)參數(shù)復(fù)位2.4.2簡單參數(shù)設(shè)定P60=3簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置，在上述出廠參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上，本應(yīng)用設(shè)定電機(jī)控制參數(shù)P071=380V AC變頻器進(jìn)線電壓P072=510A變頻器額定電流P100=3不帶測速機(jī)的矢量控制P101=380V電機(jī)額定電壓P102=32

16、0A電機(jī)額定電流P107=50HZ電機(jī)額定頻率P109=4電機(jī)極對數(shù)P108=740n/min電機(jī)額定速度RPM P1008=35HZ第一減速點(diǎn)頻率P1004=15HZ第二減速點(diǎn)頻率P368=0設(shè)定和命令源為PMU+MOP P370=1啟動(dòng)簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置P60=0結(jié)束簡單應(yīng)用參數(shù)設(shè)置執(zhí)行上述參數(shù)設(shè)定后，變頻器自動(dòng)組合功能圖連接和參數(shù)設(shè)定。2.4.3補(bǔ)充參數(shù)設(shè)定如下P128=694A最大輸出電流P571.1=6 PMU正轉(zhuǎn)P572.1=7 PMU反轉(zhuǎn)P462.1=2從靜止加速到參考頻率的時(shí)間，P463=0(單位為秒S)P464.1=2從參考頻率減速到靜止的時(shí)間，P465=0(S)P643.1=

17、10V電機(jī)最高頻率/頻率表最大指示P643.2=10V電機(jī)最大電流/電流表最大指示P492=150%電機(jī)轉(zhuǎn)矩正限幅P498=-150%電機(jī)轉(zhuǎn)矩負(fù)限幅P602=1s預(yù)勵(lì)磁時(shí)間P383=1000s電機(jī)熱時(shí)間常數(shù)P384.1=150，P384.2=200電機(jī)過載報(bào)警和停機(jī)門檻值。P115=2靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)辨識(shí)P115=4空載測試P536=50%速度環(huán)優(yōu)化快速響應(yīng)指標(biāo)P115=5速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化P653.1=0禁止開關(guān)量端子5輸出功能，允許開關(guān)量輸入功能P654.1=0禁止開關(guān)量端子6輸出功能，允許開關(guān)量輸入功能P651=B106端子3輸出故障信號U 952.91=2起動(dòng)自由功能塊91 U80.01=20

18、端子8風(fēng)機(jī)就緒U80.03=22端子9外控有效U80.04=B18端子7抱閘準(zhǔn)備好P795=KK148選擇需要比較的實(shí)際值的源P796=2%轉(zhuǎn)速大于或等于2%時(shí)狀態(tài)字bit10為1 P797=1%回環(huán)寬度，比較頻率滯后值P798=0.1s延遲時(shí)間U 953.48=2使能制動(dòng)功能塊P605=2帶抱閘反饋的控制功能使能P561=278逆變器使能控制P564=277設(shè)定值允許控制P652=275從端子4輸出控制抱閘開閉P613=17抱閘閉合反饋P612=16抱閘打開反饋P615=148實(shí)際速度作為抱閘控制源2 P616=1.5最高速度的1.5%作為抱閘門限值P800=0.5實(shí)際速度的0.5%作為裝置

19、封鎖門限P607=0.2抱閘接觸器反饋動(dòng)作延時(shí)P617=0抱閘信號延時(shí)P801=0.2S P610=184 P556.01=18抱閘開閉準(zhǔn)備好作為電機(jī)啟動(dòng)必要條件(端子101：7，0=OFF2)P611=0轉(zhuǎn)矩門檻值設(shè)定P362=12將第一個(gè)電機(jī)數(shù)據(jù)組MDS拷貝到第二個(gè)電機(jī)數(shù)據(jù)組P363=12將第一個(gè)BICO數(shù)據(jù)組拷貝到第二個(gè)BICO數(shù)據(jù)組P364=12將第一個(gè)功能數(shù)據(jù)組拷貝到第二個(gè)功能數(shù)據(jù)組P 576.01=P 576.02=22內(nèi)外控參數(shù)選擇P57.01=P 578.02=22內(nèi)外控參數(shù)選擇P590=22內(nèi)外控參數(shù)選擇P443.B(01)=58 P443.B(02)=3002內(nèi)外控速度設(shè)定

20、P554.B(01)=5 P554.B(02)=3100控制字的源P571.B(01)=6，P571.B(02)=1正轉(zhuǎn)給定的源P572.B(01)=7，P572.B(02)=1反轉(zhuǎn)給定的源P555.2=14外部急停命令P60=4通訊板配置P712=2 PPO TYPE(1，2，3，4，5)2：4PKW+6PZD P722=0禁止通訊故障P60=1返回參數(shù)菜單P734.1=32裝置狀態(tài)字1 P734.2=148傳動(dòng)的速度反饋P734.3=433端子狀態(tài)(風(fēng)機(jī)/內(nèi)外控)3 PLC的選型3.1可編程控制器(PLC)的原理PLC本身就是一臺(tái)適合工業(yè)現(xiàn)場使用的專用計(jì)算機(jī)，其硬件組成有下面6個(gè)部分，如圖

21、3-1所示。圖3-1 PLC的組成3.1.1中央處理器(CPU)CPU是PLC的核心部件，主要用來運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)以及進(jìn)行邏輯判斷和數(shù)據(jù)處理。CPU用掃描的方式讀取輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從內(nèi)存逐條讀取用戶程序，通過解釋后按指令的規(guī)定產(chǎn)生控制信號，然后分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、比較和變換等處理過程，完成用戶程序所設(shè)計(jì)的邏輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù)，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制輸出設(shè)備響應(yīng)外部設(shè)備的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部診斷。3.1.2存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器可以分為兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，主要存放系統(tǒng)管理、監(jiān)控程序和用戶程序編譯程序，這類程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及

22、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，主要用于存放用戶編制的應(yīng)用程序和各種數(shù)據(jù)。3.1.3電源PLC的電源是指為CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)電源。電源的交流輸入端一般都有脈沖吸收電路，交流輸入電壓范圍一般都比較寬，抗干擾能力比較強(qiáng)。電源的直流輸出電壓多為直流5V和直流24V。直流5V電源供PLC內(nèi)部使用，直流24V電源除供內(nèi)部使用外還可以供輸入/輸出單元和各種傳感器使用。3.1.4輸入/輸出接口輸入/輸出接口是PLC與現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC通過輸入接口把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)或信息(如按鈕、各種繼電器觸點(diǎn)、行程開關(guān)和各種傳感器等)讀入中央處理單元。輸出接

23、口是將CPU處理的結(jié)果通過輸出電路驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備(如指示燈、電磁閥、繼電器和接觸器等)。3.1.5外部設(shè)備接口PLC的外部設(shè)備主要有編程器、操作面板、文本顯示器和打印機(jī)等。編程器接口是用來連接編程器的，PLC本身通常是不帶編程器的，為了能對PLC編程及監(jiān)控，PLC上專門設(shè)置有編程器接口，通過這個(gè)接口可以連接各種形式的編程裝置，還可以利用此接口做通信和監(jiān)控工作。操作面板和文本顯示器不僅是用于顯示系統(tǒng)信息的顯示器，還是操作控制單元，它們可以在執(zhí)行程序的過程中修改某個(gè)量的數(shù)值，也可直接設(shè)置輸入或輸出量，以便立即啟動(dòng)或停止一臺(tái)外部設(shè)備的運(yùn)行。打印機(jī)可以把過程參數(shù)和運(yùn)行結(jié)果以文字形式輸出。外部設(shè)備接口可以

24、把上述外部設(shè)備與CPU連接，以完成相應(yīng)的操作。,除上述一些外部設(shè)備接口以外，PLC還設(shè)置了存儲(chǔ)器接口和通信接口。存儲(chǔ)器接口是為擴(kuò)展存儲(chǔ)區(qū)而設(shè)置的，用于擴(kuò)展用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和用戶數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，可以根據(jù)使用的需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。通信接口是為在微機(jī)與PLC、PLC與PLC之間建立通信網(wǎng)絡(luò)而設(shè)立的接口。3.1.6 I/O擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口用于擴(kuò)展輸入/輸出單元，它使PLC的控制規(guī)模配置更加靈活，這種擴(kuò)展接口實(shí)際上為總線形式，可以配置開關(guān)量的I/O單元，也可配置模擬量和高速計(jì)數(shù)等特殊I/O單元及通信適配器等。PLC是一種工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)，它的外形不像個(gè)人計(jì)算機(jī)，工作方式也與計(jì)算機(jī)差別很大。編程語言甚至工作原

25、理都與個(gè)人計(jì)算機(jī)有所不同。PLC的工作方式有周期掃描方式、定時(shí)中斷方式、輸入中斷方式和通信方式等，最主要的方式是周期掃描方式。周期掃描方式大致可以分為7個(gè)過程，如圖3-2所示。圖3-2 PLC的工作過程(1)啟動(dòng)處理過程PLC啟動(dòng)后，要進(jìn)行第一次啟動(dòng)的初始化處理。CPU進(jìn)行的初始化工作包括清除內(nèi)部繼電器區(qū)、復(fù)位所有的計(jì)時(shí)器和檢查I/O單元的連接等。該過程所占用的時(shí)間為。(2)共同處理過程在啟動(dòng)處理過程通過以后，要進(jìn)到共同處理過程。共同處理的主要任務(wù)是復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器、檢查I/O總線是否正常、檢查掃描周期是否過長和檢查程序存儲(chǔ)器是否有異常等，如果有異常，則根據(jù)錯(cuò)誤情況發(fā)出報(bào)警，輸出或者停止PLC的

26、運(yùn)行。該過程所占用的時(shí)間為。(3)通信服務(wù)過程當(dāng)PLC和微機(jī)構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)或由PLC構(gòu)成分散系統(tǒng)時(shí)，需要有通信服務(wù)過程，該過程所占用的時(shí)間為。(4)外設(shè)服務(wù)過程當(dāng)PLC接有外部設(shè)備時(shí)，如編程器、打印機(jī)等，則需要進(jìn)行外設(shè)服務(wù)過程。該過程所占用的時(shí)間為。(5)輸入信號刷新過程輸入處理過程將PLC全部輸入端的通/斷狀態(tài)讀進(jìn)輸入映像寄存器。在程序執(zhí)行中，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不改變，直到下一掃描周期的輸入處理階段才讀入這一變化。輸入信號刷新過程占用時(shí)間為。和PLC所帶的輸入模塊的種類和點(diǎn)數(shù)的多少有關(guān)。(6)程序執(zhí)行過程程序執(zhí)行過程用于執(zhí)行用戶程序，這個(gè)過程先從輸入映像區(qū)讀入輸入端的信息

27、，然后根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算操作，并向輸出映像區(qū)送出控制信息。該過程執(zhí)行用戶程序存儲(chǔ)器所存的指令，從輸入映像寄存器和其他元件的映像寄存器中將有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)讀出后，從程序的第1步開始順序的運(yùn)算，每次結(jié)果都寫入對應(yīng)的映像寄存器中。輸出繼電器的內(nèi)部觸點(diǎn)的動(dòng)作由輸出映像寄存器的內(nèi)容決定。該過程占用的時(shí)間為。(7)輸出信號刷新過程輸出信號刷新過程為輸出處理過程。輸出處理過程將輸出映像寄存器的通/斷狀態(tài)向輸出鎖存寄存器傳送，成為PLC的實(shí)際輸出。PLC內(nèi)的外部輸出觸點(diǎn)對輸出元件的動(dòng)作有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，要一個(gè)延遲才能動(dòng)作。輸出信號刷新過程占用的時(shí)間為。和PLC所帶的輸出模塊的種類和點(diǎn)數(shù)的多少有關(guān)?？梢钥闯?/p>

28、，PLC的掃描周期T和上述各個(gè)過程的關(guān)系為：=+掃描周期T在控制過程中是一個(gè)比較重要的技術(shù)指標(biāo)。一般來說T越大表明掃描一次所需要的時(shí)間就越長，要求輸入信號的寬度就應(yīng)該越大，控制的周期就越長，控制的速度就要降低。圖3-3展示了S7-200系列PLC周期掃描方式的工作過程。圖3-3 S7-200系列PLC的工作過程循環(huán)掃描過程開始，首先進(jìn)行輸入刷新，把輸入模塊送到輸入映像區(qū)的信號讀到CPU，然后調(diào)用循環(huán)掃描程序OB1，掃描并執(zhí)行用戶程序，如把I0.0和I0.1的與賦給Q8.0，并把結(jié)果寫到輸出映像區(qū)。在輸出刷新時(shí)，把輸出映像區(qū)寫到輸出模塊。一次掃描結(jié)束后返回，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。3.2 SIEMENS

29、 SIMATIC S7-200 PLC概述3.2.1西門子公司PLC的發(fā)展史(1)西門子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡單操作接口的二進(jìn)制控制器。(2)1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器；(3)20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級-U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。(4)1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機(jī)型為：S7-200、300、400，分別對應(yīng)小型、中型、大型PLC。(5

30、)1996年，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7(過程控制系統(tǒng)7)的概念，將其優(yōu)勢的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業(yè)現(xiàn)場總線)、COROS(監(jiān)控系統(tǒng))、SINEC(西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò))及控調(diào)技術(shù)溶為一體。(6)現(xiàn)在，西門子公司又提出TIA(Totally Integrated Automation)概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。3.2.2 S7-200的系統(tǒng)組成S7-200系列PLC是SIEMENS公司推出的一種小型PLC，屬于整體式結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、擴(kuò)展性良好、指令功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉，所以成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想

31、控制器。S7-200PLC的系統(tǒng)組成主要為：(1)主機(jī)單元(2)編程器此外，用于系統(tǒng)擴(kuò)展的還有：(1)數(shù)字量擴(kuò)展單元模板(2)模擬量擴(kuò)展單元模板(3)通信模板(4)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(5)人機(jī)界面HMI等S7-200 PLC系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖3-4：圖3-4主機(jī)單元S7-200的主機(jī)單元集成一定數(shù)字I/O點(diǎn)的CPU共有兩個(gè)系列：CPU21X(CPU212、214、215、216，為S7-200的第一代產(chǎn)品)及CPU22X(CPU221、222、224、226、226XM)(主要介紹)。CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM本機(jī)DI/DO 6入/4出8入/6出14入/10

32、出24入/16出24入/16出擴(kuò)展后最大輸入/輸出無I/O擴(kuò)展能力2個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊數(shù)字40/38數(shù)字94/74數(shù)字128/120數(shù)字128/120模擬(8入/2出)或4出模擬(28入/7出)或14出模擬(28入/7出)或14出模擬(28入/7出)或14出存儲(chǔ)器6KB 6KB 13 KB 13 KB 26 KB 30kHz高速計(jì)數(shù)器4個(gè)4個(gè)6個(gè)6個(gè)6個(gè)20 kHz高速脈沖輸出2路2路2路2路2路PID控制器無有有有有RS-485通信/編程口1個(gè),/TD 1個(gè)1個(gè)2個(gè)2個(gè)PPI點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議有有有有有MPI多點(diǎn)協(xié)議有有有有有自由方式通信有有有有有其它適用于小型數(shù)字量控制是具有擴(kuò)展能力、

33、適應(yīng)性更廣泛的小型PLC是具有較強(qiáng)控制能力的小型PLC用于有較高要求的中小型控制系統(tǒng)用于較高要求的中小型控制系統(tǒng)數(shù)字量擴(kuò)展模板S7-200系列目前可以提供三大類共9種數(shù)字量輸入輸出擴(kuò)展模板：名稱型號I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)字量輸入(DI)擴(kuò)展模板EM221 8點(diǎn)DC輸入(光電耦合器隔離)數(shù)字量輸出(DO)擴(kuò)展模板EM222 8點(diǎn)24VDC輸出8點(diǎn)繼電器輸出數(shù)字量混合輸入/輸出(DI/DO)擴(kuò)展模板EM223 24VDC 4入/4出24VDC 4入/繼電器4出24VDC 8入/8出24VDC 8入/繼電器8出24VDC 16入/16出24VDC 16入/繼電器16出模擬量擴(kuò)展單元模板名稱型號I/O點(diǎn)數(shù)模擬量

34、輸入(AI)擴(kuò)展模板EM231 4路12位模擬量輸入模擬量輸出(AO)擴(kuò)展模板EM232 2路12位模擬量輸出模擬量混合輸入/輸出(AI/AO)擴(kuò)展模板EM235 4路模擬量輸入/1路模擬量輸出智能模板名稱型號功能通信處理器EM277是連接SIMATIC現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP從站的通信模板，可將S7-200CPU作為現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP從站接到網(wǎng)絡(luò)中。通信處理器CP243-2是S7-200的AS-i主站，通過連接AS-i可顯著地增加S7-200的數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。每個(gè)主站最多可連接31個(gè)AS-i從站。S7-200最多可同時(shí)處理2個(gè)CP243-2，每個(gè)CP243-2的AS-

35、i上最大有124DI/124DO此外還有一些其它特殊的功能模塊。所有這些模塊可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c(diǎn)到幾百點(diǎn)。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。3.3可編程控制器(PLC)的選型3.3.1PLC的選型的原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：(1)最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)

36、前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。(2)保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。(3)力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意

37、不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。(4)適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。3.3.2PLC的選型首先確定plc的輸入輸出點(diǎn)，整理后如下表MPC輸入點(diǎn)輸入地址輸出點(diǎn)輸出地址本地I0.0啟/?？刂芉0.0遠(yuǎn)程I0.1正向/反向Q0.1左車高速I0.2一次減速Q(mào)0.2左車低

38、速I0.3二次減速Q(mào)0.3右車低速I0.4急停Q0.4右車高速I0.5備用Q0.5急停I0.6 1#接觸器合控制Q0.6備用I0.7 2#接觸器合控制Q0.7備用I1.0 1#接觸器制動(dòng)Q1.0左車到頂I1.1 2#接觸器制動(dòng)Q1.1左車停車I1.2左車第一減速點(diǎn)I1.3左車第二減速點(diǎn)I1.4上超及松繩I1.5 EPC輸入點(diǎn)輸入地址輸出點(diǎn)輸出地址2#合接觸器I2.0 1#變頻器運(yùn)行Q2.0 2#變頻器故障I2.1 1#變頻器故障Q2.1 2#接觸器合制動(dòng)器I2.2 2#變頻器運(yùn)行Q2.2 2#變頻器運(yùn)行I2.3 2#變頻器故障Q2.3故障復(fù)位I2.4左車上行Q2.4備用I2.5右車上行Q2.5

39、左車上行I2.6 1#變頻器就緒Q2.6右車上行I2.7 2#變頻器就緒Q2.7 1#合接觸器I3.0備用Q3.0 1#變頻器故障I3.1備用Q3.1 1#接觸器合制動(dòng)器I3.2備用Q3.2 1#變頻器運(yùn)行I3.3備用Q3.3右車到頂I3.4左車到底Q3.4右車停車I3.5右車到底Q3.5右車第一減速點(diǎn)I3.6左車上密檢查Q3.6右車第二減速點(diǎn)I3.7右車上密檢查Q3.7由于本課題已經(jīng)確定用S7-200所以我們只要選擇CPU的型號和所加的擴(kuò)展模塊，由于本課題有27個(gè)輸入點(diǎn)和21個(gè)輸出點(diǎn)，所以根據(jù)保持15%的原則選擇CPU224其訂貨號為6ES7214-1BD21-0XB0有14個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)和1

40、0個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)。擴(kuò)展模塊選擇EM223其訂貨號為6ES7223-1PL21-0XA0有16個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)。4低壓電器的選型4.1旋轉(zhuǎn)編碼器的原理旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(幾十個(gè)到幾千個(gè)都有)，和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。編碼器以信號原理可分為增量脈沖編碼器和絕對脈沖編碼器。兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件。增量型編碼器與絕對型編碼器的區(qū)分工作原理：由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，

41、其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90度相位差(相對于一個(gè)周波為360度)，將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精

42、度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。分辨率-編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線。信號輸出：信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動(dòng)(對稱A,A-；B,B-；Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。信號連接-編碼器的脈沖信號一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī)，PLC和計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測速。A、B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測速。A、B、Z三相聯(lián)接

43、，用于帶參考位修正的位置測量。A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱負(fù)信號的連接，電流對于電纜貢獻(xiàn)的電磁場為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。本實(shí)驗(yàn)選擇西門子旋轉(zhuǎn)編碼器6FX2001-5FS24工作電壓：10-30V，功耗：250 mA，多圈；180 mA，單圈時(shí)鐘輸入：差分電纜接收器，根據(jù)EIA標(biāo)準(zhǔn)RS 485數(shù)據(jù)輸出：差分電纜驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)EIA標(biāo)準(zhǔn)RS 485數(shù)據(jù)傳輸速率：100 kHz-1 MHz最大機(jī)械轉(zhuǎn)速：12,000 rpm，單圈；10,000 rpm。4.2系統(tǒng)低壓電器的選型根據(jù)生產(chǎn)的需要，卷揚(yáng)機(jī)采用兩臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)。電機(jī)的型號：YTSZ355M1-8功率：160K

44、W額定電壓：380V額定電流：320A由于變頻器已經(jīng)選好了，一些配套的低壓電器可以在變頻器選型書上找到，如果變頻器選定，配套的低壓電器都已經(jīng)幫我們選好，這樣省去了很多事。根據(jù)書上推薦的電器型號，可以選出制動(dòng)單元：6SE7031-6ES87-2DA0額定功率為100KW制動(dòng)電阻：6SE7031-6ES87-2DC0電阻大小為4交流接觸器：3RT1076額定電流為610A交流進(jìn)線開關(guān)(斷路器)：3VF6211-1BM44-0AA0額定電流為600A進(jìn)線電抗：4EU3052-5RA00-0AA0額定電流為560A進(jìn)線快熔(熔斷器)：3NE1453-0額定電流560A出線電抗：4EU3052-5RA0

45、0-0AA0額定電流560A 5系統(tǒng)軟件開發(fā)5.1 Step7 Micro/WIN介紹Step7 Micro/WIN32編程軟件介紹5.1.1軟件功能Step7-micro/win32的基本功能是協(xié)助用戶完成開發(fā)應(yīng)用軟件的任務(wù),例如創(chuàng)建用戶程序,修改和編輯原有的用戶程序,編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能。同時(shí)它還有一些工具性的功能,例如用戶程序的文檔管理和加密等。此外,還可直接用軟件設(shè)置PLC的工作方式,參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。啟動(dòng)STEP-micro/win 32編程軟件,其主界面外觀中各部分功能(1)菜單條文件操作如新建,打開,關(guān)閉,保存文件,上裝和下載程序,文件的打印預(yù)覽,設(shè)置和操作等。程

46、序編輯的工具,如選擇,復(fù)制,剪切,粘貼程序塊或數(shù)據(jù)塊,同時(shí)提供查找,替換,插入,刪除和快速光標(biāo)定位等功能。(2)工具條工具條包括打開與關(guān)閉；包括引導(dǎo)條中所有的操作項(xiàng)目；選擇不同語言的編程器(包括LAD,STL,FBD三種)。PLC可建立與PLC聯(lián)機(jī)時(shí)的相關(guān)操作,如改變PLC的工作方式,在線編程,查看PLC的信息,清除程序和數(shù)據(jù),時(shí)鐘,存儲(chǔ)卡操作,程序比較,PLC類型選擇及通信設(shè)置等。在此還提供離線編譯的功能。(3)引導(dǎo)條該條可用視圖菜單中的引導(dǎo)條選項(xiàng)來選擇是否打開。它為編程提供按鈕控制的快速窗口切換功能,包括程序塊,符號表,狀態(tài)圖表,數(shù)據(jù)塊,系統(tǒng)塊,交叉索引和通信。(4)指令樹可用視圖菜單中指

47、令樹的選項(xiàng)來選擇是否打開,并提供編程時(shí)用到的所有快捷操作命令和PLC指令。(5)交叉索引它提供3個(gè)方面的索引信息,即交叉索引信息,字節(jié)使用情況信息和位使用狀況信息。使編程所用的PLC資源一目了然。(6)數(shù)據(jù)塊該窗口可以設(shè)置和修改變量存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)各種類型存儲(chǔ)區(qū)的一個(gè)或多個(gè)變量值,并加注必要的注釋說明。(7)狀態(tài)圖表該圖表可以在聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)監(jiān)視各變量的值和狀態(tài)。(8)符號表實(shí)際編程時(shí)為了增加程序的可讀性,常用帶有實(shí)際含義的符號作為編程元件的代號,而不是使用元件在主機(jī)中的直接地址。(9)輸出窗口該窗口用來顯示程序編譯的結(jié)果信息,如各程序塊及各塊的大小,編譯結(jié)果有無錯(cuò)誤,錯(cuò)誤編碼和位置等。(10)狀態(tài)條狀態(tài)

48、條也稱為任務(wù)欄,與一般的任務(wù)欄功能相同。(11)編輯器該編輯器可用梯形圖,語句表或功能圖表編輯器編寫用戶程序,或在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下從PLC上裝用戶程序進(jìn)行讀程序或修改程序。(12)局部變量表每個(gè)程序塊都對應(yīng)一個(gè)局部變量表,在帶參數(shù)的子程序調(diào)用中,參數(shù)的傳遞就是通過局部變量表進(jìn)行的。5.1.2編程(1)程序文件操作：1)新建建立一個(gè)程序文件,可用文件菜單中的新建命令,在主窗口將顯示新建的程序文件主程序區(qū)；也可用工具條中的按鈕來完成。系統(tǒng)默認(rèn)初始設(shè)置如下：新建的程序文件以項(xiàng)目1(CPU221)命名,括號內(nèi)為系統(tǒng)默認(rèn)PLC的型號。項(xiàng)目包括7個(gè)相關(guān)的塊。其中程序塊中有1個(gè)主程序,1個(gè)子程序SBR-0和1個(gè)中

49、斷程序INT-0。用戶可以根據(jù)實(shí)際編程需要做以下工作：首先要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況選擇PLC型號。右擊項(xiàng)目1(CPU221)圖標(biāo),在彈出的按鈕中單擊類型,或用PLC菜單中的類型命令。然后在彈出的對話框中選擇所用的PLC型號。其次程序更名，項(xiàng)目文件更名；如果新建了一個(gè)程序文件,可用文件菜單中另存為命令,然后在彈出的對話框中鍵入希望的名稱。2)打開已有文件打開一個(gè)磁盤中已有的程序文件,可用文件菜單中打開命令,在彈出的對話框中選擇打開的程序文件,也可用工具條的按鈕來完成。3)上裝在已經(jīng)與PLC建立通信的前提下,如果要上裝PLC存儲(chǔ)器中的程序文件,可用文件菜單中上裝命令,也可用工具條中的按鈕來完成。(2)編

50、輯程序編輯和修改控制程序是程序員利用Step7-micro/win32編程軟件要做的最基本的工作,本軟件有較強(qiáng)的編輯功能,本節(jié)只以梯形圖編輯器為例介紹一些基本編輯操作。下面介紹程序的編輯過程和各種操作。1)輸入編程元件梯形圖的編程元件(編程元素)主要有線圈,觸點(diǎn),指令盒,標(biāo)號及連接線?？梢杂弥噶顦浯翱谥械闹卫硭械囊幌盗兄噶畎殿悇e分別編排在不同子目錄中,找到要輸入的指令并雙擊。也可以用指令工具條上的一組編程按鈕,單擊觸點(diǎn),線圈和指令盒按鈕,從彈出的窗口中下拉菜單所列的指令中選擇要輸入的指令單擊即可。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,如果只有編程元件的串連,輸入和輸出都無分叉,則視為順序輸入。方法非常簡單,只需從網(wǎng)

51、絡(luò)的開始依次輸入各編程軟件即可,每輸入一個(gè)元件,光標(biāo)自動(dòng)向后移動(dòng)到下一列。2)復(fù)雜結(jié)構(gòu)上行線右行線輸入線圈插入網(wǎng)絡(luò)下行線左行線輸入輸入刪除觸點(diǎn)指令盒網(wǎng)絡(luò)用指令工具條中的編程按鈕,可編輯復(fù)雜結(jié)構(gòu)的梯形圖,本例中的實(shí)現(xiàn)。方法是單擊圖中第一行下方的編程區(qū)域,則在本行下一行的開始處顯示光標(biāo),然后輸入觸點(diǎn),生成新的一行。輸入完成后出現(xiàn)所示界面,將,光標(biāo)移到該元件,單擊按鈕即可。如果要在一行的某個(gè)元件后向下分支,可將光標(biāo)移到該元件,單擊按鈕。然后便可在生成的分支順序輸入元件。新生成行向上合并。3)插入和刪除編程中經(jīng)常用到插入和刪除一行,一列,一個(gè)網(wǎng)絡(luò),一個(gè)子程序或中斷程序等。方法有兩種：在編程區(qū)右擊要進(jìn)行

52、操作的位置,彈出下拉菜單,選擇插入或刪除選項(xiàng),再彈出子菜單,單擊要插入或刪除的項(xiàng),然后進(jìn)行編輯。也可用編輯菜單中的命令進(jìn)行上述相同的操作。4)塊操作利用塊操作對程序大面積刪除,移動(dòng),復(fù)制操作十分方便。塊操作包括塊選擇,塊剪切,塊刪除,塊復(fù)制和塊粘貼。這些操作十分簡單,與一般字處理軟件中的相應(yīng)操作方法完全相同。5)符號表使用符號表,可將直接地址編號用具有實(shí)際意義的符號代替,有利于程序結(jié)構(gòu)清晰易讀。具體使用可參考幫助中相關(guān)內(nèi)容。6)局部變量表打開局部變量表的方法是,將光標(biāo)移到編輯器的程序編輯區(qū)的上邊緣,拖動(dòng)上邊緣,向下,則自動(dòng)顯露出局部變量表,此時(shí)即可設(shè)置局部變量。7)注釋梯形圖編程器中的網(wǎng)絡(luò)n標(biāo)

53、志每個(gè)梯級,同時(shí)又是標(biāo)題欄,可在此為本梯級加標(biāo)題或必要的注釋說明,使程序清晰易讀。方法：雙擊網(wǎng)絡(luò)n區(qū)域,彈出對話框,此時(shí)可以在題目文本框中鍵入標(biāo)題,在注釋文本框鍵入注釋。8)編程語言轉(zhuǎn)換軟件可實(shí)現(xiàn)三種編程語言(編輯器)之間的任意切換。選擇視圖菜單,然后單STL,LAD或FBD便可進(jìn)入對應(yīng)的編程環(huán)境。使用最多的是STL和LAD之間的相互切換,STL的編程可以按或不按網(wǎng)絡(luò)塊的結(jié)構(gòu)順序編程,但STL只有在嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)塊的結(jié)構(gòu)順序編程,但STL只有在嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)塊編程的格式下才可切換到LAD,不然無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。9)編譯程序編輯完成,可用PLC菜單中編譯命令進(jìn)行離線編譯。編譯結(jié)束,在輸出窗口顯示編譯結(jié)果信息。10)下載如果編譯無誤,便可單擊下載按鈕,把用戶程序下載到PLC中。(3)調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控選擇單次或多次掃描來監(jiān)視用戶程序,可以指定主機(jī)以有限的掃描次數(shù)執(zhí)行用戶程序。通過選擇主機(jī)掃描次數(shù),當(dāng)過程變量改變時(shí),可以監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行。多次掃描將PLC置于STOP模式使用調(diào)試(Debug)菜單中的多次掃描(Multiple Scans)命令,來指定執(zhí)行的掃描次數(shù),然后單擊確認(rèn)(OK)按鈕進(jìn)行監(jiān)視。初次掃描將PLC置于STOP模式,使用