锅炉车间输煤机组控制的设计方案.docx

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1、锅炉车间输煤机组控制的设计方案1.1 锅炉系统概述锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备，它所 产生的高压蒸汽，既可作为风机、压缩机、大型泵类的驱动的动力源，又可作为蒸 馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大、生产设 备的不断革新，作为动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高效率发展。为了确保安 全、稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得更加重要。输煤系统是整个系统的第一关。燃料是工厂安全经济生产，全面完成任务的物 质基础，没有了燃料，一切将无从谈起。燃料费用占成本的75%左右，这就奠定了输煤系统是工厂经营管理的重要组成部分，也是安全生产管理的主要环节。

2、随着能 源供需矛盾的发展变化，输煤系统的地位显得更加重要。1.2 锅炉输煤研究意义所谓锅炉输煤系统，是指从送煤开始，一直到将合格的煤块送到原煤仓的整个 工艺过程，它包括以下几个主要环节：给煤生产线、选煤、皮带运输系统 2 、破碎 与提升、回收系统以及一些辅助生产环节。本设计中主要研究的是其中的输煤系统 部分，即煤块从给煤机传输到原煤仓的过程。传统的输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统。由于 输煤系统现场环境十分恶劣，不仅极大损害了工人的身体健康，而且由于输煤系统 范围大，经常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等麻烦，大大降低了发电厂的 生产效率。随着发电厂规模的扩大，对煤量

3、的需求大大提高，传统的输煤系统已无 法满足发电厂的需要。随着生产过程的控制规模不断增大，运行参数越来越高，生产设备及其相应的 热力设备和系统更加复杂。输煤系统是热力系统的重要组成部分，是锅炉车间燃料 供应的有力保证。输煤机组工作效率的提高是整个工艺过程的关键因素，而整个输 煤过程往往采用远程控制，这就对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方 法不能得到满意的测控效果。因此，在输煤系统中往往选择比较有优势的PLC（可编程控制器）控制系统，使整个控制过程具有正常运行、事故处理、参数监测、故障报警、装置调控、危险保护等功能。由于 PLC控制器优越的控制性能和高度可靠 性,使得其在工业自动化生产领

4、域的应用越来越广泛3 。通过对 PLC的应用，对锅炉的配煤系统进行了设计，对原有的传统手动配煤方式进行了优化和改进。本课题的 主要目标是改变以往配煤系统的传统手动配煤方式，提高运行人员工作效率，从煤 源上进行筛选比控制，解决锅炉的配煤问题，提高锅炉的燃煤效率和经济效益。通 过利用 PLC实现锅炉输煤机组的自动控制 4 ，可以提升输煤技术的自动化水平，尽 可能的降低煤损耗，提高煤的利用率，从而提高生产效益。 .第二章 系统方案设计2.1 设计内容及目标本项目要求输煤机组主要由 6 台三相异步电动机 M1 M6和一台磁选料器 YA组 成，最终实现对锅炉的输煤机组的运行控制 , 具备开车、停车的自动

5、和手动控制功 能，需具备提醒、保护和紧急停车功能。此外要对供煤机组的运动过程实时监控， 在突发故障或意外情况是给予显示以便操作人员对系统故障能够及时排除，此次设 计基于以上控制目的。此外在操作台还将有一台触摸屏来监控电控系统运行的各个 过程参数。输煤机组控制系统示意图如图 2-1 所示。输煤方向M6(3kW)图 2-1 输煤机组控制系统示意图锅炉车间输煤机组控制设计是根据工业锅炉供煤工艺 5 要求进行设计的，其在 工业生产中的主要任务是：能够对电机进行启停，手/ 自动，紧急停车等基本控制要求； 能够对对电控系统的各个运行环节进行监控； 能够对突发故障进行报警显示。2.2 设计要求针对以上设计目

6、标，为了保证输煤系统的正常、可靠运行，该系统应满足以下 具体要求：1）供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对各设备进行联锁控制；（ 2 ）各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔（延时）启动，停车延时统一设定为 10s 。启动延时是为保证无煤堆积以发生故障；停车延时是为保证停 车时破碎机等为空载状态；（ 3 ）运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即发出报警并自动停车，其 整个输煤设备也立即停车 , 此外在现场也有控制系统装置运行的按钮；（ 4 ）系统运行后要有必要的保护，以防发生危险时事态进一步扩大，例如加 入必要过载保护，紧急停车等。2.3 设计方案本控制系统是基于 PLC控

7、制的设计，并且输煤系统的故障判断是建立在实时监 控的基础上的。首先它的硬件部分属于电气控制，软件部分是利用PLC的软件编程对其进行控制 6 ，同时利用组态软件建立上位机监测画面，通过与PLC 的通信对运行系统进行实时监测和控制。系统总体设计框图如图 2-2 所示。图 2-2 系统设计总体框图2.3.1 设计信号说明输煤机组的拖动系统由 6 台三相异步电动机 M1M6和一台磁选料器 YA 组成。 SA1为手动 /自动转换开关， SB1和 SB2为自动开车 /停车按钮， SB3为事故紧急停车 按钮， SB4 SB9为 6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车 /停车时讯响器，提示在输煤机组附近

8、的工作人员，输煤机准备起动请注意安全。 HL1 为手动运行指 示， HL2 为紧急停车指示， HL3 为系统运行状态指示。为保证输煤机组输煤顺畅， 开车采用逆煤流方向启动，停车时按顺煤流方向停车。输煤机组的控制信号说明见 表 2-1 。表 2-1 输煤机组控制信号说明输入输出文字 符号说明文字 符号说明SA1-1输煤机组手动控制开关KM1给料器和磁选料器接触器SA1-2输煤机组自动控制开关KM21#送煤机接触器SB1输煤机组自动开车按钮KM3破碎机接触器SB2输煤机组自动停车按钮KM4提升机接触器SB3输煤机组紧急停车按钮KM52#送煤机接触器SB4给料器和磁选料器手动按钮KM6回收机接触器S

9、B5送煤机 P1 手动按钮HL1手动运行指示灯SB6破碎机手动按钮HL2紧急停车指示灯SB7提升机手动按钮HL3系统运行状态指示灯SB8送煤机 P2 手动按钮HA报警电铃SB9回收机手动按钮FRM1M6，YA过载保护信号2.3.2 输煤机组运行过程1. 手动开车 / 停车功能SA1手柄指向左 45o 时，接点 SA1-1 接通，通过 SB4SB9 控制按钮，对输煤机 组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车 / 停车时都有音响提示，保证 检修和调试时人身和设备安全。2. 自动开车 / 停车功能SA1 手柄指向右 45o 时，接点 SA1-2 接通，输煤机组自动运行。(1) 正常开车 按下

10、自动开车按钮 SB1，音响提示 5s 后回收电动机 M6 起动运 行； 10s 后送煤机 P2 电动机 M5电动机起动运行； 10s 后提升电动机 M4起动运行； 10s 后破碎电动机 M3起动运行； 10s 后送煤机 P1 电动机 M2起动运行； 10s 后给料 器电动机 M1和磁选料器 YA起动运行并； 10s 后，点亮 HL3 系统运行状态指示灯， 输煤机组正常运行。(2) 正常停车 按下自动开车按钮 SB2，音响提示 5s 后给料器电动机 M1和磁 选料器 YA停车，同时，熄灭 HL3 系统运行状态指示灯； 10s 后送煤机 P2 电动机 M2 停车； 10s 后破碎电动机 M3停车；

11、 10s 后提升电动机 M4停车； 10s 后送煤机 P1 电 动机 M5电动机停车； 10s 后，回收电动机 M6停车；至此输煤机组全部正常停车。(3) 过载保护 输煤机组有三相异步电动机M1 M6和磁选料器 YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停 车并发出报警指示， HA电铃断续报警 20s ，到事故处理完毕，继续正常开车，恢复 生产。(4) 紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设 置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下 紧急停车按钮 SB3 时，输煤机组立即全线停车， HA警报声持

12、续 10s 停止，紧急停车 指示灯 HL2 连续闪亮 10s，直到事故处理完毕，恢复正常生产。(5) 系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机 M1M6 和磁选料器 YA按照 程序全部正常起动运行后， HL3 指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常 起动运行，则视为故障，输煤机组停车。2.3.3 程序流程图软件部分即程序的设计，程序设计要根据 I/O 地址的分配和要实现的功能结合 硬件电气的连接进行编程，来实现设计系统要完成的功能，PLC 进入运行状态后，首先进行手动 / 自动的选择，所以程序的主流程图如图 2-3 所示。开始图 2-3 控制程序主流程图当系统以手动方式运行时，是单个设备

13、点动控制，较为简单，这里不再做程序流程图。当系统以自动方式运行时， PLC运行的程序流程图如图 2-4 所示YNM4 启动YNYNNNN正常输煤故障结束送煤电机M2 启动送煤电机M5 启动破碎电机M3 启动NY 给料电机M1 启动Y 回M收6 电启机动Y 给料电机M1启动开始按下自动开 车按钮图 2-4 输煤机组程序设计流程图2.3.4 上位机监控监控部分是利用组态软件建立监控画面，通过建立通道连接、动画连接和控制 策略实现 PLC 与上位的行通信后的运行动画，对输煤系统的运行状态进行实时监控 和故障报警 7 。第三章 下位机设计3.1 硬件电路设计3.1.1 系统控制主电路图设计按照设计方案

14、，给料器 M1、 P1送煤机 M2、破碎机 M3、提升机 M4、P2 送煤机 M5和回收电动机 M6由 6 台三相异步电动机拖动。磁选料器YA由两相电源提供。负载 M2-M6由接触器 KM2-KM6控制，给料器 M1和磁选料器 YA 共同由 KM1控制。由于 破碎机 M3功率为 13KW和 2#送煤机 M5功率为 75KW都比 7.5KW 大，在实际使用中要 采用星三角降压启动。 其余负载均采用直接启动方式， 本设计考虑实验室 PLC I/O口数限制，只做直接启动。主电路图见图 3-1电源回收机送煤机P1提升 机破碎 机送煤机P2给料器及 磁选料器（1） 主回路中交流接触器 KM1、KM2、

15、KM3、KM4、KM5、KM6分别控制三相异步 电动机 M1给料电动机， M2 送煤电动机， M3破碎电动机， M4 提升电动机， M5送煤 电动机， M6回收电动机。（ 2） 热继电器 FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6 的作用是对电动机 M1、M2、M3、 M4、 M5、 M6实现过载保护。3） 熔断器 FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6 分别实现各负载回路的短路保护。3.1.2 电器元件的选择设计该控制系统室考虑实验室调试方便，使用了最简的点数，输入点数有： 2 个输入开关分别控制手动 / 自动控制， 9 个输入按钮分别为 SB1 和 SB2 为自动开车 / 停车

16、按钮， SB3 为事故紧急停车按钮， SB4 SB9分为 6 个电动机控制按钮。 输出 点数有： 6 个输出接触器 KM1、KM2、KM3、KM4、 KM5、KM6分别控制三相异步电动机 M1给料电动机， M2送煤电动机， M3破碎电动机， M4提升电动机， 3 个输出指示灯 其中 HL1 手动运行指示灯、 HL2 为紧急停车指示灯、 HL3 为系统运行状态指示灯和 1 个输出 HA电铃。继电 - 接触器系统虽然有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械 触点，使得设备连线复杂，且触电在开闭是易受电弧的危害，寿命短，系统可靠性 差；所以如果采用继电 - 接触器控制方式，控制电路将会很复杂，而且可靠

17、性难以 保证。本文按照本课题的控制要求，控制过程主要采用逻辑和顺序控制， PLC 恰能 满足此控制要求。所以用 PLC 进行控制，不仅能满足控制要求、控制方便简单，而 且具有较高的可靠性。因此，本设计应采用PLC进行控制。（1）本设计采用西门子 S7-200PLC, 使用 CPU224模块，其输入 / 输出接口 （I/O ） 数量分别为输入端口 14 个，输出端口 10 个，刚好可以满足本设计的 I/O 使用需求。（2）为保证负载安全可靠的供电，所以采用输出形式为继电器。3.1.3 I/O 地址分配I/O 信号在 PLC 接线图端子的地址分配是进行 PC控制系统设计的基础。 对软件 设计来说，

18、 分配 I/O 点地址以后才可以进行编程； 对控制柜和 PLC 的外围接线来说， 只有 I/O 点地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据接线 图和安装图安装控制柜。由上硬件系统的选择可知控制系统使用一个CPU224即可。CPU224基本单元的 I/O 地址如下：I0.0 I0.1 、IO.2 、I0.3 、I0.4 、I0.5 、I0.6 、I0.7 、I1.0 、I1.1 、 I1.2 、 I1.3 、I1.4 、 I1.5 ；Q0.0 、 Q0.1 、 Q0.2 、 Q0.3 、 Q0.4 、 Q0.5 、 Q0.6 、 Q0.7 、 Q1.0 、 Q1.1PLC 输入

19、输出接口地址分配表见表3-1 。表 3-1 PLC 输入输出接口地址分配表输输煤机组手动控制开关 SA1-1I0.0入信号101 B S 按202 B S 按303 B S 按40B4S505 B S 机 煤 送606BS707BS08 B S 机 煤 送119BS21R F 号 信 护 保 载 过 A ,Y 6 M - 1 M31输出信号1MK00Q2 M K 机 煤 送10Q3MK20Q4MK30Q5 M K 机 煤 送40Q6 M K 收50Q1 H 灯 示 指60Q2 H 灯 示 指70Q3 H 灯 示 指01QA H 铃 电 警 报11Q3.1.4 PLC 控制电路接线图根据上述硬件

20、选型及工艺要求，绘制 PLC控制电路接线图，如图 2-3 。在接线 过程中要注意，在实验室的试验箱中输入公共端1M/2M 要求连接 24VDC电源的的正极“ L+”处，此时输入端是低电平有效；输出公共端的1L/2L/3L 要求连接 24VDC电源的负极“ M”处，此时输出端输出的是高电平有效。1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.63LQ0.7Q1.0Q1.1FRFRKM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 HL1 HL2 HL3 HFRCPU224I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.72MI1.0I1.1I1.2I1.31MSA1-1

21、SA1-2 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6SB7 SB8 SB9 FR图 3-2 I/O 接线图3.2 软件设计本设计选用西门子公司的 S7-200PLC 刚好可以满足设计要求，程序是设计使用 西门子公司的 V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP3 编程软件。此软件具有汉化的语言，使 用起来十分方便。该软件功能强大，界面友好，并有方便的联机帮助功能。可以使 用此软件开发 PLC 应用程序，同时也可以实时监控用户程序的执行状态。西门子 S7-200 PLC 的编程语言有三种 8 ，分别是：梯形图（ LAD）和功能块图（ FBD）是一 种图形语言，语句表（ STL）是一种

22、类似于汇编语言的文本型语言。三种语言之间 可以相互转化，本设计采用梯形图编程。3.2.1 顺序功能图输煤机组的控制过程分为自动和手动控制方式。在自动控制模式下，要求各负 载从 M6到 M1逆序自动启动，并能从 M1到 M6 顺序自动停止。同时，该输煤机组还 能在手动控制模式下进行点动，以便调试和维修。而且，该系统还能实现过载保护、 紧急停车和故障提醒功能， 并有相应的指示报警功能。 根据此要求， 本设计采用 SCR 指令编写梯形图程序 9 。输煤机组的整个运行过程可以用顺序功能图来描述。锅炉车间输煤机组控制系 统的顺序功能图如图 3-3 所示，该顺序功能图非常直观，清楚地面描述了锅炉车间 输煤

23、机组自动工作的过程。图 3-3 输煤机组自动控制顺序功能图3.2.2 程序设计完成以上 内容紧接 着即可对控 制系统的 运 行过程进行 相应的 梯形图设计V4.0 STEP 7 Micro/WIN 编程软件的界面如图 3-4 所示。下面介绍编程的具体步骤图 3-4 V4.0 STEP 7 Micro/WIN编程软件主界面1. 新建项目编写 PLC 程序，首先创建一个项目文件，单击菜单“文件”中的“新建”项或 工具条中的“新建”按钮，在主窗口将显示新建的项目文件主程序区。图 3-5 所示 为一个新建程序文件的指令树， 系统默认设置如下：新建项目文件以“项目 1”命名，其下“ CPU2 21 RE

24、L02.01 ”是系统默认的 PLC的 CPU型号。一个项目文件包含九个相关的块。其中程序块 中包含一个主程序（ OB1）、一个可选的子程序 SBR 0 和一个中断程序 INT 0。一般小型开关量控制系统只要主程序，系统规 模较大，功能复杂时，除子程序外，可能 还有子程序、 中断程序和数设计因采用了手/ 自动选择，故使用子程序。2. 确定 PLC的 CPU型号右击项目 1 下的“ CPU 221 REL02.01 ”图标， 在弹出的菜单中单击“类型”，或者直接双击在对图 3-5 新建程序结构话框中选择所用 PLC 型号“ CPU 224 CN”3. 编写程序使用 V4.0 STEP 7 Mic

25、ro/WIN 编程软件编辑和修改程序是本设计的主要内容之 一，设计只采用了梯形图编程，其语句表和功能图可以相互转化。下面介绍本设计 中梯形图程序的编辑过程。（一）输入编程元件 梯形图的编程元件（编程元素）主要有线圈、触点、指令盒、标号及连接线。输入方法有两种：（1）用指令窗口中所列的一系列指令，把光标放在需要放置的位置，双击要 输入的指令，就可以在举行光标处放置一个编程软件，如图 3-7 所示的“位逻辑” 指令。（ 2）用工具条上的一组编程按钮，如图3-6 所示。单击触点、线圈、或指令盒按钮，从弹出的窗口下拉菜单所列出的指令中选择要输入的指令，单击即可。图 3-6 编程按钮二）编写自动选择程序

26、使用上述方法编写主要程序，程序的开始段如图3-7 所示。图 3-7 选择自动运行程序启动过程中的梯形图如图 3-8 所示。其中的 I1.3 和 I0.4 分别是过载保护和紧急停车按钮PLC以这种方法，结合左侧的指令树和程序要完成的功能，按照顺序控制的方式对 每个网络进行编辑。因为本设计使用子程序的调用，所以在主程序编辑完成后，要 转入子程序 SBR0 编写子程序，如图 3-9 所示。所有程序完成后最终做一个完整 梯形图程序。选择“文件”中“另存为”将程序保存为“锅炉车间输没机组控制 程序”，编程完成。图 3-9 子程序编辑三）插入和删除在编辑过程中经常遇到网络用完和需要删除一行、一列、一个网络

27、的情况，可以在编辑区右击要进行操作的位置，弹出下拉菜单，单击要插入和删除是项，然后进行编辑。如图图 3-10 插入和删除（四）注释梯形图编辑过程中的“网络n”表示每个网络或梯级，同时又是标题栏，可以再在此为每个网络加标题或必要的说明，使程序清晰易读。用光标点击如图 3-9 所 示的“子程序注释”，此时即可在文本框中键入相关标题和注释。（五）编译用户程序程序编辑完成，可用菜单“ PLC”中的“编译”项或通过如图3-11 所示的编译按钮进行离线编译。编译全部 下载 STOP编译上载图 3-11编译和下载按钮RUN程序状态监控编译完成后在输出窗口显示程序中的语法错误数量、各种错误的原因和错误在 程序

28、中的位置，如图 3-12 所示。双击输出窗口中的某一条错误，程序编译器中矩 形光标会移到程序中该错误所在的位置。必须改正程序中的所有错误，编译成功后 才能下载程序。图 3-12 编译输出窗口（六）程序的下载在计算机与 PLC 建立起通信连接且用户程序编译成功后，就可以将程序下载到PLC 中去。下载之前， PLC 应处于 STOP方式。单击图 3-12 所示的工具条中“ STOP” 按钮，或选择 PLC菜单命令中的“停止”项，可进入STOP方式。下载时单击图 3-12中的“下载”按钮，可进行程序的下载，下载完成后需要运行，点击“RUN”按钮或选择 PLC菜单命令中的“运行”项即可进入运行状态。第

29、四章 上位机界面设计4.1 组态软件简介组态的概念是伴随着集散型控制系统 (Distributed Control System 简称 DCS) 的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。组态的概念最早来自英 文 Configuration ，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达 到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的。监控 组态软件是面向监控与数据采集( Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。监控 组态软件最早出现时 ,

30、 主要解决人机图形界面问题。随着它的快速发展，实时数据 库、实时控制、通讯及联网、开放数据接口、对 I/O 设备的广泛支持已经成为它的 主要内容。组态王是北京亚控公司开发的一款工业组态软件，是中国最早的一款组态工 具，在中国使用的监控软件中，组态王拥有国内最多的用户，也是目前国内的所有 国产组态软件中最成熟的一款。组态王有着强大的硬件设备支持功能，几乎目前国 内所有的 PLC 设备都能支持。它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一 体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化 管理。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提 高工厂的生

31、产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从 单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的 开发。基于以上优点，因此我这次设计中的上位机的操作界面就使用组态王 6.53 来做。4.2 上位机监控画面的设计组态王对于初学者来说并不难入门，继续深入并不那么容易。组态的一般过程 大致分为五个步骤：分别是创建新的工程，定义硬件设备并添加工程变量，制作画 面并定义动画连接，编写命令语言，运行系统配置并运行，后面几步是交替进行并 不是按顺序进行的。下面详细介绍本次设计的过程 10 。4.2.1 新建工程在组态王中，我们所建立的每一个组态称为一个工程。每个工程反

32、映到操作系 统中是一个包括多个文件的文件夹。工程的建立则通过工程管理器。组态王工程管理器是用来建立新工程，对添加到工程管理器的工程做统一的管 理。工程管理器的主要功能包括：新建、删除工程，对工程重命名，搜索组态王工 程，修改工程属性，工程备份、恢复，数据词典的导入导出，切换到组态王开发或 运行环境等。正确安装好“组态王 6.53 ”以后，通过以下方式启动工程管理器：点击“开始”“程序”“组态王 6.53 ”“组态王 6.53 ”（或直 接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理器窗口如图 4-1 所示。图 4-1 组态王工程管理器新建：单击工程管理器中的“新建”按钮，弹出新建工程向导之一

33、“欢迎使用 本向导”，如图 4-2 所示。图 4-2 新建工程向导4-3图 4-2 选择工程路径点击“浏览”按钮选择新建工程所要存放的路径，如图 4-3 所示图 4-3 添加工程路径点击“下一步”弹出新建工程向导之二“选择工程所在路径”，画面如图 所示。点击“打开”，选择路径完成，点击“下一步”进入新建工程向导之三“工程 名称和描述”，如图 4-4 所示，在“工程名称”处写上给工程起的名字“锅炉输煤 机组”。“工程描述”为“车间锅炉输煤机组监控中心”，是对工程进行详说明（注 释作用）。图 4-4 工程名称和描述点击“完成”，会出现“是否将新建工程设为当前工程”的提示，点击“是”，生成如图 4-

34、5 所示的画面， 组态王当前工程的意义是指直接进行开发或运行的工程图 4-5 新建的工程点击“开发”或直接双击当前工程就进入组态王的工程浏览器，如图 4-6 所示 工程浏览器是一个工程开发设计工具，由菜单栏、工具条、工程目录显示区、目录 内容显示区、状态条组成。用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、 命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。图 4-6 工程浏览器4.2.2 通道连接在图 4-6 的工程浏览器中单击“设备”，双击右面窗口的“新建”图标，弹出 图 4-7 所示的设备配置向导“生产厂家、设备名称、通信方式”对话框。图 4-7 设备配置向导选择“ PLC”“西门子”P

35、PI ”，如图 4-8 所示S7-200 系列”图 4-8 设备配置点击“下一步”，弹出设备配置向导“逻辑名称”对话框，给要安装的设备指定唯一的逻辑名称“ plc ”，如图 4-9 所示图 4-9 指定逻辑名称点击“下一步”，弹出设备配置向导“选择串口号”对话框，选择与设备所连 接的串口“ COM1”，如图 4-10 所示图 4-10 选择串口号2”，图 4-11 设置设备地址点击“下一步”，弹出“设备地址设置指南”对话框，选择设备地址为“ 如图 4-11 所示。如果对此不明白，可以点击“地址帮助”按钮，获得设备地址帮 助信息。点击“下一步”，弹出“通信参数”对话框，在此对话框中可以设置“尝试

36、恢复间隔”和“最长恢复时间”参数，如图 4-12 所示。图 4-12 通信参数设置通信参数使用默认值，直接点击“下一步”，弹出设备安装向导“信息总结” 对话框，如图 4-13 所示。校对信息无误后直接点击“完成”，至此，设备建立完 成。图 4-13 信息总结plc ”。双击 COM1口， PLC 通信，所以必须对包括： 波特率、设备定义完成后，可以在 COM1 项下看到新建的设备“ 弹出串口通讯参数设置对话框，如图 4-14 所示，因为要与 串口通讯参数进行设置且设置项要与实际设备中的设置项完全一致 数据位、停止位、奇偶校验选项的设置），否则会导致通讯失败。图 4-14 设置串口4.2.3 定

37、义设备变量在组态王工程浏览器中提供了“数据库”项供用户定义设备变量 11 。数据库 是“组态王软件”最核心的部分。在组态王运行时，工业现场的生产状况要以动画 的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有 这一切都是以实时数据库为核心，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。数据库中变量的集合形象地称为“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使 用的数据变量的详细信息。数据词典中存放的是应用工程中定义的变量以及系统变 量。变量可以分为基本类型和特殊类型两大类，基本类型的变量又分为内存变量和 I/O 变量两种。基本类型的变量也可以按照数据类型分为离散型、实型、整型和字 符

38、串型。下面开始进行本设计的变量定义，首先在工程浏览器树型目录中选择“数据词 典”，在右侧双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，在对话框 中添加：变量名：手动开关变量类型： I/O 离散连接设备： plc寄存器： M10.0数据类型： bit采集频率： 1000 毫秒读写属性：读写其他默认如图 4-15 所示。设置完成后单击“确定”，即完成一个变量的定义图 4-15 变量定义由于变量的定义要根据监控画面的需要，同时要结合动画连接需要，它们之间 不是按顺序进行，而是交替进行的。根据设计需要，继续添加不同变量，本设计的 完整的变量如图 4-16 所示。图 4-16 建立的变量4.2.4 画面设计

39、1建立画面在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项，在右侧视图中 双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，如图 3-17 所示, 新建画面名称为“锅炉 输煤机组监控中心”，画面属性设置使用默认。图 4-17 新建画面点击“确定”组态王软件将按照指定的属性产生出一幅名为“锅炉输煤机组监 控中心”的画面。2. 使用工具箱 接下来在此画面中绘制各种图素。绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时，工具箱自动显示。工具箱中的每个工具按钮都有“浮动提示”， 帮助了解工具的用途。如果工具箱没有出现，选择“工具”菜单中的“显示工具箱” 或按 F10 键将其打开，工具箱中各种基本工具的

40、使用方法和 Windows 中的“画笔” 很类似，如图 4-18 所示：图 4-18 工具箱在工具箱中单击文本工具，在画面上输入文字“锅炉输煤机组监控画面”，如 果要改变文本的字体，颜色和字号，先选中文本对象，然后在工具箱内选择字体工 具。在弹出的“字体”对话框中修改文本属性。3. 使用调色板选择“工具”菜单中的“显示调色板”，或在工具箱中选择按钮，弹出调色板 画面（注意，再次单击就会关闭调色板画面），如图 4-19 所示。图 4-19 调色板选中文本，在调色板上按下“对象选择按钮区”中“字符色”按钮（即图 4-19 所示），然后在“选色区”选择某种颜色，则该文本就变为相应的颜色。4. 使用图

41、库管理器选择“图库”菜单中“打开图库”命令或按 F2 键打开图库管理器，如图 4-20 所示。 在图库管理器左侧图库名称列表中选择图库名称，选中所需图素后双击鼠标，图库管理器自动关闭，在工程画面上鼠标位置出现一“|_ ”标志， 在画面上单击鼠标，该图素就被放置在画面上并拖动边框到适当的位置，改变其至适当的大小并 利用工具标注此图素在工程中的名称。图 4-20 图库管理器重复上述的操作，在图库管理器中选择不同的图素，过程中根据需要可以自己 画一些自己想要的图素，例如画面中的“煤块”就是利用“多边形”工具画的，就 这样建立一个完整的监控画面如图 4-21 所示。图 4-21 监控画面4.2.5 建

42、立动画连接1. 建立连接所谓“动画连接”就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系。在组态王开发系统中制作的画面都是静态的，它们要想反映工业现场的状况，必须通过实时数 据库，因为只有数据库中的变量才是与现场状况同步变化的。这样，工业现场的数 据，比如指示灯、没快动作等，当它们发生变化时，通过 I/O 接口，将引起实时数 据库中变量的变化。给图形对象定义动画连接是在“动画连接” 对话框中进行的。在组态王开发 系统中双击送煤机 P1“皮带滑轮”图素对象（不能有多个图形对象同时被选中）， 弹出动画连接对话框如图 4-22 所示。图 4-22 动画连接此动画连接是定义滑轮的旋转，点击“旋转”，弹出“旋转

43、连接”对话框，点 击右侧的“？”进行变量关联“ 本站点 送煤机 1 滑轮”，如图 4-23 所示，单击 确定完成动画连接。图 4-23 关联变量依照此方法，不同的元素有不同连接，其中有：旋转、隐含、移动、闪烁等， 依次对各个变量进行动画连接。2控制策略通过“动画连接”的建立还不能完全表达实际的运行情况，这个时候就需要新 建一些内部变量，然后双击组态王工程浏览器中树形目录中“命令语言”下的“应 用程序命令语言”，进入“应用程序命令语言”编辑对话框，如图 4-22 所示，在 此对话框中编写监控画面中元素的动作命令即可。点击“确定”完成命令语言编写， 完整应用程序命令语言见附录2。图 4-24 应用

44、程序命令语言4.2.6 配置运行系统在运行组态王工程之前首先要在开发系统中对运行系统环境进行配置。在开发 系统中单击菜单栏“配置 运行系统”命令活动工具条或工程浏览器工程项目显示 区“系统配置、设置运行系统”图标后，弹出“运行系统设置”对话框，单击“主 画面配置”属性，则此属性页对话框弹出，同时属性页画面列表对话框中列出了当 前应用程序所有有效的画面 。如果希望将某个画面设 为主画面即为当前运行的画 面，例如本例将“锅炉输煤机组监控画面”设为运行时的主画面第五章 调试5.1 设置 PLC 通信5.1.1 设置 PG/PC接口在调试时首先将 PLC 与电脑用 PPI 通信电缆连接起来， 接着是 PLC程序的下载， 下载之前要按照第三章的方法编译，编译成功后先设置通信，以保证能与上位机组 态监控取得通信。窗口。设置方法是：在 V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP3 编程窗口中的“查看”目录下点击“设置 PG/PC接口”按钮，弹出如图5-1 所示的“ Set PG/PC Interface图 5-1 通信设置选择“ PC/PPI cable （ PPI ）”，点击属性按钮“ Properties ” ，弹出属性设置