锅炉车间输煤机组控制设计方案

1 锅炉车间输煤机组控制设计方案 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。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。 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 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 2 障报警、装置调控、危险保护等功能。 由于 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域的应用越来越广泛 3。通过对 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 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 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 一台磁选料器 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示。 输煤方向给料器磁选料器送煤机 碎机 提升机煤回收方向送煤机 2Y A ( 1 5 k V A )M 1 ( 3 k W ) M 2 ( 3 k W ) M 3 ( 1 3 k W )M 4 ( 5 k W )M 5 ( 7 5 k W )M 6 ( 3 k W ) 图 2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。 计要求 针对以上设计目标， 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； 3 （ 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） 可在线选择启动备用设备。在特殊情况下可 开启另一套备用设备， 由两条输煤线的有关设备组成交叉供煤方式 。 计方案 本控制系统是基于 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 软件编程对其进行控制，同时利用组态软件建立上位机监测画面，通过与 通信对运行系统进行实时监测和控制。 计信号说明 输煤机组的拖动系统由 6 台三相异步电动机 手动 /自动转换开关， 自动开车 /停车按钮， 事故紧急停车按钮， 6 个控制按钮，手动时单机操作使用。 开车 /停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员，输煤机 准备起动请注意安全。 手动运行指示， 紧急停车指示， 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 表 2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 煤机组手动控制开关 料器和磁选料器接触器 煤机组自动控制开关 #送煤机接触器 煤机组自动开车按钮 碎机接触器 煤机组自动停车按钮 升机接触器 煤机组紧急停车按钮 #送煤机接触器 料器和磁选料器手动按钮 收机接触器 煤机 动按钮 动运行指示灯 碎机手动按钮 急停车指示灯 升机手动按钮 统运行状态指示灯 煤机 动按钮 警电铃 收机手动按钮 4 1 载保护信号 煤机组运行过程 停车功能 柄指向左 45时，接点 通， 通过 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。 停车功能 柄指向右 45时，接点 通，输煤机组自动运行。 (1) 正常开车 按下自动开车按钮 响提示 5s 后回收电动机 动运行； 10s 后送煤机 动机 动机起动运行； 10s 后提升电动机 动运行；10s 后破碎电动机 动运行； 10s 后送煤机 动机 动运行； 10s 后给料器电动机 磁选料器 动运行并； 10s 后，点亮 统运行状态指示灯，输煤机组正常运行。 (2) 正常停车 按下自动停车按钮 响提示 5s 后给料器电动机 磁选料器 车，同时，熄灭 统运行状态指示灯； 10s 后送煤机 动机车； 10s 后破碎电动机 车； 10s 后提升电动机 车； 10s 后送煤机动机 动机停车； 10s 后，回收电动机 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 磁选料器 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， 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 ，输煤机组立即全线停车， 报声持续 10s 停止，紧急停车指示灯 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 磁选料器 照程序全部正常起动运行后， 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。 5 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， 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示。 开 始内 部 初 始 化自 动 手 动 控 制 控 制图 2制程序主流程图 当系统以手动方式运行时，是单个设备点动控制，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， 行的程序流程图如图 2示 。 6 按 下 自 动 开车 按 钮回 收 电 机M 6 启 动送 煤 电 机M 5 启 动提 升 电 机M 4 启 动破 碎 电 机M 3 启 动送 煤 电 机M 2 启 动给 料 电 机M 1 启 动给 料 电 机M 1 启 动故 障结 束正 常 输 煤图 2煤机组程序设计流程图 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 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 件电路设计 统控制主电路图设计 按照设计方案，给料器 煤机 碎机 升机 煤机 回收电动机 6 台三相异步电动机拖动。磁选料器 两相电源提供。负载 接触器 制，给料器 磁选料器 同由 于破碎机 率为 13 2#送煤机 率为 75比 ，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 ，只做直接启动。主电路图见图 3 电源 回收机 送煤机 升 机 破碎 机 送煤机 料器及磁选料器 图 3煤机控制主电路图 （ 1) 主回路中交流接触器 别控制三相异步电动机 料电动机， 煤电动机， 碎电动机， 升电动机，煤电动机， 收电动机。 （ 2) 热继电器 作用是对电动机 3、 现过载保护。 8 （ 3) 熔断器 别实现各负载回路的短路保护。 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 自动开车 /停车按钮， 事故紧急停车按钮， 为 6 个电动机控制按钮。 输出点数有： 6 个输出接触器 别控制三相异步电动机 料电动机， 煤电动机， 碎电动机， 升电动机， 3个输出指示灯其中 动运行指示灯、 紧急停车指示灯、 系统运行状态指示灯和 1 个输出 铃。继电 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 制电路将会很复杂，而且可靠性难以保证。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， 能满足此控制要求。所以用 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 行控制。 （ 1）本设计采用西门子 用 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。 。对软件设计来说，分配 I/O 点地址以后才可以进行编程；对控制柜和 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 本单元的 I/O 地址如下： 入输出接口地址分配表见表 3 9 表 3入输出接口地址分配表 输 入 信 号 输煤机组手动控制开关 煤机组自动控制开关 煤机组自动开车按钮 煤机组自动停车按钮 煤机组紧急停车按钮 料器磁选料器手动按钮 煤机 动按钮 碎机手动按钮 升机手动按钮 煤机 动按钮 收机手动按钮 1A 过载保护信号 出 信 号 给料器磁选料器接触器 煤机 触器 碎机接触器 升机接触器 煤机 触器 收机接触器 动运行指示灯 急停车指示灯 统正常运行指示灯 警电铃 制电路接线图 根据上述硬件选型及工艺要求，绘制 制电路接线图，如图 3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 24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 24M”处，此时输出端输出的是高电平有效。 10 图 3I/O 接线图 件设计 本设计选用西门子公司的 好可以满足设计要求，程序是设计使用西门子公司的 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 用程序，同时也可以实时监控用户程序的执行状态。西门子编程语言有三种，分别是：梯形图（ 功能块图（ 一种图形语言，语句表（ 一种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。 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 序自动启动，并能从 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 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示，该顺序功能图非常直观，清楚地面描述了锅炉车间输煤机组自动工作的过程。 11 0初 始 状 态2S A 1 - 2电 铃 响 5 s5 M 6 并 保 持启 动 M 5 并 保 持5启 动 M 4 并 保 持1 0 M 3 并 保 持1 0启 动 M 2 并 保 持1 0 M 1 和 Y 持1 0 21自 动 运 行S B 1M 1 和 Y A 停 止H L 3 灭 、 电 铃 响 5 s5 3 点 亮1 1M 2 停 止1 0 M 3 停 止1 0 M 4 停 止1 0 M 5 停 止1 0 M 6 停 止1 0 煤机组自动控制顺序功能图 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， 程软件的界面如图 3示。 12 图 3 程软件主界面 使用 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。 （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示的“位逻辑”指令。 （ 2）用工具条上的一组编程按钮，如图 3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程按钮 （二）编写自动选择程序 使用上述方法编写主要程序，程序的开始段如图 3示。 13 图 3择自动运行程序 启动过程中的梯形图如图 3示。其中的 别是过载保护和紧急停车按钮。 图 3动电机 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 编写子程序，如图 3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 编程完成。 14 图 3程序编辑 （三）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。 （四）编译用户程序 程序编辑完成，可用菜单“ 的“编译”项或通过如图 3示的编译按钮进行离线编译。 图 3译和下载按钮 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中的位置，如图 3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。 编译 上载 编译全部 下载 序状态监控 15 图 3译输出窗口 （五）程序的下载 在计算机与 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去。下载之前， 处于 式。单击图 3示的工具条中“ 钮，或选择 单命令中的“停止”项，可进入 式。下载时单击图 3载”按钮，可进行程序的下载，下载完成后需要运行，点击“ 钮或选择 单命令中的“运行”项即可进入运行状态。 第四章 上位机界面设计 态软件简介 组态的概念是伴随着集散型控制系统 (称 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（ 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 ,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 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 做。 16 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。 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 后，通过以下方式启动工程管理器： 点击“开始” “程序” “组态王 “组态王 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示。 图 4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“欢迎使用本向导”，如图 4示。 17 图 4建工程向导 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 4 图 4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示。 18 图 4加工程路径 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。 19 图 4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程浏览器 20 道连接 在图 4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备配置向导 选择“ “西门子” “ 列” “ 如图 4示。 图 4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“ 如图 4示。 21 图 4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“ 如图 4示。 图 4择串口号 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“ 2”，如图 4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。 22 图 4置设备地址 点击“下一步”，弹出“通信参数”对话框，在此对话框中可以设置“尝试恢复间隔”和“最长恢复时间”参数，如图 4示。 图 4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示。校对信息无误后直接点击“完成”，至此，设备建立完成。 23 图 4息总结 设备定义完成后，可以在 下看到新建的设备“ 双击 ，弹出串口通讯参数设置对话框，如图 4示，因为要与 信，所以必须对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（包括：波特率、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置串口 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 24 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： 存器： 据类型： 集频率： 1000 毫秒 读写属性：读写 其他默认 如图 4示。设置完成后单击“确定”，即完成一个变量的定义。 图 4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 25 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示。 图 4立的变量 面设计 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。 26 图 4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。 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 将其打开，工具箱中各种基本工具的使用方法和 的“画笔”很类似，如图 4示： 图 4具箱 27 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。 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示。 图 4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然后在“选色区”选择某种颜色，则该文本就变为相应的颜色。 选择“图库”菜单中“打开图库”命令或按 打开图库管理器，如图 4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。 28 图 4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示。 图 4监控画面 立动画连接 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 29 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 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示。 图 4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示，单击确定完成动画连接。 图 4关联变量 30 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应用程序命令语言 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 。 31 第五章 调试 置 信 置 C 接口 在调试时首先将 电脑用 信电缆连接起来，接着是 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。 设置方法是：在 程窗口中的 “ 查看 ” 目录下点击 “ 设置 C 接口 ” 按钮，弹出如图 5示的 “ G/窗口。 图 5信设置 选择 “ PI ” ，点击 属性按钮 “ ，弹出属性设置对话框如图 5示。 32 图 5性设置 在 “ 下设置波特率为默认 “ ，其他默认，然后进入本地连接“ 下的连接到 “ 下拉窗口中选择 “ 后点“ 确定 ” 完成设置。 置通信 在 C 接口设置完成后，点击 “ 设置通信 ” 按钮，弹出如图 5示的 “ 通信 ” 窗口 图 5信设置 双击 “ 双击刷新 ” 图标，系统自动搜索 备，搜索以后直接点击 “ 确定 ”即可。 33 统块参数设置 以上设置完成后，点击编程窗口中的 “ 查看 ” 目录下的 “ 系统块 ” ，弹出如图5示的系统块参数设置对话框，在对话框中设置波特率位 他使用默认设置，点击 “ 确定 ” 完成设置。 图 5统块参数设置 至此通信设置完成，点击下载按钮将梯形图程序下载到 ，然后置 状态。在单独调试 序运行状态时可以点击第三章图 3的 “ 程序状态监控按钮 ” 对程序进行实时监控。 行结果如图 5示。 图 5件接线及运行结果 34 置组态王通信 序调试完成后，打开本设计建立的工程，在工程浏览器中点击 “ 设备 ” ，右击已经建立的设备 “ 图标，选择 “ 测试 弹出如图 5示的 “ 串口设备测试 ” 对话框。 图 5口设备测试 在“通信参数”栏设置“波特率”为 9600，“通信超时”和“采集频率”根据需要设置，这里采用默认值。 在“设备测试”栏下添加一个变量如“ 取 的数据，如果读取成功说明上位机与 信成功，点击“确定”完成设置。下一步即可进入运行画面，对 运行进行实时的监控。 试中的问题 程序编译无误，下载时却提示有错误，经过细致耐心的检查，后来发现是因为顺序功能指令使用不完整造成的，而这又不是逻辑性错误，所以编译时发现不了错误，到下载编译时才被检查出来。 不到之前的设计要求，主要是一个手动、自动的切换问题不能实现各自的功能，经过多次的修改通过子程序调用解决了这个问题。 运行的状态不符合实际情况，后来进过添加中间关联变量与命令语言的结合，解决了问题，其中，由于变量太多名称又太相似，编写命令语言时费了很大功夫。 35 试结果 经过 在实验室的连续奋战，最终实现了设计要求的手动、自动的切换，紧急停车，过载保护等功能，上位机与下位机实现实时监控，并能形象的反应出实际情况。尽管如此，也有一些不完美的地方，由于能力有限，组态王画面的设计在立体感上还有欠缺，在以后的工作学习中还需继续努力。调试运行结果和监控画面如图 5示。 图 5位机监控状态 图 5位机与 机运行结果 36 结束语 本文进行了控制系统模拟设计与仿真， 在设计中主要 做了以下工作 ： (1) 收集和整理了 输煤机组设计 方案及监控管理研究现状的资料，分析了 输 煤机组 类型的原理，得出 “ 安全、 可靠 、经济 ”符合 我国现状 的输煤机组供煤设计 。 (2) 通过对 输煤机组 运行原理的分析， 设计了 用可编程控制器 现 输煤机组 控制系统，实现了对 六电机模拟 的控制，对 复杂控制系统中的灵活应用有一定的理论意义和较大的实际价值。 (3) 学习了 基于 组态王 对控制系统虚拟仿真 和与上位机通信 的实现 方法 ， 明确了 组态王 实现 上微机监控 的方法和制作过程，作为 上位机监控 技术的应用，该软件较直观、真实体现了 输煤机组 的 运行过程 ，并且为实际中的控制装置的开发与调试开辟一条经济、可靠的途径。 根据 本次 设计内容 ， 本人 认为还需要以下方面继续努力 ： (1) 关于控制方面的展望 ： 在我国， 输煤机组 的发展还处在 发展 阶段，随着模糊控制、神经网络控制、专家系统控制等先进控制理论的不断发展，对现有的功能模块不断更新有助于控制系统向智能化方向发展。 (2) 对组态软件 组态王的 展望 ： 好的 组态 软件不但可以很好地模拟控制系统，并且支持实际控制过程中的 数据通信远程监控形象直观。在工程中变量的互用方面，组态王 有待进一步的努力。 设计心得： 在设计过程中通过同一控制对象两种控制方式的对比，再一次直观地证明了 制 的优越性先进性，在实践中探索答案，具有极强地说服力。这次课程设计使我加深巩固了基础知识，更加深刻的认识到基础知识的重要，了解了本专业的具体应用范围和未来工作中应用方法措施。提高了动手和实际解决问题的能力，提高了对问题整体规划的意识。能把握重点设计的核心，并提高查阅资料的能力，培养了团队合作精神和人际交往能力，在学习知识的同时也培养了同学间的感情，在即将毕业的时刻，这是很有意义的一次课程设计。 通过本次课程设计的锻炼，使我更加自信，更加积极，这会对我更快的融入到将来的社会，出色地完成工作任务有不可估量的积极作 用。经过几个星期的努力，终于有了一个较成型的设计展现在了我面前，加深了对 制系统的进一步了解，更加清楚地认识到其在现代化工业中所起的巨大作用。由于本人水平有限，难免有考虑不足之处，所以恳请老师批评指正。 37 参考文献 1 余菊香 J1990(04):342 赵利军 J2011,(03):45 3 李蓄 ， 郝明景 制 在输煤系统中的使用 J息 , 2006,(10): 1204 张攀峰 ， 张开生 ， 郭国法 制的皮带输送机系统的应用 J 2005,(05): 505 贺廉云 制的皮带输煤系统 J2008,(05): 416 张炳良 ,方宝生 术在带式输送机自动控制系统中的应用与研究 J 2004,(06):69 7 孟祥忠 统设计方案选取原则 J011,(10):768 林小峰 用 M高等教育出版社， 1991. 9 n 1997