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基于plc的火电厂输煤控制系统毕业论文设计.doc
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基于plc的火电厂输煤控制系统毕业论文设计.doc
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基于 PLC 的火电厂输煤控制系统
摘要:文章介绍了火力发电厂输煤控制系统特点,火力发电厂输煤 PLC 控制系统
的结构、功能和操作方式。PLC 在火力发电厂输煤控制系统应用的实践证明:PLC
是实现火电厂热工自动化的理想控制器,PLC 不但能完成复杂的继电器逻辑控制,
而且能完成模拟量控制及智能控制,并能实现远程通讯、联网、上位机监控等。
关键词:火力发电厂;输煤控制系统;PLC;MCGS
Abstract: This article introduces the characteristic of control system of thermal
power plant coal, thermal power plant coal handling control system PLC structure,
function and operation way. PLC in the thermal power plant coal handling control
system application of practice has proved: PLC is the realization of thermal process
automation of power plant the ideal controller, PLC not only can complete complex
relay logic control, and can complete the analog control and intelligent control, and
can realize the remote communications, networking, computer monitoring.
Key words: power plant; coal handling control system; PLC; MCGS
目 录
2
1 S7-200 西门子 PLC 概述...............................................................................................................3
1.1 S7-200 PLC 的结构及技术性能.......................................................................................3
1.1.1 S7-200 CPU 的结构.........................................................................................3
1.1.2 S7-200 CPU 22X 的电源......................................................................................5
1.1.3 S7-200 的工作方式..............................................................................................6
1.1.4 S7-200 CPU 22X 的输入/输出接口....................................................................8
1.1.5 S7-200 CPU 的扩展模块.......................................................................................9
1.2 S7-200 PLC 的寻址方式及内部数据存储区...........................................................12
1.2.1 数据长度..............................................................................................................12
1.2.2 常数....................................................................................................................13
1.2.3 寻址方式..............................................................................................................13
2 PLC 编程软件 Step 7/Win32 及上位机软件 MCGS....................................................................14
2 . 1 S T E P 7 - M i c r o / W I N V 4 . 0 介 绍...........................................................14
2.1.1 基本功能..............................................................................................................14
2.1.2 其他功能..............................................................................................................14
2.2 组态软件 MCGS 介绍........................................................................................................16
2.2.1 MCGS6.2 网络版................................................................................................17
2.2.2 MCGS6.2 通用版................................................................................................17
3 火电厂输煤控制系统的基本构成与工艺..................................................................................19
3.1 输煤系统概况..................................................................................................................19
3.1.1 输煤系统定义......................................................................................................19
现代的输煤系统已不仅仅是煤的输送问题,而是在煤的输送过程中必须达到如下各方面
的要求:..................................................................................................................................19
3.1.2 输煤系统主要环节及主要设备..........................................................................19
3.2 火电厂输煤控制系统工艺..............................................................................................20
3.2.1 火力发电厂输煤 PLC 控制系统结构..................................................................20
3.2.2 火力发电厂输煤 PLC 控制系统的功能及操作方式..........................................21
4 S7-200 PLC 火电厂输煤系统.....................................................................................................23
4.1 输煤系统控制要求..........................................................................................................23
4.2 PLC 控制系统设计...........................................................................................................24
4.2.1 PLC 选型...............................................................................................................24
4.2.2 系统关系..............................................................................................................24
4.2.3 PLC 程序设计.......................................................................................................24
5 上位机组态 MCGS 编程................................................................................................................28
5.1 用户窗口..........................................................................................................................28
5.1.1 卸煤窗口..............................................................................................................28
5.1.2 工艺流程图..........................................................................................................28
5.1.3 输煤系统..............................................................................................................29
5.2 设备组态..........................................................................................................................30
5.3 实时数据库......................................................................................................................31
5.4 运行策略..........................................................................................................................32
5.5 脚本程序..........................................................................................................................33
参 考 文 献....................................................................................................................................34
3
1 S7-200 西门子 PLC 概述
S7 系列 PLC 分为 S7-200 小型机、 S7-300 中型机、S7-400 大型机。S7-200
系列 PLC 是西门子公司 20 世纪 90 年代推出的整体式小型机,其结构紧凑、功能
强,具有很高的性能价格比,在中小规模控制系统中应用广泛。
1.1 S7-200 PLC 的结构及技术性能
1.1.1 S7-200 CPU 的结构
如图 1.1 所示
图 1.1 S7-200 系列 PLC 的外形图
1、S7-200 CPU 的类型
4
图 1.2 CPU 22X 主机外形图如图
从 CPU 模块的功能来看,SIMATIC S7-200 系列小型 PLC 发展至今,大致经历
了两代:
第一代产品,其 CPU 模块为 CPU 21X,主机都可进行扩展,它具有四种不同
配置的 CPU 单元:CPU 212,CPU 214,CPU 215 和 CPU 216,本书不介绍该产品。
第二代产品,其 CPU 模块为 CPU 22X,主机都可进行扩展,它具有五种不同
配置的 CPU 单元:CPU 221,CPU 222,CPU 224 和 CPU 226 和 CPU226XM,除 CPU
221 之外,其它都可加扩展模块,是目前小型 PLC 的主流产品。本书将介绍 CPU22X
系列产品。
对于每个型号,西门子厂家都提供有产品货号,根据产品货号可以购买到
指定类型的 PLC。
2、S7-200 CPU 22X 系列技术性能
CPU 22X 主机的技术指标如表 2.1 所列。
表 2.1 CPU 22X 系列的技术指标
项目名称
CPU221
CPU222
CPU224
CPU226
CPU221XM
用户程序区
4KB
4KB
8KB
8KB
16KB
数据存储
区
2KB
2KB
5KB
5KB
10KB
主机数字
量输入/输
出点数
6/4
8/6
14/10
24/16
24/16
模拟量输
入/输出点
数
无
16/16
32/32
32/32
32/32
扫描时间
/1 条指令
0.37μs
0.37μs
0.37μs
0.37μs
0.37μs
最大输入/
输出点数
256
256
256
256
256
位存储区
256
256
256
256
256
定时器
256
256
256
256
256
计数器
256
256
256
256
256
允许最大
的扩展模
块
无
2 模块
7 模块
7 模块
7 模块
允许最大
的智能模
无
2 模块
7 模块
7 模块
7 模块
5
块
时钟功能
可选
可选
内置
内置
内置
数字量输
入滤波
标准
标准
标准
标准
标准
模拟量输
入滤波
无
标准
标准
标准
标准
高速计数
器
4 个 30KHz
4 个 30KHz
6 个
30KHz
6 个
30KHz
6 个 30KHz
脉冲输出
2 个 20KHz
2 个 20KHz
2 个
20KHz
2 个
20KHz
2 个 20KHz
通信口
1xRS485
1xRS485
1xRS485
2xRS485
2xRS485
由表 2.1 可知,CPU 22X 系列具有不同的技术性能,使用于不同要求的控制
系统:
CPU 221:用户程序和数据存储容量较小,有一定的高速计数处理能力,适
合用于点数少的控制系统。
CPU222:和 CPU221 相比,它可以进行一定模拟量的控制,可以连接 2 个扩
展模块,应用更为广泛。
CPU224:和前两者相比,存储容量扩大了一倍,有内置时钟,它有更强的模
拟量和高速计数的处理能力,使用很普遍。
CPU 226:和 CPU224 相比,增加了通信口的数量,通信能力大大增强,可用于点数较多、
要求较高的小型或中型控制系统。
CPU226XM:它是西门子公司推出的一款增强型主机,主要在用户程序和数据存储容量上
进行了扩展,其他指标和 CPU 226 相同。
1.1.2 S7-200 CPU 22X 的电源
对于每个型号,西门子厂家都提供 24V DC 和 120V/240VAC 两种电源供电的
CPU 类型。可在主机模块外壳的侧面看到电源规格。
输入接口电路也分有连接外信号源直流和交流两种类型。输出接口电路
主要有两种类型,即交流继电器输出型和直流晶体管输出型。CPU 22X 系列 PLC
可提供五个不同型号的 10 种基本单元 CPU 供用户选用,其类型及参数如表 2.2
所列。
表 2.2 S7-200 系列 CPU 的电源
型号
电源/输入/输出类型
主机 I/O 点数
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