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1、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；MCGSAbstract: This article introduces the characteristic of control system of thermal power plant coal, thermal power
2、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 re
3、lay 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1 S7-200西门子PLC概述31.1 S7-200 PLC的结构及技术性能31.1.1S7-200 CPU的结构31.1.2 S7-200 CPU 22X
4、 的电源51.1.3 S7-200 的工作方式61.1.4 S7-200 CPU 22X 的输入/输出接口81.1.5 S7-200 CPU的扩展模块91.2S7-200 PLC的寻址方式及内部数据存储区121.2.1 数据长度121.2.2常数131.2.3 寻址方式132 PLC编程软件Step 7/Win32及上位机软件MCGS142.1 STEP7-Micro/WIN V4.0介绍142.1.1 基本功能142.1.2 其他功能142.2 组态软件MCGS介绍162.2.1 MCGS6.2网络版172.2.2 MCGS6.2通用版173 火电厂输煤控制系统的基本构成与工艺193.1 输
5、煤系统概况193.1.1 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：193.1.2 输煤系统主要环节及主要设备193.2 火电厂输煤控制系统工艺203.2.1 火力发电厂输煤PLC控制系统结构203.2.2 火力发电厂输煤PLC控制系统的功能及操作方式214 S7-200 PLC火电厂输煤系统234.1 输煤系统控制要求234.2 PLC控制系统设计244.2.1 PLC选型244.2.2 系统关系244.2.3 PLC程序设计245 上位机组态MCGS编程285.1 用户窗口285.1.1 卸煤窗口285.1.2 工艺流程图285.1
6、.3 输煤系统295.2 设备组态305.3 实时数据库315.4 运行策略325.5 脚本程序33参 考 文 献341 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 1.1.1S7-200 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的类型图1.2 CPU 22X主机外形图如图从CPU模块的功能来看
7、，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
8、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2.1CPU 22X 系列的技术指标项目名称CPU221CPU222CPU224CPU226CPU221XM用户程序区4KB4KB8KB8KB16KB数据存储区2KB2KB5KB5KB10KB主机数字量输入/输出点数6/48/614/1024/1624/16模拟量输入/输出点数无16/1632/3232/3232/32扫描时间/1条指令0.37s0.37s0.37s0.37s0.37s最大输入/输出点数256256256256256位存储区256256256256256定时器256256256
9、256256计数器256256256256256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块无2模块7模块7模块7模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30KHz4个30KHz6个30KHz6个30KHz6个30KHz脉冲输出2个20KHz2个20KHz2个20KHz2个20KHz2个20KHz通信口1xRS4851xRS4851xRS4852xRS4852xRS485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
10、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12
11、0V/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2.2S7-200系列CPU的电源型号电源输入输出类型主机 I/O 点数CPU 221DC/DC/DC6输入4输出AC/DC/继电器CPU 222DC/DC/DC8输入6输出AC/DC/继电器CPU 224DC/DC/DC14输入/10输出AC/DC/继电器CPU 226DC/DC/DC24输入/
12、16输出AC/DC/继电器CPU 226XMDC/DC/DC24输入/16输出AC/DC/继电器注：表2.2中的电源输入输出类型的含义，如为 DC/DC/DC，则表示电源、输人类型为24VDC，输出类型为24VDC晶体管型。如为 AC/DC/继电器，则表示电源类型为220VAC，输入类型为24VDC，输出类型为继电器型。图1.3CPU 22X 电源供电接线图在安装和拆除S7-200之前，必须确认该设备的电源已断开， 并遵守相应的安全防护规范。如果在带点情况下对S7-200及相关设备进行安装或接线有可能导致电击和设备损坏。1.1.3 S7-200 的工作方式1、 S7-200的工作过程图1.4
13、S7-200的工作过程S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。S7-200的工作过程如图1.4所示。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作： （1）读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。 （2）执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。 （3）处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。 （4）执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常 （5）写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器
14、中写入把输出锁存器，最后复制到物理输出点，驱动外部负载。2、S7-200 CPU的工作模式 S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。 在停止模式下，S7-200不执行程序，您可以下载程序和CPU组态。在运行模式下，S7-200将运行程序。 S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。您可以用方式开关（位于S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行；也可以将方式开关拨在TERM（终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换CPU的工作模式，即停止模式或运行模式。如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式。1.1.4 S7-200 CPU 22X 的输入/输出接口S7-200主机配置的输入接口是数字信号输入接口。为了提高抗干扰能力，输入接口均有光电隔离
