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1、PLC课程设计目录第1章 设计内容- 1 -1.1课题背景- 1 -1.2设计内容和要求- 1 -第2章 系统设计- 3 -2.1设计思路- 3 -2.2 I/O地址分配表- 4 -2.3 梯形图设计- 4 -第3章 Wincc flexible系统设计- 10 -3.1主画面- 10 -3.2系统画面- 10 -3.3操作界面- 11 -3.4用户管理画面- 12 -3.5报警画面- 13 -心得与体会- 14 -参考文献- 15 -第1章 设计内容1.1课题背景锅炉炉膛安全监控系统是燃烧器管理和燃料安全燃烧控制系统，简称FSSS(Furnace Safeguard Supervisory
2、System)。 该系统在锅炉启动运行时，为运行人员提供炉膛吹扫判断逻辑和符合安全规范的点火模式；在锅炉正常运行时，FSSS系统对炉膛火焰、炉膛压力、送风机、引风机、汽包水位、燃料供应等涉及锅炉安全运行的工况信息进行严密监测，运行人员可在FSSS工作站直观的掌握锅炉安全运行的工况信息，一旦这些工况信息发生异常，FSSS将及时地向运行人员发出警告，必要时发出MFT跳闸指令以切断燃料，为锅炉安全运行提供可靠的技术保障。目前已广泛应用于电站、冶金、石化等行业的大型锅炉。1.2设计内容和要求利用西门子S7-300PLC ，组态软件Wincc Flexible， 触摸屏，交换机及外围的相关低压电器，组成
3、控制系统，根据项目要求，编写相关程序，完成相应的功能，组态人机界面，能够进行模拟仿真。具体要求：（1）制作画面模板，在模板画面中显示“火电厂锅炉保护模拟项目”和日期时钟。（2）先组态两个画面，一个为主画面，一个为系统画面。两画面之间能进行切换。（3）在系统画面中作出锅炉保护的系统图。（4）炉膛吹扫时间模拟量数值0300秒进行设置。（5）通过外围的开关及按钮信号的操作，模拟锅炉在危急锅炉安全运行的状态下，进行MFT，记录MFT发生的时间及首出的原因，编写MFT动作及MFT动作后是否满足吹扫条件，满足条件，启动炉膛吹扫，画面显示正在吹扫，并显示吹扫剩余时间，吹扫过程中，如果有吹扫条件不满足，则产生
4、报警，并显示吹扫失败，同时显示炉膛吹扫失败原因，待吹扫条件满足后，重新启动炉膛吹扫，吹扫到设定时间后，显示吹扫完成，吹扫完成人机界面有显示，吹扫完成2秒后，复归MFT,画面显示MFT复归，重新等待下一次MFT,要求至少编出3个首出原因正（负）压越限2/3，送(引)风机全停）2/2(5秒延时，首次上电不能发出MFT动作)，炉膛灭火（3/4,按一层火焰设计，要求有任一台给粉机运行验证），吹扫条件要求：任一台送风机运行，任一台引风机运行，风量>30%额定风量，炉膛灭火（6）吹扫时间可动画显示，并通过棒图刻度标记当前数值。（8）组态吹扫失败的报警。（9）组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。
5、（10）组态一个用户组“班组长”和一个用户名“user1”，“user1”属于“班组长”用户组，“user1”的密码为“000”。“班组长”用户组的权限为操作和“输入炉膛吹扫时间设定值”。然后在系统画面中的炉膛吹扫设定值设定安全权限。即一般用户不能进行炉膛吹扫设定值的设定，用户“user1”可以进行设定。（11）组态一个用户视图画面，要求该用户名作登录按钮与注销按钮，能显示当前用户名。能与系统画面进行切换。第2章 系统设计2.1设计思路根据课程设计的具体要求，需要先了解整个系统的流程。本系统首先要设计MFT首出的三个条件，条件满足后，MFT动作，再检验吹扫条件，如果吹扫的条件满足，则进行吹扫。
6、在吹扫的过程中，如果吹扫的前置条件的状态发生改变，则停止吹扫并报警，直到再次满足所有条件后，才继续吹扫作业。用S7300设计锅炉安全监控系统的梯形图，再使用WinCC flexible 2008 SP4软件组态人机界面。系统的流程图如下：图2-1 系统流程图2.2 I/O地址分配表表2-1 I/O地址分配表输入元件输入地址输出元件输出地址正压1按钮I0.0正压超限灯Q0.0正压2按钮I0.1送风机全停灯Q0.1正压3按钮I0.2炉膛灭火灯Q0.2正压保护按钮I0.3送风机运行灯Q0.3送风机1按钮I0.4引风机运行灯Q0.4送风机2按钮I0.5风量条件灯Q0.5送风机保护按钮I0.6MFT灯Q
7、0.6炉膛1按钮I0.7吹扫灯Q0.7炉膛2按钮I1.0吹扫完成灯Q1.0炉膛3按钮I1.1炉膛全灭火灯Q1.1炉膛4按钮I1.2送风机警报灯Q1.2炉膛保护按钮I1.3引风机警报灯Q1.3引风机1按钮I1.4风量警报灯Q1.4引风机2按钮I1.5炉膛警报灯Q1.5复位H按钮I1.630%额定风量MW0风量吹扫剩余时间MW1MW22.3 梯形图设计 MFT首出有三个条件，分别是正压超限、送风机全停、炉膛灭火。首先从正压超限开始设计：正压在有正压保护的情况下，高信号逻辑或三选二：图2-2 正压梯形图送风全停是在送风保护下，两个送风机信号逻辑与：图2-3 送风机梯形图炉膛灭火是在炉膛保护的情况下，
8、4个炉膛灭火信号四选三逻辑或：图2-4 炉膛灭火梯形图当上面三个条件有一个满足时，就可以MFT动作了，吹扫完成2秒之后，归复MFT：图2-5 MFT梯形图MFT动作之后，判断吹扫条件是否都满足，若满足则进行吹扫作业：第一个是任一台送风机运行，采用逻辑或：图2-6 送风机运行梯形图第二个是任一台引风机运行，逻辑结构和上面一样：图2-7 引风机运行梯形图第三个是风量大于30%的额定风量，用比较的结构实现：图2-8 风量条件梯形图第四个是炉膛全灭火，采用逻辑与结构：图2-9 炉膛全灭火梯形图当上述条件全部满足时，则进行吹扫作业，吹扫时间是300秒，使用定时器在300秒之后再将吹扫的值置0：图2-10
9、 吹扫作业梯形图接下来是报警梯形图的设计。在吹扫过程中，若其中一个条件失效，则将出故障的机组识别出来，采用设备信号和吹扫信号逻辑与的结构即可实现，并将故障部位的信号输出。首先是送风机：图2-11 送风机警报梯形图引风机：图2-12 引风机警报梯形图风量条件：图2-13 风量警报梯形图炉膛全灭火：图2-14 炉膛警报梯形图第3章 Wincc flexible系统设计3.1主画面在模板中插入一个文本框和系统时间，可以全部应用到所有的界面上。主画面插入几个文本和一个进入系统画面的按钮，按钮设置打开系统画面。图3-1 主画面3.2系统画面添加几个按钮用于在不同的界面之间切换，使用文本和图形画出一个简单
10、的系统结构图，使得系统运作的条件一目了然：图3-2 系统画面3.3 操作界面操作界面使用若干个按钮来控制设备的运行，这里模拟仿真就只在开关量数值上进行操作，引风机运行按钮的属性事件设定点击后，对引风机运行Q0.4赋值，函数选择Setbit，赋值1；送风机运行Q0.3同上；风量>30%额定风量对应风量条件Q0.5；炉膛灭火对应Q0.2；MFT对应Q0.6；启动对应Q0.7；复位将Q0.7赋值0时间设定采用I/O域，并设置好操作权限，属性事件设置为对定时器T0的延时时间进行赋值，就是修改吹扫的事件。棒图显示剩余吹扫时间。图3-3 操作画面3.4用户管理画面组态一个用户组“班组长”和一个用户名
11、“user1”，“user1”属于“班组长”、用户组，“user1”的密码为“000”。“班组长”用户组的权限为操作和“时间设定”。然后在系统画面中的炉膛吹扫设定值设定安全权限。即一般用户不能进行炉膛吹扫设定值的设定，用户“user1”可以进行设定。首先点击运行系统用户管理中的组，添加一个组命名为“班组长”，在权限中添加一给为“时间设定”。再点击用户，添加一个用户为“user1”，密码为“000”。添加一个画面，命名为用户管理画面。在增强对象中选择用户视图添加到画面中。再添加两个按钮，分别为用户登录按钮和用户注销。用户登录按钮的属性中选择事件，选择用户管理中的ShowLogonDialog。用
12、户注销的属性中选择事件，选择用户管理中的Logoff。在系统画面中，选择吹扫时间设置的I/O域，在其属性中选择安全，将权限设置为“时间设定”。 图3-4 用户管理画面3.5 报警画面当吹扫过程中发生吹扫条件状态的改变，则发出警报。在警报设置中，对4个条件的开关量进行监视，如果发生开关量变化，选择上升沿触发，则就会发出警报并显示，还能根据不同的故障类型设置显示不同的警报提示。图3-5 警报画面心得与体会通过本次本此课设，将以前学习的知识与理论实际相结合，能把理论中所学的知识灵活地运用起来，使自己对以前所学习的开关量以及Setp7软件的知识有了更深的了解。在设计过程中还有一些新的知识需要自己查找，
13、此次课程设计我还自己安装并学习了新的软件系统：Wincc flexible,锻炼了自学能力。在梯形图的设计及软件的使用过程中遇到了各种各样的问题，提高了我们解决问题的能力，学会了查找问题与独立解决问题。通过自己的不断学习与复习，最终完成的持此课程设计。 参考文献1 刘华波，王雪，何文雪组态软件WINCC及其应用背景：机械工业出版社，20102 阳胜峰，吴志敏图解西门子S7-300/400PLC编程技术北京：中国电力出版社，20103 SIMATIC STEP7 V5.4编程使用手册北京：西门子中国有限公司，20064 程子华，阳胜峰视频学工控触摸屏应用技术北京：人民邮电出版社，20105 刘锴，周海深入浅出西门子S7-300PLC北京：北京航空航天大学出版社，2011- 15 -
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