1、20XX年度本科生毕业论文（设计）矿山选料控制系统的plc设计与组态建立院 系： 工学院 自动化系 专 业： 电气工程及自动化 年 级： XXX 学生姓名： XXX 学 号： XXX 导师及职称： XX 20XX年X月20XX Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate Mine material control system design and configuration of PLC is established in this paperDepartment: College of Engineerin
2、gMajor: Electrical engineeringand automationGrade: 2XXStudents Name: Xu tian jinStudent No.: 20XXX0144Tutor: Ai li Finished by April, 20XX毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果.据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果.对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意. 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使
3、用说明本论文（设计）作者完全了解XX学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版.有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅.学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容.保密的论文（设计）在解密后适用本规定. 作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注XX学院本科毕业论文 （设计）摘 要 随着科学技术、网络技术的不断发展，传统的人力劳动已经满足不了社会的需求，更多的机器生产以及工业控制走上了世界的舞台。也就是这个时候一种运算速度快、
4、体积小、具有灵活和强大编程特性的可编程逻辑控制器（plc）产生了。它的产生加快工业建设的脚步，为人类节省了大量的资源。而Plc的准确编程、正常运行，来源于大量实施数据的收集。组态王是一种标准的工业计算机软、硬件平台构成的封闭式系统。它将分布在不同位置工业现场连接起来，形成了具有分散控制，集中操作，单独管理，配置灵活等特点的控制模式。本文以我们背靠的矿山选料系统为背景，针对矿山产矿的不合理分类、利用，造成大量矿产流失浪费的现状，提出了以plc编程控制为基础，利用组态实现在线监控和实时数据采集，对矿山选料进行现代、合理工业化管理控制。以达到矿产的最大利用率，和减少人力资源的浪费，响应国家整顿矿山的
5、政策加快矿山企业走向工业化。本文对矿山选料的控制系统进行了说明，介绍了矿山选料的设计思路，工艺流程，给出了系统I/O分配表，绘制了plc接线图，编写了破碎、筛分等过程的plc控制程序，用组态王建立了组态人机界面，并进行了仿真验证，结果表明该方案可行。关键词：矿山选料；控制系统；plc；组态王ABSTRACTWith the continuous development of science and technology, network technology, the traditional human labor has already cant satisfy the needs of s
6、ociety, more and more machines and industrial control onto the world stage. This time also is a kind of quick computing speed, small volume, has powerful and flexible programming features of programmable logic controller (PLC) is produced. Its produce to speed up the industrial construction steps, s
7、ave a lot of resources for mankind. The Plc programming, running accurately, comes from a large number of implementation of data collection. Kingview is a standard of industrial computer closed system consisting of hardware and software platform. It connects industrial distribution in different area
8、, formed a decentralized control, centralized operation, separate management, flexible configuration and so on the characteristic of control mode.Taking us back mine material system as the background, in view of the mine production of classification, the unreasonable utilization, the status quo, res
9、ulting in the loss of a large number of mining waste is put forward based on the PLC programming control, using the configuration for online monitoring and real-time data acquisition, modern industrial management, reasonable control of mine material. Minerals in order to achieve maximum utilization,
10、 and reduce the waste of human resources, the response country rectify the mining policy to speed up the mining enterprises to industrialization.Material for the mine this paper to illustrate the control system, introduces the design idea of mining material, technological process, gives the system I
11、/O allocation table, mapped the PLC wiring diagram, write the PLC control program, and in the process of crushing, screening grading with man-machine interface configuration jian-li wang the configuration, and the simulation verification, the results show that the scheme is feasible.Keywords:mine ma
12、terial selection、control system、PLC、Kingview目录前言1第一章 概述31.1 课题来源和意义31.2 plc简介41.3组态王软件简介41.4 论文研究的主要内容4第二章 矿山选料系统62.1矿山选料工艺流程62.1.1选料的概念及主要流程分析62.1.2 矿山选料的工艺流程图62.1.3主要机械设备82.2 矿山选料过程控制分析92.2.1 影响矿山选矿过程的因素92.2.2矿山选料过程控制存在的问题92.3矿山选料的控制系统102.4控制系统通讯方式112.4.1数据通信112.4.2数据通信的分类112.4.3现场总线12第三章 plc控制系统硬
13、件设计133.1plc控制系统133.2 plc的硬件构成133.3 plc的基本功能143.4 plc选型XX第四章 软件设计164.1系统流程164.1.1系统故障分析处理164.2plc程序设计164.2.1 SWOPC-FXGP/WINC-C编程软件概述164.2.2 SWOPCFXGP/WIN基本构成174.3 plc软件设计174.3.1 I/O分配表174.3.2 外部接线图设计184.3.3梯形图设计19第五章 系统组态设计215.1 组态王6.53软件215.1.1 组态王6.53软件功能特性215.1.2 组态王6.53技术特点215.1.3 组态王6.53系统要求225.
14、2组态页面建立225.2.1 组态工程的建立225.2.2设备的定义235.3组态王画面设计265.4 小结27总结28参考文献29附录A30附录B34致谢41XX学院本科毕业论文 （设计）前言在现代工业中，矿山选料是一个相对复杂的工作流程。根据不同用户的需要，矿山选料系统需要你能够对矿山原料按不同种类特性进行分类，而且随着现在矿产加工精度程度越来越高，对矿山选料系统的区分精度要求也变得更高。这就要求选料时要对不同种类矿产原料进行区分。利用自动化控制选料系统提高选料系统产品的效率和稳定性。Plc编程，它将一类编程的存储器，用于存储内部程序，执行顺序控制、逻辑运算、定时、计算与算数操作等面向用户
15、的指令，并通过模拟或数字式输入/输出控制各类型的机械设备和工业生产过程。它具有抗干扰能力强、可靠性高、 功能完善、适用性强、体积小、重量轻、能耗低、维护方便、容易维修、控制精度高、便于与计算机通信并且能适应复杂严酷的环境。组态软件是一种集数据采集和过程控制的专用软件，它融合过程控制设计、现场操作和工厂资源管理与一体具有实时数据库、实时控制、开放数据接口，能够进行通讯及联网、对I/O设备也广泛支持。采用组态软件对工业生产过程进行监视控制，可以方便用户对整个工业流程的控制，提高工厂的生产效率。矿山选料主要包括对矿产原料进行破碎，得到大小不同的矿料。再通过plc程序和组态监控将大小不同的矿产原料进行
16、分类输出。整个流程中需要控制破碎加工的环节，以便破碎加工设备对矿产原料按事先设定的参数进行破碎加工，生产出符合预期的矿山原料。当破碎后的原料不满足破碎要求时将返回再破碎，破碎后还将使用矿料筛进行筛选，使得符合预期尺寸的矿山原料被筛选出来。根据对矿山原料进行破碎、筛选大小的要求，可以将整个选料过程分为粗粒度破碎，中粒度破碎和细粒度破碎。本文主要介绍了运用plc为控制器和组态王软件的实时监控与数据采集对矿山原料进行破碎和筛分处理。包括矿山选料中粗粒度矿、中粒度矿，细粒度矿破碎筛分的plc代码编程、梯形图编写、I/O分配表以及组态界面的建立。本文设计思路清晰、原理简单、便于读懂实用，设计既可以提高矿
17、山选料的稳定性和效率，又满足选料要求的高精度性，及时找到选料过程中出现的问题并加以改正，可以弥补单纯的依靠人力的经验和技术水平的不足，为企业节省了人力物力，提高了生产的效率。1XX学院本科毕业论文 （设计）第一章 概述 1.1 课题来源和意义我们所在的XX州储藏着大量的矿产资源，特别是与我们相邻的个旧市更有“锡都”之称，有着2000年的开采历史。每年的矿产量也很大，但由于还采用以前选矿方式，对资源的浪费也很大。在现代工业中，矿山选矿是一个相对复杂的工作流程。根据不同用户的需要，矿山选料系统需要你能够对矿山原料按不同种类特性进行分类，而且随着现在矿产加工精度程度越来越高，对矿山选料系统的区分精度
18、要求也变得更高。这就要求选料时要对不同种类矿产原料进行区分，利用自动化控制选料系统提高选料系统产品的效率和稳定性。矿山选料直接关乎着矿的品味，矿产的多少，资源的回收利用是矿厂盈利的前提。选料水平的高低不仅与原矿产资源，机械设备，生产工艺等密切相关；控制流程，准确实时的数据在一定程度上也决定了选料的性能、水平和生产成本。矿上选料有粗粒度矿破碎（50-90mm）、中粒度矿破碎（30-50mm）、细粒度矿破碎（10-30mm）、研磨以及粗筛分、中粒度筛分、细粒度矿筛分、破碎监控、筛分监控等过程构成。在科学技术飞速发展的今天，传统的单纯依靠劳动力的时代已经满足不了社会的需要，把提高企业生产的效率和精度
19、依赖于人力的经验和操作上，不仅耗时耗力又没有保障。可编程控制器（plc）综合了计算机技术、通讯技术和自动控制技术，集逻辑运算、顺序控制、定时、计算与算数操作于一身，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类型的机械生产操作。具有抗干扰能力强、操作简单、可靠性高、灵活方便适于恶劣环境等优点。近年来，它还在机电一体化、工业自动化、传统产业技术等方面的应用越来越广，成为现代工业控制的三大支柱之一。矿山选料中矿产的破碎大小，筛分的粒度以及这一系列过程的监控用人力来控制都是很难实现的，而通过组态王的实时监控和数据采集以及plc编码的联锁保护、计时操作，电气控制却很方便。其控制程序可根据实际运行的情况、矿厂需要
20、来进行编写、调整，实用灵活、操作简单可靠，减少了大量人力物力，从而提高整个加工运行系统的经济性和可靠性。1.2 plc简介可编程逻辑控制器（plc）实质上是一种专门用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。 基本构成为中央处理单元(CPU)、电源、存储器、输入输出接口电路、通信模块、功能模块。工作过程可以分为三个阶段，输入数据采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。具有编程简单、功能性强、性价比高、使用方便、可靠性高、适应环境能力强等优点，广泛应用于工业环境，被称为现代工业技术的三大支柱之一。一开始plc只是用来替代继电器的简单控制装置，只能进行进行简单的逻辑、计数，定时操作。直到
21、20世纪70年代初期微处理器的出现，才使可编程控制器（plc）增加了运算和数据传送及数据处理功能。到20世纪70年代末期可编程控制器进入实用化发展阶段，其引入计算机技术，得到飞速的发展使它具有更高的运算速度、更小的体积以及更强的抗干扰能力还能进行模拟量运算，较高的性价比。20世纪80年代初可编程逻辑控制器广泛应用于先进的工业国家，到90年代中期，可编程逻辑控制器迎来了快速发展的时期，年增长率达到30%40%，同时plc数字运算能力、处理模拟量能力、人机接口能力和网络能力也得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。到20世纪末
22、期可编程逻辑控制器发展了大型机和超小型机、由此诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各式人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。1.3组态王软件简介组态王是一种新型的工业控制系统，监控系统软件。它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它是完成过程控制与数据采集的专用软件，它以计算机为基本工具，为实施数据采集、生产控制、过程控制提供基础平台和开发环境。具有数据采集和管理，过程监控报警，报表等功能其易于扩展、适应能力强，开放性强，已被广泛工矿业环境。1.4 论文研究的主要内容传统矿山选料根据人类积累的经验进行分析和判断，以实现矿山选料的
23、过程加工控制。这种方法容易造成选料的不彻底，效率低下，会对资源造成浪费，已经满足不了现在工业发展的需求。本文以人工的控制经验为基础将其转化成系统的控制代码，加以组态页面的实时监控，和数据的采集不断改进，以求得到最优数据，求得企业的最大利益化，资源的最大利用化。其具体内容如下：（1）利用plc技术实现矿山选料的自动化控制（2）设计基本流程，编写代码以及I/O分配（3）建立相应的组态页面，进行实时监控55第二章 矿山选料系统 2.1矿山选料工艺流程2.1.1选料的概念及主要流程分析刚从地下开采出来没经过处理的矿石叫做原矿产，原矿产一般都包括含有用物质的矿产和一般的石头组成。原矿产的品位既含有用物物
24、的百分点一般都比较低，不能直接进行冶炼，需要先进行破碎加工处理，得到粒度不同的矿产再除去所含脉石和有害物质，最终得到所需精矿。4 矿山选料的作业流程主要包括：原矿产的破碎与筛分，原矿产进行研磨和分级。破碎过程根据破碎粒度的大小又可以分为粗粒度矿破碎、中粒度矿破碎、细粒度矿破碎以及相应的粗粒度筛分、中粒度筛分和细粒度筛分。原矿产进行研磨是破碎过程的继续，也是矿产在选别前的最后一次加工。磨矿的目的是要使矿产原料中有用的矿物质单独分离出来。磨矿的好坏直接影响到选矿的指标。2.1.2 矿山选料的工艺流程图矿山选料是将原矿产按不同粒度大小进行破碎、筛分，研磨的过程，已得到矿物质比较集中，分类比较明确的矿
25、产，其工艺流程图如图2-1。N开始送入矿产原料Y设定粗选矿参数原矿产进行粗破碎是否满足粗破碎原矿产粗粒度筛分原矿产进行中粒度破碎是否满足中粒度破碎原矿产进行中粒度筛分原矿产进行细粒度破碎是否满足细粒度破碎原矿产细粒度筛分原矿产进行研磨结束粗粒度矿细粒度矿中粒度矿NYYN图2-1 系统工艺流程图 原矿产一般由较大的均匀不一的矿产原料组成，用振动给料机匀速的将矿产原料投入到破碎车间进行破碎，破碎机可以将原料破碎成尺寸不一的矿料。而不同尺寸大小的矿料将作为不同类型的矿料输出品。根据破碎和筛分的要求，我们将矿山选料的破碎过程分为粗粒度矿破碎、中粒度矿破碎、细度矿破碎和山原料的研磨。破碎过程中对不满足破
26、碎要求的矿山原料要返回重新破碎处理，直至满足破碎要求，再将其通过皮带运输到下一个环节处理。一般情况下矿产原料粒度大小划分如表2-1所示。表2-1原料粒度大小划分序号类型直径（mm）1粗粒度矿50902中粒度矿30503细粒度矿10304矿粉0102.1.3主要机械设备矿山选料的主要过程包括上料、破碎、筛分，研磨，其主要设备由震动喂料机、破碎机、筛分机和皮带运输机组成。（1）喂料机喂料机是实行自动化流水作业的必备设备，一般有分敞开型和封闭型两种，振动给料机可以把块状、颗粒状物料从料仓中均匀、连续地喂料到受料装置中。矿山选料用的振动喂料机主要用于把矿产原料从贮料仓中均匀的供给破碎机。在矿山选料控制
27、系统中，喂料机连续均匀的喂料不仅保证流水线持续不断的运行，还避免啦由于给料过猛造成的阻塞。喂料机在操作时应严格按照安全操作规章进行，给料机使用前须检查各部分运转部分、胶带搭扣和承载装置是否正常，防护设备是否齐全，胶带应在启动前调到合适长度，机械运转时严禁用手触摸，人应该站在安全距离以外。本文选用型号为GIT1356的振动给料机。（2）破碎机矿山选料控制系统中选用破碎机主要是反击式破碎机（AST-E4836）和对辊破碎机(2PG400250)。反击式破碎机主要是利用冲击能量来破碎物料，工作时，转子在电机的带动下高速运转，物料进入板锤作用区时，和板锤发生碰撞破碎，又被送往反击装置进行再一次破碎然后
28、又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎，如此重复直至破碎到所需粒度。反击式破碎机具有体积小，破碎完全，生产率高、生产能力大，生产成本低等优点非常适合矿山选料的一次破碎。对辊式破碎机结构简单破碎合理辊面上的齿形，尺寸，排列可随物料性质的改变而改变避免过度粉碎，两辊间装有楔形和垫片调节装置可以对出料粒度进行调节。对辊式破碎机结构简单、噪声小、密封性好、检修方便，成本低而且破碎粒度便于调节。（3）皮带运输机是运用皮带的无极运动运输物料的机械，主要由滚筒提供动力，用于将物料连续均匀的在各车间运行。皮带运输机运行时皮带容易跑偏，运用时应注意日常保养。2.2 矿山选料过程控制分析 据矿山选料工艺流程特点，
29、矿山选料过程的自动控制主要包括：破碎机的自动控制，筛分的自动控制，研磨的自动控制以及皮带运输的自动控制；破碎过程的监控、筛分的监控，研磨过程监控。2.2.1 影响矿山选矿过程的因素（1）选料过程中参数的选择选料过程中参数的设定与读取是保证破碎与筛选精确度的前提，通过多次试验，准确合适参数的设定将尽最大限度的避免再破碎和又一次的筛选，它直接提高选料的效益，避免资源的浪费。破碎的太大有用矿物无法与脉石实行分级，粒度太小又会使有用矿物质严重的粉碎造成其浪费，破碎的粒度大小将直接影响矿的品位，矿山的生产率。（2）过程控制中时间的设置选料过程中时间间隔的设定将直接影响到选料的正常运行，以及选料的工作效率
30、。时间设置的过长可能导致机械设备做过多的无用功，过分闲置，影响生产的工作效率；然而时间设置的过短，将可能引起机械堵塞，使得电机烧毁，损坏机械设备。合适的时间设置是选料过程得以正常运行的前提也是矿厂实现利益最大化的保障。2.2.2矿山选料过程控制存在的问题(1)矿石粒度和性质多变矿石原料一般含有多种矿产在里面，且开采过程中无法配矿。破碎过程中将有较大的波动，直接影响到破碎机的处理能力和破碎后的粒度大小。不同矿产的硬度不同破碎过程中很可能是硬度较小的矿物质过度粉碎，而硬度太大的矿产又保持较大的粒度，给筛分和研磨带来不便。（2）破碎机和筛选参数的设置破碎粒度和筛分粒度参数的检测设置将直接影响到整个选
31、料过程的精度，但破碎粒度大小的检测是一个存在于现实中的难题。大多只能凭经验而设定而不能根据实际情况具体调试。一般受资金和技术的限制，矿山选料使用的计量各种粒度矿料流量检测的精度不高，制约着选料控制精度的进一步提高，影响到选料过程的稳定运行。(3)根据编写的代码和选料控制系统的工作运行状况实现对选料系统的精准控制实现对选料系统的精准控制，不仅操作人员有更高的理论水平和实际操作水平，改掉以往不好的操作习惯，减少一味的依赖经验操作的不确定性，还的要求管理层有丰富的知识，精准的判断，以及采进先进的设备。2.3矿山选料的控制系统矿山选料控制系统由上位机和下位机构成，上位机包括中央控制室和现场车间控制两部
32、分组成。中央控制室安装专业的组态监控软件和plc控制柜，它可以监控整个生产流程，控制各个车间操作，同时接受各个车间反馈回来的参数并通过pc控制计算机接受用户的指令和参数，实现对plc控制的操作和管理。现场车间接受由plc控制器通过控制总线将中央控制室的信息命令传递到各个车间。为了矿山选料的各个车间能准确接受plc控制器发出的指令，在中央控制室和控制车间增加了一个控制柜。考虑到矿山环境恶劣，布线不方便，而通信又不能中断，所以在现场和中央控制器间采用无线通信的方式。另外考虑到生产车间分布广，需采集的数据量大，而采用电缆传输信号有限，所以在各生产车间采用Profibus现场总线。Profibus现场
33、总线是一种高速低成本的控制总线，它能为用户提供多个设备之间的通信，其通信方式支持工业控制中的绝大部分通信模式。矿山选料控制系统如下图2-2：Plc控制器Pc控制计算机中央控制室监控车间研磨车间筛分车间破碎车间电气控制柜控制总线（Profibus-DP）研磨监控细粒度矿中粒度矿粗粒度矿 图2-2矿山选料控制系统2.4控制系统通讯方式在系统运行过程中，上位机与plc的通信是整个设计比较核心的部分。它涉及到中央控制室的命令、数据如何传递到现场操作车间，加工运行车间的运行状况又如何反应到中间控制室，实行远程操作。2.4.1数据通信数据通信是以“数据”为业务的通信系统，它是计算机技术和通信技术发展相结合
34、、相渗透的产物，随着计算机远程技术的发展，它实现了计算机与计算机，计算机与终端之间的信息传递。矿山选料控制系统就是通过数据传输实现对工作现场的在线操作与在线监控。实现中央控制室与上位机间，中央控制室与plc控制器之间的通信。把中央控制室工控机的指令数据传递到各个车间，让各个车间尽然有序的运行，同时监控各个车间，掌握现场的工作状况。2.4.2数据通信的分类数据通信按每次传送的位数分为并行通信和串行通信；按路上的传输方向可以分为单工、半双工与全双工通信。并行通信是一次同时传送多位数据，具有速度快，处理简单等优点但其因成本比较高不适宜远距离通信。串行通信一次只传送一位二进制的数据，虽然传输的速度很慢
35、，但因造价成本较低适合于远距离输电。单工通信只支持数据在一个方向上传输，双工通信允许数据在两个方向上传输，但在同一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种可切换方向的单工通信，全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收数据。矿山选料中要求数据准确、迅速到达传输位置，以第一时间反应数据传输的内容，所以一般采用并行通信和全双工通信的方式。2.4.3现场总线现场总线是应用在生产现场与控制室之间实现双向串行通信的系统。它可以实现全数字化通信，分布式操作，它可以实现多个变量信息的传送。Profibus作为现场总线的标准，由于其容易实现快捷，低成本的
36、安装，便于保养和维修，方便组态可以准确、可靠地诊断数据实行数据传输已被全世界广泛使用。1111XX学院本科毕业论文 （设计）第三章 plc控制系统硬件设计 3.1plc控制系统矿山选料控制系统是个复杂，广阔的地方，各个加工车间也相距较远而控制系统需要将各个加工车间连接控制起来，为了提高控制的可靠性和整个矿山选料控制系统的灵活性，我们对各个控制系统采用基于分布式的plc控制硬件结构。基于plc控制系统的硬件结构中，最核心的部分是plc处理器的选型的设计和设计。综合矿山选料是由上位机和下位机组成，而上位机要为用户提供基于plc的控制计算机以便使用户通过pc计算机更加灵活的向矿山选矿系统输入所需参数
37、。而plc控制与上位机间的通信采用网线进行通信。为了plc控制器可以接受到上位机传递的信息，所以必须在plc处理器和上位机间安装一个以太网芯片，实现将上位机的网络数据转化为plc处理器能够处理的数据。根据设计的要求，本文选取了型号为FX2N-64MR的plc处理器。在实现plc控制与各控制单元间的控制电路时由于矿山面积大、车间分布广，需采集的数据量大，而采用电缆传输信号有限，所以需采用基于总线的控制方式。Plc技术主要以日本的三菱公司和德国的西门子公司为代表，而以三菱在中国的使用更为广泛。三菱plc是日本三菱公司三菱电机在大连的主力产品，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运
38、算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其价格比较便宜，编程容易上手但编程软件稳定性较差，灵活性不行。而西门子plc是德国公司生产的可编程控制器它具有编程灵活，语言丰富，软件稳定性比较好，但其价格比较昂贵。3.2 plc的硬件构成1 Plc的硬件主要中央处理器（cpu）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源组成。中央处理器是plc的核心部件，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。（1）中央处理器（CPU）CPU是plc的核心，不同plc配置
39、的CPU一般不同它分为通用处理器、单片微处理器和位片式微处理器。小型的plc大多8位采用微处理器和单片微处理器；中型的plc大多采用16通用微处理器或单片微处理器；大型plc一般采用高速位式微处理器。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制的要求。CPU主要的作用是充当plc的大脑指挥plc有条不紊的工作，接受编程器输入的用户程序和数据；诊断plc的内部故障和语言编译错误；读取用户指令、编译，执行；并根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。（2）存
40、储器存储器分为随机存储器RAM和只读存储器ROM.其主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。（3）输入/输出单元输入/输出单元也称I/0单元或I/O模块，PLC与工业操作现场之间的连接部件，操作现场通过输出单元将各种数据传递给plc，plc以这些数据作为对被控对象控制的依据，同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。（4）通信接口Plc的通信接口一般都有通信处理的功能。Plc通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它Plc、计算机等设备实现通信。Plc与监视器连接，可以将监视器监控道德画面传送到计算机，形成图片显示出来，方便管理操作；plc与打印机相连可以将文字、图片，
41、文档等输出打印机，plc与其他plc相连，可以组成大片的控制区域，组成网络；与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。（5）电源Plc自配开关电源，以供内部电路使用。它以外部电源相比，更具稳定性，抗干扰能力更强。3.3 plc的基本功能随着自动控制技术、计算机网络技术的飞速发展，plc的功能也日益增多。其基本功能如下：（1）逻辑控制功能逻辑控制是plc比较基本的应用。它不仅可以取代传统继电器控制装置，还可以取代顺序控制和程序控制。它具有强大的逻辑运算，提供与、或、非等逻辑运算指令。可以实现继电器的开段控制，（2）闭环校制功能PLC具有D/A转换、A/D转换、算术运算以及PI
42、D运算等功能.可以方便地完成对模拟量进行开环控制和闭环控制。（3）)定时、计数控制功能.Plc中通过各种定时器、计数器可是实现对程序延时，循环，计数处理。定时器、计数器可以在编译时设置，也可以在运行时修改，灵活方便。（4）)数据处理功能PLC可以实现算术运算、数据比较、数据传送、移位、数据转换、译码、编码等操作.有的还可实现开方、PID运算、浮点运算等操作.3.4 plc选型Plc控制系统的硬件设计中最核心重要的部分就是plc的选型。基于矿山选料系统是由中央控制室和车间控制室组成，中央控制室需要通过命令语言准确、快速地命令车间动作，车间控制室需要为中央控制室提供准确的数据，整个控制系统属于小型
43、的控制，要求有较高的灵活性，控制速度快，适应能力强，高可靠性，易于维护和改动，所以我们采用三菱类型的plc来实现矿山选料控制系统的控制。又根据矿山选料系统的I/O分配表知道矿山选料系统有17个输入点28个输出点。因此选用FX2N-64MR的plc。FX2N-64MR的plc比较容易编程，能够通过编程好的程序实现对各模块单元的准确快速控制，可靠性、性价比也很高，比较适合矿山选矿这个恶劣复杂的环境。FX2N-64MRplc在输出端本身就有电源，所以不需要外接电源，而在输出端需要外接电源。15第四章 软件设计 4.1系统流程矿山选料是通过破碎、筛分，皮带运输机安装一定的时序运转来处理矿产原料的，其主
44、要的任务是为选矿做准备，把矿产原料破碎成大小不一的矿，再通过筛分机按破碎力度的大小将其分为粗粒度矿、中粒度矿和细粒度矿，使富含有用矿物质的原矿产更容易集中。其主要设备有振动喂料机、强力反击破碎机、双辊破碎机，振动筛分机，皮带运输机等。根据生产的实际情况，防止物料堆积和造成堵塞浪费，本矿山选料控制系统采用逆序启动，顺序停止，启动中设有手动启动和自动启动两种选择，为了应对紧急情况还设有紧急停车按钮，各车间也设有启动和停止操作。4.1.1系统故障分析处理 机械故障是生产过程中十分常见的情况，在自动化程序设计过程中我们必须考虑，合理及时的发现解决故障可以很好的保护机械设备，提高生产效率。矿山选料过程中
45、一般的机械故障有：给料机的卡死、电机的烧毁；皮带运输机的跑偏、皮带损坏以及超载；振动筛的阻塞、晃动、撕裂,振幅较低；破碎机的震动、卡死等。为了不扩大损失，及时恢复正常生产，我们在系统中设置故障报警，在皮带运输机中设置双向跑偏开关，皮带秤，在各机械设备中设置速度检测传感器，当皮带偏离XX0度或速度骤减即时实现系统报警，管理人员听到报警在根据判断采取相应的处理措施。4.2plc程序设计4.2.1 SWOPC-FXGP/WINC-C编程软件概述本文采用的编程软件是三菱FX系列可编程控制器的编程软件SWOPC-FXGP/WINC-C，可在Windows3.1及Windows95、98等平台下运行。SWOPCFXGP/WINC编程软件可以协助用户完成开发应用软件，可通过线路符号，列表语言及SFC符号来创建顺控指令程序，建立注释数据及设置寄存器数据。创建顺序控制指令程序以及将其存储为文件，用打印机打印。该程序可在串行系统中与可编程控制器进行通讯、文件传送、操作监控以及各种测试功能。4.2.2 SWOPCFXGP/WIN基本构成SWOPCFXGP/WINC主要由下列几部分构成：(1)SWOPCFXGP/WINC系统操作软件，装在两张容量为1.44MB的3.5英寸软盘上。(1)操作手册、软件登记卡。(
