重庆科技学院本科生毕业设计
行程序调试和仿真。
在西门子的系统框架中，WINCC V6.0属于独立产品，在西门子的全集成自动化架构中，为了能够和PLCSIM V5.3、STEP7 V5.4进行通信，必须做相关的设置，具体内容如下：
①在安装WINCC6.0时，必须选择自定义安装，再选择通信组件中的AS-OS Engineering项。该项目的主要作用是在STEP7和WINCC中传送数据。
②WINCC V6.0和PLCSIM V5.3、STEP7 V5.4的通讯，目前只支持MPI协议，因此在构建仿真对象前，必须在WINCCV6.0的MPI下建立新的连接，并对MPI的相关属性进行设置，这些设置必须和PLCSIM V5.3、STEP7 V5.4中对MPI地址中的相关属性设置相一致。可以通过WINCC6.0自带的通道诊断工具来查看WINNCC6.0和PLCSIM V5.3的通信情况，如果其中关于PLCSIM的通道为绿色的话，说明连接正常，可以开始进行仿真系统的构建。
6.2 控制程序仿真调试过程 6.2.1 主油泵控制程序调试
由于1#主油泵与2#号主油泵工作一样，所以以1#主油泵工作为例介绍。表6.1为1#主油泵的详细调试步骤。
表6.1 主油泵调试 调试步骤 前 提 执行内容 将油泵的空开（I3.0）和行程开关合上(I0.0) 将模式切换开关切换到本地控制，即油站本地/远程选择（I2.6）,按下1#主油泵启停按钮(I2.0)，并启动溢流阀（Q13.2）2S，2S之后停溢流阀,然后主油泵主接触器(Q12.0)动作使得电机进行Y型（Q12.1）启动，工作2S后停止Y型，100MS后启动三角型接触器（Q12.2）,1#主油泵启动。再次按下1#主油泵启停按钮，先启动卸荷阀（Q13.2）2S,然后停止主接触器（Q12.0）和三角型（Q12.2），2S之后停卸荷阀。 就地控制 将模式转换开关切换到HMI控制，即I2.6、I2.7都不接通，按下HMI启HMI控制 动主油泵控制按钮主油泵将进行如同就地控制步骤所述的起泵，按下HMI停止按钮，主油泵将会如就地控制停泵步骤执行停泵动作。 将模式转换开关切换到DCS控制(I2.7接通)，则可通过远程DCS控制起停泵。按下启动按钮，将会启动1#泵，按下停止按钮，将会停止1#泵的运行，DCS控制 再按下启动按钮，将会启动2#泵……，从而使两台主油泵设备轮流工作，保证工况的可靠运行。 当正在运行的泵工况出现异常后，系统将会首先停止该泵的运行，然后切换到另外的泵继续运行，此时系统将会发出报警指示，并且在HMI上给予报警指示，此时控制系统被锁定，当解除故障后，需要按一下PLC控制柜上的报警解除按钮方可使控制系统回到正常的状态。 备注 26
系统调试
6.2.2 冷却泵、电加热器控制程序调试
由于1#，2#冷却泵工作情况一样，所以1#冷却泵为例。
表6.2 冷却泵与电加热器的调试
控制对象 事件 冷却泵 油温大于60° 油温小于40° 电加热器 油温小于20° 油温大于40° 自动起动条件 自动停止条件 控制模式切换到本地控制，按下1#控制模式切换到本地控制，按冷却泵启停按钮，首先打开冷却水阀，下电加热器启停按钮，电加热器启本地控制 然后1#冷却泵电机工作，再次按下1#起动运行，再次按下本地启停按钮，停按钮时，1#冷却泵电机停止运行，并电加热器停止运行。 且关冷却水阀。 HMI控制 将控制模式切换到HMI控制时，其控制方式与本地控制类似，在HMI监控画面上将会给予其运行状态指示。 将控制模式切换到HMI控制时，电加热器控制模式与本地控制类似，在HMI监控画面上将会给予状态指示，并且绘制出油温历史曲线。 如冷却泵控制类似，当切换到DCS控制时，考虑到控制工艺，此时电加热器将进入自动控制模式，当油温低于20度时，将会自动启动电加热器，当油温高于40度时，将会停止加热器的运行。 DCS控制 控制模式切换到DCS控制时（I2.7接通），考虑到控制工艺，此时冷却泵将进入自动控制模式，当油温高于60度时，将会自动启动冷却泵，当油温低于40度时，将会停止冷却泵的运行。 6.2.3 隔离门调试方法与步骤
隔离分为本地控制、HMI控制、远程DCS控制，由于4个距离门控制方式相同，以1#隔离门控制为例说明。
控制方式 表6.3 隔离门控制调试 事件 按下隔离门开门 (1#隔离门本地开门)按钮,开Q15.0（1#隔离门开门电磁阀）接通，同时1#隔离门开门指示信号置接通，当开门到位I6.4、隔离门本地停止按钮I7.6、DCS紧急停车I2.5时，Q15.0断开，当开门到位I6.4接通时，要使1#隔离门开门到位的指示信号置1，开门电磁阀与关门电磁阀进行互锁。 按下隔离门上1#隔离门开门按钮，此时，1#隔离门开门电磁阀接通，当1#隔离门开到位信号有效时，1#隔离门将停止运行；按下1#隔离门关门按钮时，1#隔离门关门电磁阀接通，将进行关门动作，当后退到位时，隔离门停止动作。开门电磁阀和关门电磁阀进行了互锁。 HMI 远程DCS控制 HMI控制方式与本地控制类似，此处不再叙述 DCS控制与本地以及HMI控制类型，此处不再叙述。 27
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6.2.4 除渣机调试方法与步骤
本系统具有两个除渣机，控制方式相关，因此以1#除渣机调试为例进行说明。
表6.4 除渣机控制调试
控制方式 事件 本地手动（I4.0、I4.1都不接通）：按下1#除渣机手动前进按钮时，除渣机将会执行前进动作，当前进到位时，停止运行，按下1#除渣机手动后退按钮时，除渣机将会执行后退动作，当后退到位时，1#除渣机停止运行。 本地本地自动（I4.0接通）：按下1#除渣机自动启动按钮时，1#除渣机将会执行后控制 退操作（自动初始化），当后退到位时，1#除渣机将会暂停几秒钟（时间可由HMI或者DCS远程设置），然后向前运行，当前进到位时，将会暂停2S后，再执行后退操作，周而复始。当按下自动停止按钮时，1#捞渣机将停止当前的动作。 当切换到HMI控制时，除渣机可以由HMI监控画面进行监控，HMI控制与本HMI地控制相似，在此不再详细叙述。 控制 远程 当除渣机控制箱切换到远程控制时，油站切换到DCS控制时，可由DCS控制除渣机的自动启停。控制方式与本地以及HMI控制类似，此处不再详细叙述 6.2.5 炉排/给料器控制程序调试
表6.5 炉排/给料器调试
控制方式 前进 转转换开关SA6将其打在手动进，然后启动给料器1和1列上炉排，再通过速度增大按钮I17.2和速度减小按钮I17.3，通过数据处理，将前进后退速度通过仪表进行显示。如果1#给料器1#油缸和2#油缸都前进到位，则1#给料器前进到位停止，1列上炉排如果前进到位，则自动停下，在前进的过程中如果有急停和停止按扭按下则停止油泵动作。 旋转转换开关SA6将其打在手动退，然后启动给料器1 I17.4和1列上炉排I18.0，再通过速度增大按钮I17.2和速度减小按钮I17.3，通过数据处理，将后退速度通过仪表进行显示。如果1#给料器1#油缸和2#油缸都后退到位，则1#给料器后退到位停止，1列上炉排如果后退到位则停下，在前进的过程中如果有急停和停止按扭按下则停止油泵后退。 单动控制：当油站切换为HMI控制时，则给料器/炉排可由HMI进行控制，在前进/后退速度输框中可以设定前进/后退的速度（0-100），点击相应的前进/后退按钮，可以控制给料器/炉排的前进或者后退。 HMI 联动控制：将给料器/炉排控制模式设置为联动控制时，可以在联动前进/后退速度输入框中设定前进/后退的速度，点击启动按钮，则给料器/炉排将会执行联动动作，联动的间隔时间可以在相对应的输入框中进行设定。当按下停止按钮时，给料器/炉排停止当前的动作。 与HMI相似，因此不再叙述。 炉后本地 远程 比例阀控制信号为4~20mA，与PLC DA输出数字量对应关系如表6.6所示：
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表6.6 控制量与阀位对应关系
动 作 后退（4~12mA） 前进（12~20mA） 度最快。
PLC输出控制数字量 0~13824 13824~27648 注：当控制信号为4mA时，后退速度最快，当控制信号为20mA时，前进速
6.2.6 料层控制程序调试
系统为两列料层，由于本地没有设置就地控制箱，因此料层只可以通过HMI和DCS进行控制，料层的调试过程如表6.7所示。
表6.7 料层控制的调试
控制方式 事件 HMI 将油站切换到HMI控制时，可以对料层进行HMI控制，按下1#料层开按钮时，1#料层油缸前进，当前进到位有效时，1#料层油缸停止运行，当按下1#料层关按钮时，1#料层油缸后退，当后退到位有效时，1#料层油缸停止运行。在料层监控画面上可以看到料层运行的状况。 远程DCS 将油站切换到DCS远程控制时，可以通过DCS远程操作料层，其操作方式与HMI控制相似，在此不再详细叙述。
6.3 本章小结
本章介绍了垃圾焚烧炉液压站及其炉排驱动控制中的主要控制对象的控制方法和调试过程。分别使用PLCSIM和自行设计的HMI对液压站控制系统的工作过程和基本功能进行了调试、验证和部分测试。仿真结果表明，本文的设计达到了预期的目标。
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7 总 结
由于我国垃圾焚烧发电技术应用起步较晚，技术相比于国外还比较落后，但是最近几年发展迅速，因此对于本课题进行研究具有现实的意义，本课题以实际的工业应用为背景，设计了一个垃圾焚烧炉液压站及其炉排驱动的控制系统，论文在分析垃圾发电流程，尤其是相关的炉排驱动控制工艺的基础上，提出了合理的设计方案，仿真结果表明其可以达到预期的目标。
本文主要做了如下工作：
① 系统整体方案设计。通过参考国内外相关的文献，通过指导老师讲解实际的工程应用和开发经验的基础上，对系统的整体方案进行了规划和设计，确定了垃圾焚烧炉液压站控制系统的设计方案，并在此基础上分析了系统要求。
② 垃圾焚烧炉炉排系统硬件选型和电气原理图设计。根据垃圾焚烧炉的系统的容量，对主油泵接触器、空开进行选型设计，对星三角启动的时间从理论上进行整定。在直流电源系统设计时，根据驱动的要求，以及输入输出控制的要求最终确定直流电源的容量。CPU选型和数字量、模拟量输入输出模块的选型则根据整个系统输入输出点数的设计和余量要求来确定。基于选择的硬件，完成了整个电气图设计。
③ 软件设计。首先对每个主要控制设备的控制要求进行要析，在可靠性的基础上，利用西门子的STEP7设计了各个模块的控制程序。主要包括：主油泵的启停、电加热器及冷却泵的启停控制、料层启停控制、除渣机控制、隔离门启停控制、炉排以及给料器单动/联动控制。为了便于监控，利有WinCC设计了本地监控系统，同时，为了实际整个工厂的全自动化运行，为DCS远程控制提供了接口。
④ 系统调试。首先利用PLCSIM对系统进行仿真调试，其次利用自行设计的HMI输入输出信号对系统进行模拟仿真。
由于初次接触实际工程项目，在设计中遇到许多困难：对整个控制工艺的了解和掌握，设计是否满足实际的工业控制要求，而且由于对PLC控制系统之前接触较少，在编写PLC底层驱动程序时，也遇到了很多技术上的问题。但是通过指导老师的指导以及与同学交流，最终问题得到解决。
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