自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)選煤廠加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))選煤廠加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 自動(dòng)化 申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 學(xué) 年 級(jí) 2008級(jí) 摘要摘 要 大型、高效、耐用的選煤設(shè)備，已成為現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)資源不可缺少的一部分。無論是煉焦煤還是動(dòng)力煤，都必須進(jìn)行洗選或篩分。加壓過濾機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)圓盤式真空過濾機(jī)置于一個(gè)密封的圓筒狀加壓倉(cāng)內(nèi)，將過濾動(dòng)力由真空改為壓縮空氣進(jìn)行過濾的一種固液分離設(shè)備。在加壓過濾機(jī)內(nèi)部的落料部位下方有刮板輸送機(jī)，在加壓倉(cāng)下部裝有排料裝置，需要過濾的煤水混合液由給料泵輸送到加壓倉(cāng)內(nèi)部的液體槽中，待槽內(nèi)的液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)開始啟動(dòng)主軸電機(jī)進(jìn)行脫水作業(yè)。加壓倉(cāng)內(nèi)部沖有

2、一定壓力的壓縮空氣，在濾盤上，通過分配閥與連通大氣的汽水分離器形成壓力差，于是在加壓倉(cāng)內(nèi)部的壓力作用下，槽體內(nèi)的液體通過浸入煤水混合液中的過濾介質(zhì)排除，而精煤顆粒則被收集到過濾介質(zhì)表面形成濾餅，隨著主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在某個(gè)區(qū)域經(jīng)過干燥后到達(dá)反吹落料區(qū)，濾餅落到刮板輸送機(jī)上，由輸送機(jī)把濾餅收集到排料裝置的緩沖艙，從而進(jìn)入排料過程，由排料系統(tǒng)把精煤排出艙外。如此按照以上的過程連續(xù)運(yùn)行，整個(gè)脫水過程自動(dòng)完成。本論文就是針對(duì)加壓過濾機(jī)的上述工作過程設(shè)計(jì)出的一套加壓過濾機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)。通過選擇合適的控制器和控制算法進(jìn)而使加壓過濾機(jī)連續(xù)自動(dòng)的進(jìn)行批量生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:選煤設(shè)備,加壓過濾機(jī),自動(dòng)控制,plc

3、36abstractabstract a large, efficient, durable coal preparation equipment modernization has become an indispensable part of coal mineral resources. whether the coking coal or coal, must undertake washing or screening. pressure filter is essentially a disc type vacuum filter in a sealed the cylindric

4、al cabin pressure, driven by vacuum filter instead of filtering compressed air of a kind of solid-liquid separation equipment. in pressure filter internal blanking position of scraper conveyors, have under pressure storage lower in discharging device, with the coal water mixture filtered by feeding

5、pump to pressurized warehouse internal liquid trough of groove, stay level gets to begin setting spindle motor to undertake dehydration homework. pressurized warehouse internal blunt as certain pressure in the compressed air filter plate, with connected by distributing the formation water separator,

6、 atmospheric pressure in poor, so pressurized warehouse internal pressure within the increment function, the liquid through dipped into the coal water mixture, and plant filter medium exclude was collected particle filter medium surface formation filter cake, with spindle motor rotation, in a certai

7、n region after drying arrives after counter blowing blanking area, filter cake fall scraper conveyor belt, the filter cake by discharging device to collect the buffer tank, thus enter discharging process. the plant by discharging system from outside cabin. so that the continuous operation in accorda

8、nce with the above process. the dehydration process automatically. this design is aimed at the working pressure filter process designed a set of pressure filter automatic operation of the control system. by selecting the right controller and control algorithm and the pressure filter continuously and

9、 automatically batch production.key words: coal preparation equipment, pressure filter, auto-control, plc 目錄目 錄1引言12加壓過濾機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r12.1過濾設(shè)備12.2加壓過濾機(jī)的發(fā)展22.3課題研究的意義23加壓過濾機(jī)簡(jiǎn)介33.1加壓過濾機(jī)的系統(tǒng)組成與工作特點(diǎn)33.2加壓過濾機(jī)工作原理74加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)84.1電氣控制系統(tǒng)圖簡(jiǎn)介84.2主電路設(shè)計(jì)94.2.1主電路控制系統(tǒng)分析94.2.2主電路硬件電路的設(shè)計(jì)104.3控制電路的設(shè)計(jì)114.3.1控制電路的基本要求114.

10、3.2控制電路設(shè)計(jì)125加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)205.1可編程控制器plc205.1.1 plc的產(chǎn)生、定義和分類205.1.2 plc的特點(diǎn)、主要功能及性能指標(biāo)225.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)236結(jié)束語(yǔ)29參考文獻(xiàn)30致 謝31本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1引言煤炭是重要的能源和工業(yè)原料，我國(guó)煤炭資源豐富，資源總量5157億噸。但是如果這些資源用法不當(dāng)，不但造成資源浪費(fèi)，而且造成環(huán)境污染，如何高效環(huán)保的利用煤炭資源已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以大型、高效、耐用的選煤設(shè)備，已成為現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)資源不可缺少的一部分。西方國(guó)家對(duì)煤焦精煤的灰分要求是5%8%。美國(guó)規(guī)定電站不準(zhǔn)使用硫分超過1%的動(dòng)力煤。

11、因此，無論是煉焦煤還是動(dòng)力煤，都必須進(jìn)行洗選或篩分,而過濾是選煤廠選煤的必要環(huán)節(jié)。過濾脫水技術(shù)是一項(xiàng)工業(yè)實(shí)際應(yīng)用性非常強(qiáng)的技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在，在世界的不同領(lǐng)域已經(jīng)開始應(yīng)用于工業(yè)性生產(chǎn)。就具體而言過濾裝置是一種用多孔性的過濾介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)固體，液體分離的設(shè)備，過濾器在處理過程中截留混合液中的固體顆粒，從而獲得較為純凈的液體或者是過濾后的固體顆粒，因而在各個(gè)工業(yè)場(chǎng)所應(yīng)用廣泛，如石油，化工，選煤，食品等方面5。而本次論文中主要針對(duì)選煤廠過濾機(jī)中的加壓過濾機(jī)進(jìn)行深入的研究。2加壓過濾機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r2.1過濾設(shè)備選多介質(zhì)過濾器也稱機(jī)械雜質(zhì)過濾器，是水質(zhì)預(yù)處理的主要設(shè)備之一。根據(jù)水質(zhì)的情況采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，以高

12、效去除水體中的懸浮物、膠體、泥沙、粘土、腐殖物、顆粒物等雜質(zhì)，降低水的濁度，達(dá)到水質(zhì)澄清的目的。過濾設(shè)備是多種過濾設(shè)施的通稱，指用來進(jìn)行過濾的機(jī)械設(shè)備或者裝置，常見于工業(yè)生產(chǎn)中。過濾設(shè)備總體分為真空和加壓兩類，真空類常用的有轉(zhuǎn)筒、圓盤、水平帶式等，加壓類常用的有壓濾、壓榨、動(dòng)態(tài)過濾和旋轉(zhuǎn)型等。選煤廠用的真空過濾機(jī)有圓盤式和圓筒式兩類，圓筒式又有內(nèi)濾，外濾和折帶3種，圓盤式有pg型和gp型。除了這兩種較為典型的過濾機(jī)外，還有一種利用機(jī)械力給礦漿施壓，使礦漿通過濾布實(shí)現(xiàn)固液分離的作業(yè)叫做壓濾脫水，濾餅水分22%左右，濾液近乎清水，適用于浮選產(chǎn)品等細(xì)粘煤泥的過濾脫水，也適用于濃縮后的過濾液和離心液脫

13、水。2.2加壓過濾機(jī)的發(fā)展(1)進(jìn)口加壓過濾機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r為了解決難于過濾物質(zhì)的脫水問題，加壓過濾技術(shù)一直引起世界上一些國(guó)家的重視，50年代德國(guó)已著手加壓過濾設(shè)備的基礎(chǔ)研究工作，以后，從60年代又開始在圓盤真空過濾機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行加壓過濾的研究，經(jīng)過多年的探索，80年代初，在加壓過濾的關(guān)鍵部件排料機(jī)構(gòu)及其密封技術(shù)上有了突破，于1986年過濾面積為96m2的第一臺(tái)加壓過濾機(jī)在德國(guó)正式投入工業(yè)運(yùn)行，荷蘭也曾與1985年生產(chǎn)出2臺(tái)過濾面積為60m2的加壓過濾機(jī)，用于浮選精煤脫水。這些設(shè)備充分顯示出產(chǎn)品水分低，處理能力大，能耗低和噪音小的優(yōu)點(diǎn)，并得到較快的發(fā)展6。(2)國(guó)內(nèi)加壓過濾機(jī)的研究發(fā)展?fàn)顩r二十世

14、紀(jì)七十年代中期，煤用加壓過濾機(jī)的研究被列為我國(guó)的研究課題，由唐山院承擔(dān)，由于政治、資金等原因，停止幾年，從1989年開始在借鑒國(guó)外技術(shù)和以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，用三年時(shí)間完成了中間試驗(yàn)，10m2實(shí)驗(yàn)室用加壓過濾機(jī)于1991年5月通過煤炭部的技術(shù)鑒定。山東煤礦萊蕪機(jī)械廠在1991年與唐山院簽訂了技術(shù)協(xié)議，共同研發(fā)60m2加壓過濾機(jī)，并且在1994年10月順利通過了原煤炭部檢測(cè)與考核鑒定。2.3課題研究的意義 (1)選題的目的洗煤是煤炭深加工的一個(gè)不可缺少的工序，從礦井中直接開采出來的煤炭中往往含有大量的雜質(zhì)，而洗煤就是將原煤中的雜質(zhì)剔除掉，或者將優(yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤進(jìn)行分門別類的一種工藝。經(jīng)過洗煤過程后所

15、產(chǎn)生的產(chǎn)品叫做精煤，這樣可以降低煤炭的運(yùn)輸成本，提高煤炭的利用率，而加壓過濾機(jī)是選煤行業(yè)的一種十分重要的設(shè)備儀器，它的主要作用是對(duì)經(jīng)過初選的煤水混合液進(jìn)行固液分離以便生產(chǎn)出高質(zhì)量的精煤。所以說加壓過濾機(jī)在精煤生產(chǎn)過程中起著十分重要的作用，作為一個(gè)比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，它包含了自動(dòng)控制，自動(dòng)檢測(cè)，傳感器應(yīng)用，plc應(yīng)用等專業(yè)知識(shí)，通過對(duì)本課題的研究，不僅可以對(duì)選煤廠的生產(chǎn)流程工藝進(jìn)行優(yōu)化，還可以對(duì)選煤廠的加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。 (2)選題的意義我國(guó)的選煤產(chǎn)業(yè)在過去的20年得到了很大的發(fā)展，選煤廠的設(shè)計(jì)能力和人均選煤量均位居世界前列，但是總體來說我國(guó)的選煤產(chǎn)業(yè)距離世界先進(jìn)國(guó)家來說還存

16、在一定的差距，例如原煤入選比例較低，商品煤灰分較高，生產(chǎn)技術(shù)比較落后，生產(chǎn)工藝自動(dòng)化水平低。而本課題恰恰是解決這些問題的，一個(gè)先進(jìn)的加壓過濾機(jī)不僅可以提高生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化水平，還何以在很大程度上影響精煤的質(zhì)量，通過使用plc對(duì)加壓過濾機(jī)的各個(gè)參數(shù)的控制，進(jìn)而對(duì)以前的專業(yè)課知識(shí)加以綜合運(yùn)用，另外對(duì)選煤廠的生產(chǎn)工藝流程以及中國(guó)選煤行業(yè)的現(xiàn)狀加以了解熟悉。同時(shí)也希望通過本次畢業(yè)論文為自己將來的工作學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3加壓過濾機(jī)簡(jiǎn)介3.1加壓過濾機(jī)的系統(tǒng)組成與工作特點(diǎn)加壓過濾機(jī)由主機(jī)部分和輔機(jī)部分組成，其組成特點(diǎn)與工作特點(diǎn)分別介紹如下：(1)主機(jī)部分盤式加壓過濾機(jī)主機(jī)主要由圓盤過濾機(jī)、加壓倉(cāng)、刮板輸

17、送機(jī)、液壓系統(tǒng)、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、排料裝置、反吹裝置、清洗裝置、氣水分離器及電控系統(tǒng)組成。如圖3-1所示，現(xiàn)分別介紹如下：1）刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)是把從濾盤上卸下的濾餅輸送到排料裝置的設(shè)備，上有托鏈道，下有壓鏈道，底面鋪微晶耐磨鑄石板，尾部設(shè)有斷鏈報(bào)警裝置。刮板鏈設(shè)有張緊裝置，鏈條伸長(zhǎng)時(shí)，可通過該裝置張緊。電機(jī)與減速機(jī)通過法蘭直接聯(lián)接，便于拆卸。減速機(jī)為硬齒面專用減速機(jī)，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)。2）排料裝置 排料裝置是加壓過濾機(jī)的關(guān)鍵部件。該裝置主要由上、下倉(cāng)體，上、下閘板，上、下密封圈組成。通過上、下閘板的交替運(yùn)行，在保證加壓倉(cāng)壓力穩(wěn)定的前提下，物料以間歇的方式排出倉(cāng)外，從而實(shí)現(xiàn)排料裝置的連續(xù)運(yùn)行。

18、3）加壓倉(cāng) 加壓倉(cāng)是一類壓力容器，是由兩個(gè)鞍座支撐，兩鞍座的下平面直接在承重作用梁上，倉(cāng)體上設(shè)有安全閥8。加壓倉(cāng)的一端有一可拆卸聯(lián)接，以便從該處裝入刮板機(jī)、過濾機(jī)等大部件，照明及三面維修平臺(tái)一般設(shè)在倉(cāng)內(nèi)，通常的檢修都在倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行。為了便于工作人員及零部件的進(jìn)出，在兩端封頭上設(shè)有1000mm人孔。為了在工作時(shí)便于觀察倉(cāng)內(nèi)的過濾機(jī)工作狀況，加壓倉(cāng)設(shè)有多個(gè)觀察視鏡，根據(jù)用戶要求，加裝清洗裝置4）氣控系統(tǒng)從加壓倉(cāng)排出的空氣和水的混合物，通過該裝置進(jìn)行分離，空氣從上口排出，濾液從下口排出。為降低沖擊，入口必須是切向入口。5）過濾機(jī) 圓盤過濾機(jī)安裝于加壓倉(cāng)內(nèi)，是濾餅成型設(shè)備。每個(gè)濾盤由20片濾扇構(gòu)成，工作時(shí)

19、浸入液面深度為50%。濾扇材質(zhì)為不銹鋼，是由專用設(shè)備制作而成,最大能承受0.7mpa的壓力。濾布為單絲濾布，耐腐蝕，濾餅易脫落。濾液管采用外置式，磨損后更換方便。主軸上裝有分配閥，分配閥在一定程度上具有調(diào)節(jié)產(chǎn)量功能。主軸轉(zhuǎn)速采用變頻調(diào)速，可在0.41.5r/min之間無極調(diào)速，性能可靠。6）清洗裝置 設(shè)備停止工作后，清洗附著在濾盤上的煤泥和掉落在加壓倉(cāng)內(nèi)的煤泥。清洗裝置有自動(dòng)沖洗和手動(dòng)沖洗兩種方式，主管上裝有過濾器，保證噴孔不被堵塞。該裝置方便高效，35分鐘即可完成沖洗。7）反吹裝置 反吹裝置能明顯提高濾盤卸餅效率，特別適用于濾餅較薄的情況。壓縮空氣通過氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，使進(jìn)入反吹風(fēng)包的氣壓與加

20、壓倉(cāng)存在一定壓差，再通過反吹風(fēng)閥進(jìn)行瞬時(shí)反吹，從而達(dá)到把濾餅從濾扇上吹落的目的。8）排水器 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)整機(jī)自動(dòng)潤(rùn)滑，由分配器按需供油，避免造成浪費(fèi)及污染，實(shí)施排水優(yōu)化處理9）液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)為專用液壓系統(tǒng)，用來操縱排料裝置中的上、下閘板的開啟或關(guān)閉。配有空氣冷卻器對(duì)液壓油進(jìn)行冷卻或加熱，保證液壓系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。10）電控系統(tǒng)加壓過濾機(jī)的圓盤過濾機(jī)、刮板輸送機(jī)、清洗裝置等安裝在加壓倉(cāng)內(nèi)，工作環(huán)境惡劣、動(dòng)作多、閉鎖嚴(yán)密，為了保證加壓過濾機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)合理，安全高效的運(yùn)作，特別配制了一套操作靈活、技術(shù)先進(jìn)、方便的控制裝置。該裝置是由計(jì)算機(jī)控制，能進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，能參與集控，能對(duì)加壓過濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行程

21、序控制，能夠進(jìn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)調(diào)整，并且可以操作提示和故障報(bào)警等功能。電控系統(tǒng)是由控制柜和操作臺(tái)兩大部分組成的，二者均應(yīng)安裝在控制室內(nèi)，一般情況下，環(huán)境溫度控制在1825范圍內(nèi)即可7。圖3-1加壓過濾機(jī)主機(jī)部分簡(jiǎn)圖(2)輔機(jī)及系統(tǒng) 加壓過濾機(jī)輔機(jī)主要有：1）低壓風(fēng)機(jī) 低壓風(fēng)機(jī)對(duì)加壓過濾機(jī)的過濾提供0.250.6mpa的工作壓力的低壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量通常為每平方米過濾面積11.2 /min。由于風(fēng)量消耗會(huì)隨過濾物料的不同而相差較大，所以選擇風(fēng)機(jī)配置的最佳方法是實(shí)驗(yàn)，通常選用風(fēng)機(jī)壓力比工作壓力高出0.1mpa。2）高壓風(fēng)機(jī) 高壓風(fēng)機(jī)為加壓過濾機(jī)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)提供動(dòng)力，風(fēng)量為0.8立方米 /min，最低風(fēng)壓不得

22、低于1mpa。3）入料用渣漿泵 入料設(shè)備，是將過濾物料從入料池內(nèi)打入到加壓過濾機(jī)內(nèi)的設(shè)備，流量為0.83 /h,揚(yáng)程為8090m。在入料管道上，必須裝有可靠有效的止回閥，泵周圍必須設(shè)有安全防護(hù)設(shè)施。工作時(shí)泵附近不得有人，并且嚴(yán)禁倒轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)！4）入料池 為給加壓過濾機(jī)提供較好的入料條件，在入料泵之前須設(shè)置入料池。入料池應(yīng)為錐底，以便及時(shí)將沉淀物料排出，同時(shí)須具備防堵沖洗功能，鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)均可。5）渣漿泵電機(jī)變頻器 為實(shí)現(xiàn)加壓過濾機(jī)槽體液位的自動(dòng)控制，采用變頻器變換頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來達(dá)到調(diào)節(jié)入料量的目的。6）過渡料斗 在排料裝置與給料裝置之間應(yīng)設(shè)置一個(gè)容積不小于排料容積的過渡料斗，以便暫存從

23、排料裝置中間歇排出的物料，其上應(yīng)開有進(jìn)入維修人員及配件的方便門。7）給料裝置 加壓過濾機(jī)排料裝置每次間歇排出約11.5平方米的濾餅（按處理量選?。员仨毤友b大刮板或給料機(jī)等裝置進(jìn)行緩沖，使集中排出的物料能分散地送給到運(yùn)輸皮帶。 3.2加壓過濾機(jī)工作原理加壓過濾機(jī)的系統(tǒng)組成見圖3-2, 其工作原理詳述如下：一般加壓過濾機(jī)的主機(jī)部分由加壓倉(cāng)、過濾機(jī)、倉(cāng)內(nèi)刮板運(yùn)輸機(jī)、反吹風(fēng)包、濾布沖洗系統(tǒng)、主空壓機(jī)、輔助空壓機(jī)、液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)、輔助給水泵、閥門系統(tǒng)等組成。開始工作的時(shí)候，主空氣壓縮機(jī)向加壓艙提供過濾動(dòng)力，加壓艙內(nèi)部的壓力可以達(dá)到至少3個(gè)大氣壓，給料泵向過濾機(jī)提供礦漿，輔助給水泵向主機(jī)供水，濾餅輸送

24、刮板輸送機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑系統(tǒng)向運(yùn)動(dòng)部位供油，濾液，濾氣出口關(guān)閉。圖3-2普通加壓過濾機(jī)的系統(tǒng)組成當(dāng)?shù)V漿液位達(dá)到要求的時(shí)候，主軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，濾液閥打開，濾餅形成當(dāng)濾餅轉(zhuǎn)出液面大約180度的時(shí)候，濾氣閥打開，設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài)，濾扇上的濾餅由反吹風(fēng)包提供的動(dòng)力卸下，濾餅落入刮板輸送機(jī)，并被運(yùn)送到排料裝置。在工作中，過濾機(jī)的料位由料位料位計(jì)控制，料位計(jì)根據(jù)測(cè)得的信號(hào)來控制給料泵的轉(zhuǎn)速9。進(jìn)而達(dá)到控制液位的目的。主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是由帶變頻器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行設(shè)定，轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍是0.53r/min，相關(guān)的因素有：礦漿濃度，礦漿槽液位，要求的濾餅水分，加壓艙壓力，物料的粒度組成等。以中平能化集團(tuán)

25、田莊選煤廠的奧地利的andritz公司生產(chǎn)的hbfs120型圓盤加壓過濾機(jī)為例說明加壓過濾機(jī)內(nèi)部濾扇結(jié)構(gòu)，該型號(hào)的加壓過濾機(jī)一共有10排濾盤，每個(gè)濾盤上有20塊濾扇，有效過濾面積為120平方米，每個(gè)濾扇占有18度的圓心角。為了防止礦漿沉淀，在各個(gè)濾盤之間裝有攪拌電機(jī)；為了沖洗濾布，加壓過濾機(jī)設(shè)有工作壓力為4.0mpa的沖洗裝置；為了保證設(shè)備潤(rùn)滑，加壓過濾機(jī)設(shè)有可供14個(gè)用油點(diǎn)的供油裝置等。 接下來介紹一下加壓過濾機(jī)的排料裝置。排料裝置是加壓過濾機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，它由上部緩沖倉(cāng)，料位計(jì)，排料倉(cāng)，上閘門，下閘門，上，下閘門用充氣密封圈，排料倉(cāng)沖，放氣閥等部分組成。料位計(jì)安裝在緩沖倉(cāng)內(nèi)部，用來測(cè)量濾餅的

26、儲(chǔ)量，根據(jù)設(shè)定的要求控制排料裝置工作。4加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)4.1電氣控制系統(tǒng)圖簡(jiǎn)介用電氣圖形符號(hào)、帶注釋的圍框或簡(jiǎn)化外形表示電氣系統(tǒng)或設(shè)備中組成部分之間相互關(guān)系及其連接關(guān)系的一種圖1。廣義地說表明兩個(gè)或兩個(gè)以上變量之間關(guān)系的曲線，用以說明系統(tǒng)、成套裝置或設(shè)備中各組成部分的相互關(guān)系或連接關(guān)系，或者用以提供工作參數(shù)的表格、文字等，也屬于電氣圖之列。電氣控制電路的實(shí)現(xiàn)，可以是繼電器邏輯控制方法、可編程邏輯控制方法或計(jì)算機(jī)控制方法等，但繼電接觸器邏輯控制方法是最基本的、應(yīng)用十分廣泛的方法，也是其他控制方法的基礎(chǔ)3。繼電接觸器控制系統(tǒng)是由各種開關(guān)電器組合，并經(jīng)導(dǎo)線的連接來實(shí)現(xiàn)邏輯控制的。其優(yōu)

27、點(diǎn)是電路圖直觀形象，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于分類生產(chǎn)設(shè)備及控制、遠(yuǎn)距離控制和生產(chǎn)過程自動(dòng)控制。其缺點(diǎn)是由于有出頭的開關(guān)電器，出頭即發(fā)生故障，維修量較大等。盡管如此，目前繼電接觸器控制仍是各類機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式。電氣控制系統(tǒng)是由電氣控制元件按一定要求連接而成的2。為了清晰的表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電器可能告知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維護(hù)，將電氣控制系統(tǒng)中的電器元件及其連接線路用一定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表達(dá)出來，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。本次論文的系統(tǒng)研究也屬于電氣系統(tǒng)范疇,所以我們?cè)谘芯考訅哼^濾機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),無論是主電路設(shè)計(jì)還是進(jìn)行plc

28、選擇時(shí)，都會(huì)遇到電氣控制圖。4.2主電路設(shè)計(jì)4.2.1主電路控制系統(tǒng)分析在加壓過濾機(jī)的控制系統(tǒng)中需要很多控制閥門以及其它電機(jī)。在過濾裝置中，給料過程需要一個(gè)給料泵向密閉的加壓倉(cāng)內(nèi)的給料槽中泵入料漿，所以要有一臺(tái)給料泵電機(jī)工作。過濾機(jī)的核心部件過濾裝置在倉(cāng)內(nèi)要有攪拌裝置，以防料漿在料槽內(nèi)沉淀影響加壓過濾機(jī)的正常工作，所以還需要一臺(tái)攪拌電機(jī)工作。過濾機(jī)的主軸要不停的轉(zhuǎn)動(dòng)才能正常的完成過濾工作，所以還需要一臺(tái)為主軸提供轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。在過濾完成后慮盤上的濾餅要完全卸下并送入排料倉(cāng)內(nèi)，所以要一臺(tái)刮板輸送機(jī)在其中不停地工作，于是又需要一臺(tái)刮板電機(jī)正常工作10。加壓過濾機(jī)的特別之處就是在一個(gè)密閉的加壓倉(cāng)內(nèi)完成

29、過濾過程，所以在整個(gè)工作過程中必不可少的還有加壓裝置。加壓裝置需要兩種不同的壓力，一種是加壓倉(cāng)和排料倉(cāng)下倉(cāng)中的0.3mpa的過濾壓力，一種是為卸料時(shí)提供0.40.7mpa的反吹風(fēng)的高壓風(fēng)機(jī)。所以工作過程中還需要兩臺(tái)提供低壓風(fēng)和高壓風(fēng)的電機(jī)。排料裝置時(shí)加壓過濾機(jī)的控制系統(tǒng)中要求最嚴(yán)格的部分，也是技術(shù)關(guān)最難的部分。它的工作循環(huán)是：(1)上下閘門關(guān)閉，上下閘門充氣密封圈充氣，密封倉(cāng)門，上部緩沖倉(cāng)進(jìn)料，料位計(jì)計(jì)量，下部排料倉(cāng)充氣。(2)當(dāng)緩沖倉(cāng)的料位計(jì)顯示達(dá)到設(shè)定值時(shí)，下部排料倉(cāng)氣壓同緩沖倉(cāng)進(jìn)行均壓，上閘門充氣密封圈放氣，上閘門在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下開啟，濾餅掉入排料倉(cāng)。(3)上閘門關(guān)閉，此閘門的充氣密封圈

30、充氣，排料倉(cāng)排氣，當(dāng)排料倉(cāng)的壓力和外界大氣壓平衡的時(shí)候，下閘門充氣密封圈放氣，下閘門在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下開啟，濾餅排出。(4)下閘門關(guān)閉，此閘門的充氣密封圈充氣，封閉排料倉(cāng)，新的工作循環(huán)重新開始。由以上的工作循環(huán)可知，在排料過程中閘板開關(guān)是由液壓控制的，如果液壓泵正轉(zhuǎn)將閘板打開，那么液壓泵反轉(zhuǎn)時(shí)就是將閘板關(guān)閉，所以上下閘板的開閉需要兩臺(tái)液壓泵控制，有正反轉(zhuǎn)控制開和關(guān)即可。綜上所述，整個(gè)過濾機(jī)的控制系統(tǒng)中需要8臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別是：低壓風(fēng)機(jī)、高壓風(fēng)機(jī)、主軸電機(jī)、刮板電機(jī)、攪拌電機(jī)、給料泵、上閘板開閉控制液壓泵和下閘板開閉控制液壓泵。4.2.2主電路硬件電路的設(shè)計(jì)加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)主電路如圖4-1所示：圖

31、4-1加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)主電路圖 各端口說明如下：三相電源經(jīng)過低壓斷路器qs引入，m1為低壓風(fēng)機(jī)，由接觸器km0控制開關(guān)4。m2為高壓風(fēng)機(jī)，由接觸器km1控制開關(guān)。m3為給料泵電機(jī)，由接觸器km2控制開關(guān)。m4為過濾機(jī)主軸電機(jī)，由接觸器km3控制開關(guān)。m5為刮板機(jī)電機(jī)，由接觸器km4控制開關(guān)。m6為攪拌機(jī)電機(jī)，由接觸器km5控制開關(guān)。m7為上閘板開關(guān)的液壓泵電機(jī)，由接觸器km6，km7控制其正反轉(zhuǎn)。m8為下閘板開關(guān)的液壓泵電機(jī)，由接觸器km8，km9控制其正反轉(zhuǎn)。熱繼電器fr作各電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。4.3控制電路的設(shè)計(jì)4.3.1控制電路的基本要求(1)初始狀態(tài)：各閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)，設(shè)備沒有通電

32、，處于停機(jī)狀態(tài)。(2)啟動(dòng)操作：1）設(shè)備開始工作時(shí)，要求先啟動(dòng)高壓風(fēng)機(jī)，關(guān)閉排料倉(cāng)的上下閘板，打開上下閘板的密封圈并向內(nèi)沖入高壓使閘板充分密閉做到不漏氣的目的。2）密封好后，低壓風(fēng)機(jī)開啟，向加壓倉(cāng)和排料倉(cāng)下倉(cāng)內(nèi)加壓，此時(shí)要將下濾液閥關(guān)閉，以防漏氣。3）待壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，加壓倉(cāng)壓力傳感器觸點(diǎn)接通控制給料閥和給料電機(jī)啟動(dòng)，向料槽內(nèi)泵入料漿，排料倉(cāng)下倉(cāng)壓力達(dá)到設(shè)定之后關(guān)閉充氣閥。4）給料閥和給料電機(jī)啟動(dòng)一段時(shí)間后料槽的液位傳感器感應(yīng)到液位達(dá)到設(shè)定值后，傳感器觸點(diǎn)接通，否則斷開。5）液位傳感器出頭控制主軸電機(jī)、刮板電機(jī)、攪拌電機(jī)等開始工作。6）過濾工作開始后，慮盤進(jìn)入干燥區(qū)，下濾液閥打開開始脫水。7

33、）進(jìn)入濾餅脫落去后，反吹閥打開，用高壓風(fēng)機(jī)提供的壓力將濾餅從慮盤上吹落，完成卸料工作。8）刮板輸送機(jī)將卸下的料輸送到排料倉(cāng)開始向倉(cāng)外排料。(3)排料過程：1）料位傳感器感應(yīng)到料位達(dá)到設(shè)定值后，傳感器觸點(diǎn)控制上密封圈放氣閥門打開，然后將上閘板打開濾餅就從緩沖倉(cāng)落到排料倉(cāng)了。2）落完后，關(guān)閉上閘板、上密封圈。3）打開排料倉(cāng)放氣閥，將下倉(cāng)的高壓氣全部放出，讓倉(cāng)內(nèi)壓力和倉(cāng)外壓力保持一致，以便向外排料。4）打開下密封圈、下閘板，將濾餅排到倉(cāng)外。5）排料完畢，關(guān)閉下閘板、下密封圈，然后再向下倉(cāng)內(nèi)沖入與加壓倉(cāng)內(nèi)相同的壓力。(4)停車操作：按下停車按鈕后，低壓風(fēng)機(jī)、高壓風(fēng)機(jī)、排料裝置等都可以直接停機(jī)，但是過濾

34、裝置卻不可以立即停機(jī)，要將料槽內(nèi)的料漿全部排完后才能停機(jī)。打開料槽放空閥，將料漿排出倉(cāng)外，排空后關(guān)閉閥門，打開加壓倉(cāng)放氣閥，將倉(cāng)內(nèi)氣壓放出，關(guān)閉主軸電機(jī)、刮板機(jī)電機(jī)和攪拌電機(jī)。4.3.2控制電路設(shè)計(jì)加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路如圖4-24-6所示：圖4-2加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路a圖4-3加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路b圖4-4加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路c圖4-5加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路d圖4-6加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)輔助電路e備注：圖中各個(gè)接觸器代號(hào)如下所示：km0-低壓風(fēng)機(jī) km1-高壓風(fēng)機(jī)km2-給料泵電機(jī) km3-慮盤主軸電機(jī)km4-刮板輸送機(jī)電機(jī) km5-攪拌機(jī)電機(jī)km6-液壓泵站上閘板關(guān)

35、動(dòng)力 km8-液壓泵站下閘板關(guān)動(dòng)力km7-液壓泵站上閘板開動(dòng)力 km9-液壓泵站下閘板開動(dòng)力km10-上密封放氣閥 km11-下密封放氣閥km12-上密封充氣閥 km13-下密封放氣閥km14-給料閥 km15-反吹閥km16-清洗閥 km17-下排料倉(cāng)充氣km18-下排料倉(cāng)放氣 km19-下濾液閥km20-槽放料閥 km21-加壓倉(cāng)放氣km22-加壓倉(cāng)進(jìn)氣 km23-上濾液閥 傳感器代號(hào)：sq0-料槽排空傳感器 sq1-緩沖倉(cāng)料位傳感器sq2-料槽標(biāo)準(zhǔn)液位傳感器 sq3-密封倉(cāng)壓力傳感器sq4-排料下倉(cāng)壓力傳感器 sq5-料槽最高安全液位傳感器sq6-加壓倉(cāng)內(nèi)部最高安全壓力傳感器sq7-排料

36、倉(cāng)內(nèi)部最高安全壓力傳感器sq8-濾盤第一個(gè)行程開關(guān) sq9-濾盤第二個(gè)行程開關(guān)sq10-濾盤第三個(gè)行程開關(guān) sq11-濾盤第四個(gè)行程開關(guān) 開關(guān)代號(hào)：s0-總開關(guān) sb1-起車按鈕sb2-停車按鈕 sb3-手動(dòng)操作按鈕sb4-主軸電機(jī)，攪拌電機(jī)，刮板輸送機(jī)開啟按鈕sb5-低壓風(fēng)機(jī)開啟按鈕sb6-高壓風(fēng)機(jī)開啟按鈕sb7-加壓倉(cāng)進(jìn)氣控制按鈕sb8，sb9-料槽內(nèi)液位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)按鈕（由倉(cāng)內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)配合人工操作完成）sb10-排料倉(cāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)按sb11-緩沖倉(cāng)料位達(dá)到設(shè)定值時(shí)按鈕sb12-料槽排空時(shí)按鈕說明：控制電路由三相電源引出的單相220v電壓，fu為控制電路短路保護(hù)用熔斷器，傳感器控制

37、觸電由中間繼電器ka控制。(1)自動(dòng)操作過程：1)加壓過濾機(jī)的啟動(dòng)操作：合上低壓斷路器qs，按下起車按鈕sb1，中間繼電器ka1通電，ka1主觸電閉合，km0（低壓風(fēng)機(jī)），km1（高壓風(fēng)機(jī)），km22（加壓倉(cāng)進(jìn)氣），km6，km8（上下閘板關(guān)閉）。當(dāng)加壓倉(cāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，sl3觸電閉合，km2（給料泵電機(jī)），km14（給料閥）通電，給料閥打開，給料泵向料槽泵入礦漿，液位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)液位后，液位標(biāo)準(zhǔn)傳感器sl2觸電閉合，km3（濾盤主軸電機(jī)），km4（刮板輸送機(jī)電機(jī)），km5（攪拌機(jī)電機(jī)）通電并形成自鎖。當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl8的位置時(shí)，中間繼電器ka13通電，ka13主觸電閉合，下

38、過濾閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl9的位置時(shí)，中間繼電器ka14通電，ka14主觸電閉合，上過濾閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl10的位置時(shí)，中間繼電器ka15通電，ka15主觸電閉合，反吹閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl11的位置時(shí)，中間繼電器ka16通電，ka16主觸電閉合，清洗閥打開。2)加壓過濾機(jī)的排料操作：在按下起車按鈕的時(shí)候，km6，km8（上下閘板關(guān)閉）形成自鎖；計(jì)時(shí)器kt13,kt14到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后km12,km13（上下閘板密封充氣閥打開）；計(jì)時(shí)器kt5,kt6到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后km12,km13斷電；此時(shí)km17（排料倉(cāng)充氣）通電，排料倉(cāng)充

39、氣閥打開，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候，sl4觸電動(dòng)作，中間繼電器ka3通電，關(guān)閉排料倉(cāng)充氣閥；當(dāng)料位傳感器sl1檢測(cè)到在緩沖倉(cāng)的料位達(dá)到設(shè)定值后，中間繼電器ka4通電，ka4觸電動(dòng)作，進(jìn)而km10（上密封放氣閥）通電，上密封放氣；計(jì)時(shí)器kt7開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到上密封放氣閥關(guān)閉，此時(shí)kt7常開觸電閉合，km7（上閘板開動(dòng)力）通電，上閘板打開；計(jì)時(shí)器kt8開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到km7斷電，km6（上閘板關(guān)動(dòng)力）通電，上閘板關(guān)閉；ka4控制計(jì)時(shí)器kt9計(jì)時(shí)22s后，km18（排料倉(cāng)放氣閥）通電，排料倉(cāng)開始放氣，由計(jì)時(shí)器kt10控制放氣時(shí)間，計(jì)時(shí)完成后kt10常開觸電閉合，km11（下密封放氣閥）通電，下

40、密 封開始放氣；計(jì)時(shí)器kt11到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后，其常開觸點(diǎn)閉合，km9（下閘板開動(dòng)力）通電，下閘板打開，在計(jì)時(shí)器kt12達(dá)到計(jì)時(shí)時(shí)間后下閘板關(guān)閉。 3)停車操作：按下停車按鈕sb2，中間繼電器ka2通電，ka2所有觸電動(dòng)作，將km0，km1，km22，km2，km14，km19，km23，km15，km16，km6，km8，km23，km17，ka3，ka4，km7，km18，km21，km9及其所有的時(shí)間繼電器斷電。風(fēng)機(jī)和排料裝置都停止工作。ka2常開觸電閉合，km20，km21通電，加壓倉(cāng)放氣閥打開放氣，槽放空閥打開放料，液位傳感器sl0檢測(cè)到槽內(nèi)液體排完后，相應(yīng)觸電動(dòng)作，中間繼電器ka5通

41、電，ka5常閉觸電斷開，km3，km4，km5斷電，主軸電機(jī)，刮板輸送機(jī)，攪拌電機(jī)關(guān)閉，此時(shí)整個(gè)停機(jī)過程結(jié)束。(2)手動(dòng)操作過程：1)加壓過濾機(jī)的啟動(dòng)操作合上低壓斷路器qs，按下起車按鈕sb1，然后按下手動(dòng)操作檔按鈕sb3，此后，分別按下sb5，sb6，sb7啟動(dòng)km0（低壓風(fēng)機(jī)），km1（高壓風(fēng)機(jī)），km22（加壓倉(cāng)進(jìn)氣），中間繼電器ka1通電，ka1主觸電閉合，km6，km8（上下閘板關(guān)閉）。當(dāng)加壓倉(cāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，按下sb8，sb9按鈕，km2（給料泵電機(jī)），km14（給料閥）通電，給料閥打開，給料泵向料槽泵入礦漿，液位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)液位后，按下sb4，km3（濾盤主軸電機(jī)），km4（刮板輸

42、送機(jī)電機(jī)），km5（攪拌機(jī)電機(jī)）通電并形成自鎖。當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl8的位置時(shí)，中間繼電器ka13通電，ka13主觸電閉合，下過濾閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl9的位置時(shí)，中間繼電器ka14通電，ka14主觸電閉合，上過濾閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl10的位置時(shí)，中間繼電器ka15通電，ka15主觸電閉合，反吹閥打開；當(dāng)濾盤隨著主軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)到限位開關(guān)sl11的位置時(shí)，中間繼電器ka16通電，ka16主觸電閉合，清洗閥打開。2)加壓過濾機(jī)的排料操作：在按下起車按鈕的時(shí)候，km6，km8（上下閘板關(guān)閉）形成自鎖；計(jì)時(shí)器kt13,kt14到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后k

43、m12,km13（上下閘板密封充氣閥打開）；計(jì)時(shí)器kt5,kt6到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后km12,km13斷電；此時(shí)km17（排料倉(cāng)充氣）通電，排料倉(cāng)充氣閥打開，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候，按下按鈕sb10，中間繼電器ka7通電進(jìn)而使中間繼電器ka3通電，關(guān)閉排料倉(cāng)充氣閥；當(dāng)緩沖倉(cāng)的料位達(dá)到設(shè)定值后按下按鈕sb11，中間繼電器ka8通電進(jìn)而使中間繼電器ka4通電，ka4觸電動(dòng)作，進(jìn)而km10（上密封放氣閥）通電，上密封放氣；計(jì)時(shí)器kt7開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到上密封放氣閥關(guān)閉，此時(shí)kt7常開觸電閉合，km7（上閘板開動(dòng)力）通電，上閘板打開；計(jì)時(shí)器kt8開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到km7斷電，km6（上閘板關(guān)動(dòng)力）通電，

44、上閘板關(guān)閉；ka4控制計(jì)時(shí)器kt9計(jì)時(shí)22s后，km18（排料倉(cāng)放氣閥）通電，排料倉(cāng)開始放氣，由計(jì)時(shí)器kt10控制放氣時(shí)間，計(jì)時(shí)完成后kt10常開觸電閉合，km11（下密封放氣閥）通電，下密封開始放氣；計(jì)時(shí)器kt11到達(dá)計(jì)時(shí)時(shí)間后，其常開觸點(diǎn)閉合，km9（下閘板開動(dòng)力）通電，下閘板打開，在計(jì)時(shí)器kt12達(dá)到計(jì)時(shí)時(shí)間后下閘板關(guān)閉。3)停車操作：按下停車按鈕sb2，中間繼電器ka2通電，ka2所有觸電動(dòng)作，將km0，km1，km22，km2，km14，km19，km23，km15，km16，km6，km8，km23，km17，ka3，ka4，km7，km18，km21，km9及其所有的時(shí)間繼電器斷

45、電。風(fēng)機(jī)和排料裝置都停止工作。ka2常開觸電閉合，km20，km21通電，加壓倉(cāng)放氣閥打開放氣，槽放空閥打開放料，當(dāng)槽內(nèi)的液體放完時(shí)按下按鈕sb12，中間繼電器ka9通電進(jìn)而使中間繼電器ka5通電，ka5常閉觸電斷開，km3，km4，km5斷電，主軸電機(jī)，刮板輸送機(jī)，攪拌電機(jī)關(guān)閉，此時(shí)整個(gè)停機(jī)過程結(jié)束。5加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)5.1可編程控制器plc5.1.1 plc的產(chǎn)生、定義和分類(1)產(chǎn)生過程plc產(chǎn)生之前，以各種繼電器為主要元件的電氣控制線路，承擔(dān)者生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制的艱巨任務(wù)。20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各個(gè)生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，就必然要求生產(chǎn)線的控

46、制亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)重新配置。為此需要尋求一種比繼電器更可靠、響應(yīng)速度更快、功能更強(qiáng)大的通用工程控制器11。1969年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（dec）根據(jù)上述要求，研制開發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在gm公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)時(shí)人們把它稱作可編程序邏輯控制器（programmable logic controller plc）。(2)plc的定義可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型

47、機(jī)械的生產(chǎn)過程，而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。(3)plc的分類1)根據(jù)控制規(guī)模分類a.小型機(jī)：小型plc的功能一般以開關(guān)量控制為主。小型plc輸入輸出點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)器容量在4k字左右。典型的小型機(jī)有omron的c系列，三菱plc的fx系列，西門子的s5-100u、s7-200系列等。b.中型機(jī)：i/o總點(diǎn)數(shù)在256-1024之間的稱作中型機(jī)，其他除了具備邏輯運(yùn)算功能，還增加了模擬量輸入和輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)通信等功能，可完成既有開關(guān)量又有模擬量的復(fù)雜控制。用戶程序存儲(chǔ)容量達(dá)到8k字左右。c.大型機(jī)：i/o總點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上

48、的稱作大型機(jī)。用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到16k字以上，大型plc的功能更見完善，具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)控記錄和打印等功能。典型的大型機(jī)plc有西門子公司的s7-400,歐姆龍公司的cvm1和cs1系列，ab公司的slc5/05等系列產(chǎn)品。2)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類a.整體式：這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將plc的基本部件，如cpu版、輸入板、輸出板、電源板等都集中配置在一個(gè)箱體中，安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體。整體式plc結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格低，容易裝配在工業(yè)控制設(shè)備的內(nèi)部，比較適合于生產(chǎn)機(jī)械的單機(jī)控制10。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是主機(jī)的i/o點(diǎn)數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也比較麻煩。微型和小

49、型plc一般為整體式結(jié)構(gòu)，如西門子的s7-200系列。b.模板式：這種結(jié)構(gòu)的plc各部分以單獨(dú)的模板分開設(shè)置。如電源模板、cpu模板、i/o 模板、各種功能模板及通信模板等。一般中、大型plc多采用這種結(jié)構(gòu)形式，如西門子的s7-400系列。這種結(jié)構(gòu)形式的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種插件眾多，因而增加了成本價(jià)。c.分散式：所謂分散式的結(jié)構(gòu)就是將plc的電源、cpu、存儲(chǔ)器集中放置在控制室，而將各種i/o模板分散放置在各個(gè)工作站5.1.2 plc的特點(diǎn)、主要功能及性能指標(biāo)(1)plc的特點(diǎn)現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)過程是多種多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相同，為了能夠在各種工業(yè)環(huán)境中使用plc，所有生產(chǎn)廠家的plc都有

50、許多共同的特點(diǎn)：1)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高2)編程方便3)使用方便4)維護(hù)方便5)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短(2)plc的主要功能plc是采用微電子技術(shù)來完成各種控制功能的自動(dòng)化設(shè)備，可以在現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)作用下，按照預(yù)先輸入的程序，控制現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照一定的規(guī)律進(jìn)行動(dòng)作。其主要功能如下：1)順序邏輯控制這是plc最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，用來取代繼電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。2)運(yùn)動(dòng)控制在機(jī)械加工行業(yè)，plc與計(jì)算機(jī)數(shù)控集成在一起，用來完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。3)實(shí)時(shí)控制plc為用戶提供了一定數(shù)量的、不同精度等級(jí)的定時(shí)器，并設(shè)置了定時(shí)器指令。4)計(jì)數(shù)控制plc為用戶提供的計(jì)數(shù)器分為普通計(jì)

51、數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器等。用來完成不同用途的計(jì)數(shù)控制。5)步進(jìn)控制plc為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便的完成步進(jìn)控制功能。6)數(shù)據(jù)處理大部分plc都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，主要可以完成的數(shù)據(jù)運(yùn)算如：加、減、乘、除、乘方、開方等；邏輯運(yùn)算如:字與、字或、字異或、求反等，移位、數(shù)據(jù)比較和傳送及熟知的轉(zhuǎn)換等操作。(3)性能指標(biāo)9各生產(chǎn)廠家在說明其產(chǎn)品性能指標(biāo)時(shí)，側(cè)重點(diǎn)完全不同，如何評(píng)價(jià)一臺(tái)plc至今還沒有一個(gè)統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)。但是，當(dāng)用戶在進(jìn)行plc的選型時(shí)，可以參照生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)指標(biāo)，從下面幾個(gè)方面考慮：1)cpu技術(shù)指標(biāo)2)i/o模板技術(shù)指標(biāo)3)編程器及編程軟件

52、4)通信功能5)擴(kuò)展性5.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) (1)加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)plc型號(hào)的選擇 根據(jù)控制要求，綜合考慮要達(dá)到的控制目的和預(yù)算合理性，所以我選擇三菱fx2n系列plc作為加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)的控制器。以下是三菱plc的一些技術(shù)特點(diǎn)：fx2n系列是fx系列plc家族中最先進(jìn)的系列。由于fx2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力11。以下是三菱fx2n系列的plc型號(hào)的一些信息：fx2n-128mr-001 輸入點(diǎn)：64，64繼電器輸出 fx2n

53、-80mr-001 輸入點(diǎn)：40，40繼電器輸出 fx2n-64mr-001 輸入點(diǎn)：32，32繼電器輸出 fx2n-48mr-001 輸入點(diǎn)：24，24繼電器輸出 fx2n-32mr-001 輸入點(diǎn)：16，16繼電器輸出 fx2n-16mr-001 輸入點(diǎn)：8，8繼電器輸出 fx2n-80mr-d 輸入點(diǎn)：40，40繼電器輸出（直流供電） fx2n-64mr-d 輸入點(diǎn)：32，32繼電器輸出（直流供電） fx2n-48mr-d 輸入點(diǎn)：24，24繼電器輸出（直流供電） fx2n-32mr-d 輸入點(diǎn)：16，16繼電器輸出（直流供電） fx2n-128mt-001 輸入點(diǎn)：64，64點(diǎn)晶體管輸

54、出 fx2n-80mt-001 輸入點(diǎn)：40，40點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-64mt-001 輸入點(diǎn)：32，32點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-48mt-001 輸入點(diǎn)：24，24點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-32mt-001 輸入點(diǎn)：16，16點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-16mt-001 輸入點(diǎn)：8，8點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-80mt-d 輸入點(diǎn)：40，40點(diǎn)晶體管輸出（直流供電） fx2n-64mt-d 輸入點(diǎn)：32，32點(diǎn)晶體管輸出（直流供電）fx2n-48mt-d 輸入點(diǎn)：24，24點(diǎn)晶體管輸出（直流供電） fx2n-32mt-d 輸入點(diǎn)：16，16點(diǎn)晶體管輸出（直流供電） fx2n-48er 輸入點(diǎn)：2

55、4，24繼電器輸出 fx2n-48et 輸入點(diǎn)：24，24點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-32er 輸入點(diǎn)：16，16繼電器輸出 fx2n-32et 輸入點(diǎn)：16，16點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-16ex 輸入點(diǎn)：16 fx2n-16eyr 輸入點(diǎn)：16繼電器輸出 fx2n-16eyt 輸入點(diǎn)：16點(diǎn)晶體管輸出 fx2n-8er 輸入點(diǎn)：4，4繼電器輸出 fx2n-8ex 輸入點(diǎn)：8 圖5-1加壓過濾機(jī)控制系統(tǒng)plc的i/o端子接線圖根據(jù)本次設(shè)計(jì)的基本要求，本次我的設(shè)計(jì)一共有輸入24個(gè)，輸出一共有24個(gè)，我決定選擇三菱fx2n-48mr-001型號(hào)的plc11。i/o端子分配如下所示：輸入點(diǎn)：x000: sb1-啟動(dòng)按鈕x001: sb2-停止按鈕x002: sq0-料槽排空傳感器x003: sq1-排料上倉(cāng)料位傳感器x004: sq2-料槽標(biāo)準(zhǔn)液位傳感器x005: sq3-密封倉(cāng)壓力傳感器x006: sq4-排料下倉(cāng)料位傳