基于PLC的冶煉廠礦石供料系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、 . . . 下載需知SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

2、bbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphF

3、ormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLine本站上傳的文檔資源均來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)，以分享為目的，為有需要者提供學(xué)習(xí)與參考，版權(quán)為原作者所有，若侵犯到原作者的權(quán)益, 請(qǐng)?zhí)岢鲋刚? 與時(shí)與網(wǎng)站客服聯(lián)系，并提供必要的證

4、據(jù)，如屬實(shí)，網(wǎng)站會(huì)在第一時(shí)間進(jìn)行處理，立即刪除相應(yīng)下載鏈接頁(yè)面并將文檔刪除。SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

5、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLinesT

6、oPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLines 本站上傳的文檔，在文檔排版上進(jìn)行過(guò)整理，并未對(duì)內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，因此，本站并不保證文檔質(zhì)量，因此下載之

7、前，務(wù)必先預(yù)覽一番，因?yàn)轭A(yù)覽與下載的內(nèi)容完全一樣，所以如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)容有問(wèn)題，請(qǐng)不要下載。electionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbb

8、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLineSpaci2222222222222222222222ngLi

9、nesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLin下載后的word文檔均可進(jìn)行復(fù)制、編輯，沒(méi)有密碼保護(hù)，PDF格式均可轉(zhuǎn)換成word，PPT文檔可直接進(jìn)

10、行修改。因上傳需要對(duì)文檔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過(guò)程中有可能不能正常閱讀或是下載后不能編輯，遇到這種問(wèn)題，可以留言，留下郵箱地址，我們會(huì)把原始文檔發(fā)送到你的郵箱。electionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacing

11、LinesTSelectionParbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphFoLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointse11111111111111111111111111111111lectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPoctionParagraphFormatLi

12、neSpaci2222222222222222222222ngLinesToPoints2SelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraphFccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLin摘要傳統(tǒng)的冶煉廠礦石供料控制系統(tǒng)是一

13、種基于繼電接觸器和人工手動(dòng)方式的半自動(dòng)化系統(tǒng)。但隨著冶煉廠規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)礦石的需求量大大提高，傳統(tǒng)的供料系統(tǒng)已無(wú)法滿足冶煉廠的需要。本文在對(duì)傳統(tǒng)供料控制系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真的分析與研究后，結(jié)合相關(guān)理論和技術(shù)，制定出一套由PLC為控制核心的皮帶傳輸供料控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)供料系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，處理諸如皮帶跑偏、打滑與撕裂等問(wèn)題，在主電路中用傳感器檢測(cè)故障信號(hào)，軟件中調(diào)用相應(yīng)傳感器檢測(cè)到的故障信號(hào)處理子程序并執(zhí)行處理。運(yùn)用皮帶運(yùn)輸線進(jìn)行礦石供料大大提高了工作效率。在PLC中應(yīng)用子程序的方式，不僅便于實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行方式，而且大大提高了程序的可維護(hù)性和可靠性。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室供料控制系統(tǒng)的仿真，表明了該供料控制系統(tǒng)運(yùn)行

14、的正確性、實(shí)用性。關(guān)鍵詞：PLC、礦石供料系統(tǒng)、組態(tài)軟件95 / 99ABSTRACTThe traditional ore feed system of metallurgical plant is a half-automation system based on relay connect and manual work. But along with the development in scale, the ore requirement of metallurgical plant increases greatly. The traditional ore transfer sy

15、stem cant meet the needs of these metallurgical plants any more.This paper worked out a suitable feeding system control program through serious analysis and research. In order to implement the optimal control of the feeding system, After sufficient consideration of the failure and the reliability fa

16、ctors and combining with related theory and technology, the paper proposed a belt feeding control system for the control of middle-little belt transmission. Ore transport lines using belt feed greatly increases the efficiency. Using the way of subroutine in the PLC not only facilitates the implement

17、 of manifold run-mode, but also enhances the programs maintainability and reliability. The feeding system running in laboratory demonstrates the correctness and practicability of the system.Keyword: PLC、ore feed system、supervision control and data cquisition.目錄第1章緒論11.1課題的提出11.2礦石供料系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景21.3本課題的主

18、要研究容21.4課題的意義3第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)分析42.2 系統(tǒng)控制方案的確定8第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)113.1 系統(tǒng)主要設(shè)備選型113.2 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)233.3 系統(tǒng)硬件配置與I/O接線圖24第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)294.1 PLC的通信協(xié)議簡(jiǎn)介294.2 PLC程序設(shè)計(jì)30第5章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)385.1 組態(tài)王6.51簡(jiǎn)介385.2 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)38結(jié)束語(yǔ)53參考文獻(xiàn)54致55附錄56附錄A 英文文獻(xiàn)56附錄B 中文翻譯61附錄C程序梯形圖67第1章 緒論皮帶傳輸系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，造價(jià)低廉，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等方面，在采礦運(yùn)輸、冶金送料、車(chē)站與

19、碼頭的貨物運(yùn)輸更是廣泛使用，同樣，冶煉廠的礦石供料控制系統(tǒng)也采用皮帶傳輸。隨著冶煉廠規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，礦石需求量逐漸提高，對(duì)冶煉廠供料系統(tǒng)的高效運(yùn)輸能力要求越來(lái)越高。本章對(duì)課題來(lái)源和國(guó)外相關(guān)課題的研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行了簡(jiǎn)單描述，介紹了論文的主要工作與各章容安排。1.1課題的提出傳統(tǒng)的冶煉廠礦石供料控制系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器人工手動(dòng)方式的半自動(dòng)化系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境十分惡劣，對(duì)設(shè)備損傷較大，使得設(shè)備會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，例如有皮帶跑偏、打滑與撕裂等等。供料系統(tǒng)由于處在一個(gè)電網(wǎng)中，設(shè)備不能同時(shí)啟動(dòng)，必須有次序的啟動(dòng)和停止。如果供料系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中某單體設(shè)備出現(xiàn)故障，則該設(shè)備與應(yīng)按照順序停止的設(shè)備同時(shí)停止，并給出故

20、障指示信號(hào)供工人們能夠準(zhǔn)確的找出故障位置并排除故障，以減少供料系統(tǒng)設(shè)備維修時(shí)間。隨著冶煉廠規(guī)模的迅速擴(kuò)大，供料控制系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)已無(wú)法滿足冶煉廠的需要，因此需要對(duì)傳統(tǒng)的冶煉廠供料系統(tǒng)進(jìn)行改造。同時(shí)當(dāng)今世界是一個(gè)信息技術(shù)高度發(fā)展的世界，信息貫穿社會(huì)的每個(gè)角落，現(xiàn)代化的工廠。建立全自動(dòng)化的供料系統(tǒng)，不僅可以讓工人從惡劣的環(huán)境中、繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)。而且可以通過(guò)建立控制網(wǎng)絡(luò)將相距較遠(yuǎn)的各輸煤機(jī)架控制器相連，實(shí)現(xiàn)信息的相互傳遞，不僅保證了控制的時(shí)實(shí)性，可靠性，同時(shí)便于未來(lái)廠級(jí)或車(chē)間級(jí)的管理。傳統(tǒng)供料系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):（1）任務(wù)重。為了保證工業(yè)用料，供料系統(tǒng)必須始終處于運(yùn)行狀態(tài)。

21、（2）運(yùn)行環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于各種因素造成供料系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境惡劣、臟污，需要占用大量的輔助勞動(dòng)力。（3）一次起動(dòng)設(shè)備多，安全聯(lián)鎖要求高。同時(shí)起動(dòng)的設(shè)備可高達(dá)2030臺(tái)以上，在起動(dòng)或停機(jī)過(guò)程中有嚴(yán)格的聯(lián)鎖要求。因此，冶煉生產(chǎn)應(yīng)用自動(dòng)化已經(jīng)成為必然要求，其投入產(chǎn)出比顯著，且逐漸成為冶煉工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志。1.2礦石供料系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景礦石供料系統(tǒng)是冶煉廠重要的礦石傳輸部分。其后工序是冶煉廠冶煉爐，這些工序的控制都涉與過(guò)程控制技術(shù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，電子技術(shù)的不斷發(fā)展，過(guò)程控制技術(shù)經(jīng)歷了三四十年代單參數(shù)儀表控制、四五十年代的單元組合儀表綜合參數(shù)儀表控制以與60年代興起的計(jì)算機(jī)過(guò)程控制等幾個(gè)階段。尤

22、其是近一二十年來(lái)，隨著微處理器、計(jì)算機(jī)技術(shù)和過(guò)程自動(dòng)化控制理論的飛速發(fā)展，可編程控制器（PLC）性價(jià)比大幅提高，并得到了很快的普與和提高?？删幊炭刂破骶哂行畔⒋鎯?chǔ)、邏輯判斷、精確、快速和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，既可大幅度地提高勞動(dòng)效率，改善勞動(dòng)條件，提高熱效率，節(jié)約能源，降低成本，又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。所以，PLC已成為工業(yè)自動(dòng)化控制的有力工具，是工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向。1.3本課題的主要研究容本設(shè)計(jì)以礦石供料系統(tǒng)為控制對(duì)象，以PLC為核心并結(jié)合傳感器等技術(shù)，設(shè)計(jì)一套冶煉廠礦石供料控制系統(tǒng)，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)供料系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可

23、靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運(yùn)行工況。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：(l) 對(duì)冶煉爐礦石供料控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)冶煉廠供料的穩(wěn)定運(yùn)行。(2) 通過(guò)對(duì)硬件配置的選型，使控制系統(tǒng)的性價(jià)比達(dá)到最佳。(3) 選擇合適的檢測(cè)元件和模擬量變送器，以使檢測(cè)、控制更為準(zhǔn)確。(4) 選擇合適的電力傳動(dòng)裝置，確保各執(zhí)行元件正常動(dòng)作。(5) 通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工藝流程與控制要求的分析，編制該系統(tǒng)的控制程序，以實(shí)現(xiàn)供料器、皮帶機(jī)、粉碎機(jī)、篩選機(jī)、冶煉爐的自動(dòng)控制。(6)通過(guò)組態(tài)王進(jìn)行監(jiān)控完成人機(jī)操作、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作模擬顯示、報(bào)警等。根據(jù)各設(shè)備遵循先起后停的原則與控制要求，進(jìn)行系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計(jì)。硬件設(shè)備選型、PLC選型，估算所

24、需I/O點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行I/O模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、I/O連接圖，分配I/O點(diǎn)數(shù)，列出I/O分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)梯形圖控制程序，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改并設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。1.4課題的意義冶煉廠礦石供料裝置是煉鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，提高其自動(dòng)化水平，可以大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置的控制，但是體積大，故障率高，抗干擾能力差，控制不精確，使用壽命較短。采用現(xiàn)代PLC技術(shù)控制礦石供料裝置，可以克服傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)的不足之處，使控制更精確，工作效率更高，可靠性更好，故障率更低。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)分析2.1.1

25、礦石供料系統(tǒng)的工藝應(yīng)用與特點(diǎn)礦石供料系統(tǒng)是冶煉廠的重要組成部分，其作用就是從礦石倉(cāng)輸送到冶煉爐。由于將礦石輸送到冶煉爐之間環(huán)節(jié)較多，人們從不同的工藝角度出發(fā)設(shè)計(jì)可以自行設(shè)計(jì)與實(shí)際需要相符合的供料系統(tǒng)。PLC供料系統(tǒng)是在由繼電器控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。由于供料系統(tǒng)的設(shè)備分散且與控制室相距較遠(yuǎn)，且整個(gè)礦石供料過(guò)程中，不可避免的礦石粉末飛揚(yáng)，使得整個(gè)系統(tǒng)所處環(huán)境非常惡劣，這些都決定了必須提高礦石供料系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。又因?yàn)樗哂锌煽啃院?、成本較低、運(yùn)行周期長(zhǎng)、更改方案靈活、節(jié)能和便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)。因此70年代已在歐洲大陸廣泛使用。90年代以來(lái)，我國(guó)新建的大、中型冶煉廠差不多都采用了PLC控制礦石

26、供料工藝。供料系統(tǒng)是冶煉廠冶煉工藝中的重要環(huán)節(jié)，而供料系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠，是保證冶煉廠高效運(yùn)行的關(guān)鍵。若通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使供料系統(tǒng)經(jīng)常處于最優(yōu)條件下工作，既可以延長(zhǎng)工作周期，提高工業(yè)生產(chǎn)量，也可以節(jié)能和減少勞動(dòng)力等。而采用PLC為核心控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，從以下幾方面改善了供料系統(tǒng)的輸料性能： （1）增加了供料系統(tǒng)調(diào)整的靈活性。供料系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)空間條件不完全一樣，決定了傳輸線的結(jié)構(gòu)各異，大多冶煉廠需要專門(mén)訂制一套適合自己供料線的系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單，工作量小。（2）增加了供料系統(tǒng)的可靠性。供料系統(tǒng)所處現(xiàn)場(chǎng)一般條件較惡劣。PLC用軟件替代大量的繼電接觸器，外部?jī)H剩下與輸入和輸出有關(guān)的少

27、數(shù)硬件元件，且PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，因此可用于供料這種有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。（3）減少了供料系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)支。供料系統(tǒng)選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心可以節(jié)省大量的費(fèi)用。因?yàn)閺?fù)雜控制系統(tǒng)使用PLC后，可以減少大量的繼電接觸器，故配線少了很多且開(kāi)關(guān)柜體積的縮小都可以節(jié)省下大量費(fèi)用。由于冶煉廠供料控制部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際很復(fù)雜，包含各方面的很多控制和檢測(cè)，故本系統(tǒng)并未對(duì)輸料系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行深入的研究與技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，而是在滿足系統(tǒng)功能的前提下避免了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。2.1.2 礦石供料系統(tǒng)的組成供料控制系統(tǒng)一般由PLC、電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)和上位機(jī)組成。電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)控制的具

28、體實(shí)施，它從PLC接收控制命令，然后相關(guān)的接觸器接點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，電路導(dǎo)通，設(shè)備獲得動(dòng)力繼而進(jìn)行動(dòng)作。如果單體設(shè)備故障，操作人員可以通過(guò)控制面板來(lái)進(jìn)行緊急停車(chē)，也可對(duì)設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)停車(chē)操作。PLC是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的核心，所有自動(dòng)控制容都通過(guò)對(duì)它的編程實(shí)現(xiàn)。礦石供料系統(tǒng)的控制與其它車(chē)間略有不同，它的設(shè)備較多且重復(fù)，通過(guò)對(duì)PLC的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)諸多設(shè)備的控制使得電氣接線簡(jiǎn)單許多，這是供料控制系統(tǒng)發(fā)展的一種趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)冶煉廠供料系統(tǒng)部分由4臺(tái)皮帶機(jī)、1臺(tái)給料器、1臺(tái)粉碎機(jī)、1臺(tái)篩選機(jī)等，來(lái)完成給料、粉碎、篩選、冶煉爐的工藝流程。礦石供料系統(tǒng)的作用就是將礦石經(jīng)給料器給料、粉碎、篩選后送到冶煉爐。由于其中的環(huán)節(jié)較

29、多，所以不可能由一條皮帶實(shí)現(xiàn)直接輸送，應(yīng)由多條皮帶將各設(shè)備連接而成；同時(shí)供料系統(tǒng)是冶煉廠眾多環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，礦石不經(jīng)供料系統(tǒng)的運(yùn)輸，就不能到達(dá)冶煉爐的爐膛，就不能進(jìn)行冶煉生產(chǎn)。可見(jiàn)，冶煉廠礦石的供料是十分重要的，因此供料系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠。為了提高系統(tǒng)的安全運(yùn)行，采用傳感技術(shù)與其它檢測(cè)元件與PLC結(jié)合使用。該供料系統(tǒng)由四條供料皮帶機(jī)和粉碎機(jī)、篩選機(jī)連接組成的。這四條機(jī)架的輸料原理是完全一樣的，都是機(jī)架上的皮帶運(yùn)輸機(jī)。其中的篩選機(jī)包含一臺(tái)可以正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，它與稱重傳感器與三皮帶共同完成礦石篩選，并將不符合要求的礦料重新送回粉碎機(jī)粉碎。國(guó)礦石供料系統(tǒng)普遍采用皮帶運(yùn)輸?shù)姆绞?，該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

30、單、運(yùn)輸?shù)拈L(zhǎng)短便于調(diào)整、負(fù)荷便于分擔(dān)、便于添加中間環(huán)節(jié)。供料生產(chǎn)線基本工藝可分為給料、粉碎、篩選等環(huán)節(jié)組成等幾個(gè)相關(guān)過(guò)程。其中篩選過(guò)程又由稱重傳感器與可以正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)組成。為了保證供料系統(tǒng)的可靠性，即不能間斷輸料，實(shí)際的供料系統(tǒng)采用每一機(jī)架兩條皮帶運(yùn)輸?shù)V石（見(jiàn)圖2.1），當(dāng)其中一條皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，另一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)接替運(yùn)行工作；或者由于運(yùn)行時(shí)間條件或電動(dòng)機(jī)過(guò)熱條件，兩運(yùn)輸機(jī)輪流運(yùn)行工作，但在這里只研究其簡(jiǎn)單運(yùn)行方式暫不考慮復(fù)雜方式。圖2.1 礦石供料系統(tǒng)工藝過(guò)程簡(jiǎn)圖2.1.3 供料系統(tǒng)工藝流程當(dāng)檢查好各設(shè)備正常情況后，按下啟動(dòng)按鈕。供料器開(kāi)始向一皮帶供料，一皮帶把礦石輸送到粉碎機(jī)，粉碎機(jī)

31、把礦石料粉碎后經(jīng)二皮帶輸送到篩選機(jī)，之后篩選機(jī)開(kāi)始工作（篩選機(jī)含有稱重傳感器），當(dāng)?shù)V石重量比設(shè)定值大時(shí)，其控制翻板的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，將大塊的礦石通過(guò)三皮帶送回粉碎機(jī)重新加工粉碎，然后控制翻板的電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)復(fù)位，規(guī)格符合要求的礦料直接通過(guò)四皮帶輸送到冶煉爐。其工藝流程圖如圖2.2所示。給料器一皮帶粉碎機(jī)三皮帶四皮帶篩選機(jī)二皮帶冶煉爐圖2.2 工藝流程圖系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下，當(dāng)接收到啟動(dòng)與停止信號(hào)時(shí)，其動(dòng)作如圖2.3所示。其停止過(guò)程則反之。圖2.3 啟動(dòng)過(guò)程當(dāng)某設(shè)備需要臨時(shí)檢修時(shí)按下手動(dòng)停止按鈕，該設(shè)備之前的設(shè)備按順序停止后該設(shè)備停止。又當(dāng)某設(shè)備出現(xiàn)意外緊急停車(chē)時(shí)，按下手動(dòng)緊急停止按鈕，此單體設(shè)備與其之前

32、的設(shè)備同時(shí)緊急停止，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在中控室設(shè)置組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其主要功能是負(fù)責(zé)和現(xiàn)場(chǎng)的PLC通信，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并記錄數(shù)據(jù)以供分析。2.2 系統(tǒng)控制方案的確定2.2.1 控制方案總體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)所謂供料系統(tǒng)的正常運(yùn)行過(guò)程，就是指礦石通過(guò)給料器經(jīng)皮帶機(jī)、粉碎機(jī)與篩選機(jī)將礦石粉碎為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，繼而運(yùn)輸?shù)揭睙挔t的過(guò)程?，F(xiàn)將礦石供料系統(tǒng)的基本工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制如圖2.4所示。圖2.4 礦石供料系統(tǒng)工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖礦石供料系統(tǒng)分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)三大部分，具體為：(l) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組皮帶機(jī)、給料器、粉碎機(jī)、篩選機(jī)組成，它們用于將礦料輸送到冶煉爐，由多臺(tái)電機(jī)組成，電機(jī)只

33、運(yùn)行于啟、停，兩種工作狀態(tài)。(2) 信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)的信號(hào)包括電機(jī)過(guò)流、過(guò)載信號(hào)、皮帶機(jī)跑偏、打滑、斷裂信號(hào)和礦料質(zhì)量檢測(cè)信號(hào)。礦料質(zhì)量檢測(cè)信號(hào)反映的是礦料一次性是否粉碎合格的信號(hào)，它是供料控制的主要反饋信號(hào)。另外，報(bào)警信號(hào)反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行：電機(jī)是否過(guò)流、皮帶是否正常。(3) 控制機(jī)構(gòu)：供料控制系統(tǒng)一般安裝在供料控制柜中，包括供料控制器(PLC系統(tǒng))和電控設(shè)備兩個(gè)部分。供料控制器是整個(gè)供料控制系統(tǒng)的核心。供料控制器直接對(duì)系統(tǒng)中的啟動(dòng)、停止、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)來(lái)自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過(guò)接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控

34、制。作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的礦石供料領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止生產(chǎn)線異常，系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由PLC判斷報(bào)警類(lèi)別，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。根據(jù)本供料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，考慮到自動(dòng)控制方式的先進(jìn)性，穩(wěn)定性，可靠性和連續(xù)不停運(yùn)行的特點(diǎn)，提出如下自控方案:(1)為該供料系統(tǒng)配置一臺(tái)PLC，分別控制這個(gè)系統(tǒng)在正常輸料狀態(tài)和出現(xiàn)意外狀態(tài)下的運(yùn)行。(2)為該 PLC編制運(yùn)行程序，以保證每個(gè)單體設(shè)備按生產(chǎn)工藝的要求自動(dòng)運(yùn)行。(3)選取相關(guān)傳感器與PLC連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各設(shè)備是否正常運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，通過(guò)傳感器發(fā)

35、出的信號(hào)與PLC共同使設(shè)備按順序停車(chē)。(4)每個(gè)單體設(shè)備均可在2種狀態(tài)下進(jìn)行：1、由PLC控制正常運(yùn)行2、出現(xiàn)意外時(shí)手動(dòng)停車(chē)。(5)供料系統(tǒng)的控制操作和組態(tài)監(jiān)控:使用一臺(tái)PC機(jī)作為上位機(jī)，配有專為用戶開(kāi)發(fā)的監(jiān)控軟件。用戶可以在PC機(jī)上控制供料系統(tǒng)以與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。2.2.2 礦石供料系統(tǒng)控制流程礦石供料系統(tǒng)控制流程如下:(l) 系統(tǒng)通電，當(dāng)按下自動(dòng)順序啟動(dòng)按鈕后，首先啟動(dòng)冶煉爐，當(dāng)達(dá)到PLC定時(shí)器所設(shè)置的延時(shí)時(shí)間時(shí)，四皮帶開(kāi)始工作，這期間冶煉爐一直處于運(yùn)行狀態(tài)，同理下去，直至給料器上電工作，到此整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)完成。(2) 給料器將礦料輸出，后續(xù)設(shè)備依次負(fù)載運(yùn)行，各檢測(cè)器件將檢測(cè)信號(hào)傳送到P

36、LC，由其進(jìn)行邏輯運(yùn)算并通過(guò)輸出口輸出對(duì)設(shè)備的執(zhí)行信號(hào)。(3)系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，若傳感器檢測(cè)到的信號(hào)超出安全設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并依次停車(chē)。如：給料器發(fā)生故障，直接停止給料器；粉碎機(jī)故障，停止給料器、一皮帶、粉碎機(jī)；二皮帶故障，停止給料器、一皮帶、粉碎機(jī)、二皮帶，其后類(lèi)推。(4)系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，若某設(shè)備發(fā)生意外情況，手動(dòng)停車(chē)并將該設(shè)備的允許信號(hào)置0，此單體設(shè)備之前應(yīng)該停止的設(shè)備同時(shí)停止。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)主要設(shè)備選型根據(jù)對(duì)礦石供料控制系統(tǒng)的分析，畫(huà)出系統(tǒng)電氣控制總框圖，如圖3.1所示：圖3.1 系統(tǒng)的電氣控制總框圖根據(jù)對(duì)該供料系統(tǒng)工藝分析，確定該系統(tǒng)的主要硬件設(shè)

37、備包括以下幾部分：PLC與其擴(kuò)展模塊、皮帶機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)過(guò)流檢測(cè)元件、稱重傳感器、皮帶跑偏檢測(cè)元件、皮帶機(jī)打滑檢測(cè)裝置、皮帶機(jī)撕裂檢測(cè)元件。主要設(shè)備選型如表3.1。表3.1 主要設(shè)備選型表3.1.1 PLC簡(jiǎn)介可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC(Programmable logic Controller)，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:“PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏

38、輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC與其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！盤(pán)LC的基本組成可歸為四大部件:中央處理單元(CPU板)控制器的核心；輸入部件(1/0部件)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與CPU之間；輸出部件連接驅(qū)動(dòng)或受控元件的接口電路；電源部件為PLC部電路提供能源；整體結(jié)構(gòu)的PLC四部分裝在同一機(jī)殼；模塊式結(jié)構(gòu)的PLC各部件獨(dú)立封裝，稱為模塊，通過(guò)機(jī)架和總線連接而成。I/O的能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展和組合，另外，還必須有編程器將用戶程序?qū)戇M(jìn)規(guī)定的存儲(chǔ)器。PLC組成

39、框圖如圖3.2所示。受控元件驅(qū)動(dòng)接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入接口部件中央處理單元CPU（板）電源部件輸出接口部件按鈕繼電器觸點(diǎn)、行程開(kāi)關(guān)等接觸器、電磁閥、指示燈等 圖3.2 PLC的組成框圖用PLC設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1)能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，能抗電磁干擾與電壓沖擊。(2)簡(jiǎn)單，易于使用，不必要求微機(jī)軟硬件方面的知識(shí)，編程不需要高級(jí)語(yǔ)言。(3)可靠性高，平均故障間隔時(shí)間(MTBF)超過(guò)20000小時(shí)，羅克韋爾公司的產(chǎn)品MTBF達(dá)到50000小時(shí)。(4)編程或修改程序容易，程序可以保存和固化。(5)體積小，價(jià)格低。(6)可直接將數(shù)據(jù)送入處理器中，可直接連接到現(xiàn)場(chǎng)。(7)可在基本系統(tǒng)上擴(kuò)展，系

40、統(tǒng)容易配置，與負(fù)載最遠(yuǎn)距離可達(dá)10000英尺，存可以擴(kuò)展。(8)有很強(qiáng)的通訊功能，可與多種支持設(shè)備連接。(9)系統(tǒng)化，有標(biāo)準(zhǔn)外圍接口模塊。(10)系統(tǒng)在一種現(xiàn)場(chǎng)不需要時(shí)，仍可改在另一現(xiàn)場(chǎng)使用等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。(1)PLC在輸入采樣階段首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入，隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。(2)PLC在程序執(zhí)行階段按用戶程序指令存放的先后順序掃描并執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所

41、有的容隨著程序的執(zhí)行而改變。(3)輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)PLC采用的是梯形圖編程語(yǔ)言。梯形圖在形式上類(lèi)似于繼電器控制電路圖，它簡(jiǎn)單，直觀，易讀，好懂，是PLC中普遍采用的一種編程方式。梯形圖中沿用了繼電器線路的一些圖形符號(hào)，這些圖形符號(hào)被稱為編程元件，每一個(gè)編程元件對(duì)應(yīng)有一個(gè)編號(hào)。不同廠家的PLC，其編程元件的多少與編號(hào)方法不盡一樣，但是基本的元件與功能很相近。梯形圖有如下特點(diǎn)：(1)梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每一個(gè)繼電器為一個(gè)邏輯行，稱

42、為一個(gè)梯形。每一個(gè)邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的各種聯(lián)接，最后是線圈，整個(gè)圖形呈梯形。(2)梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，因此稱為軟繼電器，相應(yīng)的某位觸發(fā)器為真態(tài)，表示該繼電器通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。梯形圖中的繼電器的線圈的定義是廣義的，除了輸出繼電器、部繼電器以外，還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。(3)梯形圖中，一般情況下某個(gè)編號(hào)的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器的觸點(diǎn)是可以被無(wú)限制的引用，既可是常開(kāi)觸點(diǎn)也可以是常閉觸點(diǎn)。(4)梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)的母線不接任何電源，因而圖中各個(gè)支路也沒(méi)有真實(shí)的電流通過(guò)，但是為

43、了方便，常用有電流來(lái)形象的描述輸出線圈的動(dòng)作條件。所以僅僅是概念上的電流，而且認(rèn)為它只能從左向右流動(dòng)，層次的改變只能是先上后下。PLC的工作過(guò)程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過(guò)程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，然后順序向各個(gè)輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。除此之外，為提高工作的可靠性和與時(shí)的接收外來(lái)的控制命令，每個(gè)掃描周期還要進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求。因此，PLC工作過(guò)程分為以下五步：(1)自診斷自診斷功能可使PLC系統(tǒng)防患于未然，而在發(fā)生故障時(shí)能盡快的修復(fù)，為此PLC每次掃描用戶程序以前都對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊等進(jìn)行故障診斷，若自

44、診斷正常便繼續(xù)進(jìn)行掃描，而一旦發(fā)現(xiàn)故障或異?，F(xiàn)象則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出，然后停機(jī)并顯示出錯(cuò)的信息。(2)與外設(shè)通信自診斷正常后PLC即掃描編程器、上位機(jī)等通信接口，如有通信請(qǐng)求便響應(yīng)處理。在與編程器通信過(guò)程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤碼進(jìn)行相應(yīng)指示，編程器還可以向主機(jī)發(fā)送運(yùn)行、停止、清存等監(jiān)控命令。在與上位機(jī)通信過(guò)程中PLC將接收上位機(jī)發(fā)出的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，把現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)、PLC的部工作狀態(tài)、各種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給上位機(jī)以與執(zhí)行啟動(dòng)、停機(jī)、修改參數(shù)等命令。(3)輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)完成前兩步工作后PLC便掃描各個(gè)輸入點(diǎn)，讀入各點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)

45、據(jù)，如開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場(chǎng)的存映象。這一過(guò)程也稱為輸入采樣或輸出刷新，在一個(gè)掃描周期存映象的容不變，即使外部實(shí)際開(kāi)關(guān)狀態(tài)己經(jīng)發(fā)生了變化也只能在下一個(gè)掃描過(guò)程中的輸入采樣時(shí)刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的存映象值而不是當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際值。(4)解算用戶邏輯即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶出現(xiàn)存儲(chǔ)器的最低地址存放的第一條程序開(kāi)始，在無(wú)跳轉(zhuǎn)的情況下按存儲(chǔ)器地址的遞增方向順序的掃描用戶程序，按用戶程序進(jìn)行邏輯判斷和算術(shù)運(yùn)算，因此稱之為解算用戶邏輯。解算過(guò)程中所用的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器，部繼電器等編程元件為相應(yīng)存儲(chǔ)單元的即時(shí)值，而輸入繼電器，輸出繼電器則用的是存映象值。在一個(gè)掃描周期，某個(gè)輸入信號(hào)的狀

46、態(tài)不管外部實(shí)際情況是否己經(jīng)變化，對(duì)整個(gè)用戶程序是一致的，不會(huì)造成結(jié)果混亂。(5)輸出結(jié)果將本次的掃描過(guò)程中解算最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描解算的結(jié)果，也稱為輸出刷新。解算用戶邏輯到用戶程序?yàn)橹?，每一步所得到的輸出信?hào)被存入輸出信號(hào)寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當(dāng)于輸出信號(hào)被輸出門(mén)阻隔，待全部解算完成后打開(kāi)輸出門(mén)一并輸出，所用輸出信號(hào)由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)用戶輸出設(shè)備即PLC的實(shí)際輸出。在依次完成上述五個(gè)步驟操作后PLC又開(kāi)始進(jìn)行下一次掃描。如此不斷的反復(fù)循環(huán)掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)全過(guò)程與設(shè)備的連續(xù)控制，直至接收到停止命令、停電、或出現(xiàn)故障。3.1.2 PLC與其擴(kuò)展模塊的選型

47、PLC是整個(gè)供料控制系統(tǒng)的核心，它要完成對(duì)系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)的采集、所有輸出單元的控制以與對(duì)外的數(shù)據(jù)交換。因此我們?cè)谶x擇PLC時(shí)，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、存空間、通訊接口與協(xié)議、帶擴(kuò)展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素。由于本設(shè)計(jì)礦石供料自動(dòng)控制系統(tǒng)控制設(shè)備相對(duì)較少，因此選用德國(guó)SIEMENS公司的S7-200型PLC。S7-200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，具有較高的性價(jià)比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；PLC可以上接工控計(jì)算機(jī)，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。PLC和上位機(jī)

48、的通信采用PC/PPI電纜，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口(PPI)協(xié)議，PC/PPI電纜可以方便實(shí)現(xiàn)PLC的通信接口RS485到PC機(jī)的通信接口RS232的轉(zhuǎn)換，用戶程序有三級(jí)口令保護(hù)，可以對(duì)程序?qū)嵤┌踩Ｗo(hù)。根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際所需端子數(shù)目，與考慮PLC端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，因此選用S7-200型PLC的主模塊為CPU226，其開(kāi)關(guān)量輸出為16點(diǎn)，輸出形式為AC220V繼電器輸出；開(kāi)關(guān)量輸入CPU226為16點(diǎn)，輸入形式為+24V直流輸入。由于實(shí)際中需要模擬量輸入點(diǎn)1個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)，所以需要擴(kuò)展，擴(kuò)展模塊選擇的是EM235，該模塊有4個(gè)模擬輸入(AIW)，1個(gè)模擬輸出(AQW)信號(hào)通道。輸入輸出信號(hào)

49、接入端口時(shí)能夠自動(dòng)完成A/D的轉(zhuǎn)換，標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成一個(gè)字長(zhǎng)(16bit)的數(shù)字信號(hào)；輸出信號(hào)接出端口時(shí)能夠自動(dòng)完成D/A的轉(zhuǎn)換，一個(gè)字長(zhǎng)(16bit)的數(shù)字信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。EM235模塊可以針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)，通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。3.1.3 皮帶機(jī)的選型皮帶機(jī)型號(hào)選擇正確與否是供料系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，如果選擇的型號(hào)過(guò)小則會(huì)因負(fù)荷過(guò)大而將電機(jī)燒毀或造成皮帶的斷裂，而如果選擇的型號(hào)過(guò)大，不能完全發(fā)揮其負(fù)荷能力，造成電能和設(shè)備的經(jīng)費(fèi)浪費(fèi)。皮帶機(jī)的選型基本原則：根據(jù)該冶煉廠年消耗礦石量與其輸送距離遠(yuǎn)近進(jìn)行大體的選型與考慮每小時(shí)皮帶機(jī)需要輸送多少噸礦料，根據(jù)各滾筒相互之

50、間受力比例關(guān)系算出皮帶所承受的力，據(jù)此選出皮帶機(jī)的型號(hào)。本設(shè)計(jì)中選用DSJ1200/3355型皮帶機(jī)。3.1.4 電動(dòng)機(jī)的選型電動(dòng)機(jī)選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要確保其負(fù)載能力能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，以達(dá)到較好的節(jié)能效果。所選用的電動(dòng)機(jī)必須與系統(tǒng)輸料量的變化幅度相匹配。則首先要了解工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)輸料量，然后根據(jù)輸料量來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載能力，根據(jù)機(jī)械負(fù)載能力額定容量、額定轉(zhuǎn)速、額定電壓等來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。要為某一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，首先要合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率。通常根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載的需要來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率，同時(shí)，還要考慮負(fù)載的工作制問(wèn)題，也就是說(shuō)，所選的電動(dòng)機(jī)應(yīng)適應(yīng)機(jī)械負(fù)載的連續(xù)、短時(shí)或間斷

51、周期工作性質(zhì)。功率選用時(shí)不能太大，也不能太小。選小了，保證不了電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常工作；選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)容量不能被充分利用，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，使得效率和功率因數(shù)不高。其次，根據(jù)電源電壓條件，要求所選用的電動(dòng)機(jī)的額定電壓與頻率同供電電源電壓與頻率相符合。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定要按生產(chǎn)機(jī)械銘牌上的要求選擇，否則可能改變生產(chǎn)機(jī)械的性能。此外，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、防護(hù)、冷卻和安裝形式，應(yīng)適應(yīng)使用環(huán)境條件的要求，并且要力求安裝、調(diào)試、檢修方便，以保證電機(jī)能安全可靠的運(yùn)行。由于設(shè)備處于眾多礦料環(huán)境中，應(yīng)選用防爆電動(dòng)機(jī)，因此本設(shè)計(jì)中篩選機(jī)中用于帶動(dòng)翻板的電機(jī)選用功率為75KW的

52、高壓電機(jī)廠生產(chǎn)的YB2防爆電動(dòng)機(jī)。3.1.5 電機(jī)過(guò)流檢測(cè)元件的選型開(kāi)始考慮的是電流互感器。電流互感器的工作原理，在測(cè)量交變電流大電流時(shí)，為了能夠安全測(cè)量，在火線（或接地線）上串聯(lián)一個(gè)變壓器（接在變壓器的輸入端），這個(gè)變壓器的輸出端接入電流表，由于輸入線圈的匝數(shù)小于輸出線圈的匝數(shù)，因此輸出電流小于輸入電流（這時(shí)的輸出電壓大于輸入電壓，但是由于變壓器是串聯(lián)在電路中，所以輸入電壓很小，輸出電壓也不大），電流互感器就是升壓（降流）變壓器。其輸出的信號(hào)為模擬電信號(hào)。SMD系列數(shù)字型電流傳感器（電流互感器），能在電隔離的條件下測(cè)量電流，并在達(dá)到額定電流時(shí)輸出開(kāi)關(guān)量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？芍苯舆B接PLC等控制部件，

53、特別適合于功率器件和電路系統(tǒng)的過(guò)流、短路保護(hù)、電流檢測(cè)等，響應(yīng)速度極快，性能卓越。經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn)電流互感器輸出的信號(hào)為模擬量，不能直接驅(qū)動(dòng)PLC，不免有些麻煩，因此本設(shè)計(jì)中選用可以直接驅(qū)動(dòng)PLC的SMD系列數(shù)字開(kāi)關(guān)型電流傳感器（電流互感器）。3.1.6 稱重傳感器的選型稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類(lèi)。 其中，電磁力式傳感器準(zhǔn)確度高，可達(dá)1/20001/60000，但稱量圍僅在幾十毫克至10千克之間。 磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高，一般為1/100，適用于大噸位

54、稱量工作，稱量圍為幾十至幾萬(wàn)千克。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。 稱量圍為100克至幾百千克，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，造價(jià)高。電阻應(yīng)變式傳感器的稱量圍為300g至數(shù)千kg，計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/10001/10000，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性較好，大部分電子衡器均使用此傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測(cè)量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時(shí)，其上的應(yīng)變片隨之變形，并導(dǎo)致電阻改變。測(cè)量電路測(cè)出應(yīng)變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測(cè)物的質(zhì)量。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)要

55、求與經(jīng)濟(jì)方面綜合分析，這里選用電阻應(yīng)變式傳感器。3.1.7 皮帶跑偏檢測(cè)元件的選型皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)皮帶跑偏是最常見(jiàn)的故障，皮帶跑偏輕則造成撤料、皮帶磨損，重則由于皮帶與機(jī)架劇烈摩擦引起皮帶軟化、燒焦甚至引起火災(zāi)，造成整個(gè)生產(chǎn)線停產(chǎn)，因而，正確地處理好皮帶跑偏關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這里考慮選用光電式傳感器，光電式傳感器在受到可見(jiàn)光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它除能測(cè)量光強(qiáng)之外，還能利用光線的透射、遮擋、反射、干涉等測(cè)量多種物理量，如尺寸、位移、速度、溫度等，因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象。其基于外光電

56、效應(yīng)的光電敏感器件有光電管和光電倍增管?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的有光敏電阻?；趧?shì)壘效應(yīng)的有光電二極管和光電三極管(見(jiàn)半導(dǎo)體光敏元件)。基于側(cè)向光電效應(yīng)的有反轉(zhuǎn)光敏二極管。光電式傳感器還可按信號(hào)形式分為模擬式光電傳感器(見(jiàn)位移傳感器)和數(shù)字式光電傳感器（見(jiàn)轉(zhuǎn)速傳感器、光柵式傳感器、數(shù)字式傳感器）。光電式傳感器還有光纖傳感器、固體圖像傳感器等。因?yàn)榈V石供料系統(tǒng)工作現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，環(huán)境不適合高精度元件工作，所以本設(shè)計(jì)選用常見(jiàn)的光電二極管。光電二極管是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些

57、，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。光電二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒(méi)有光照時(shí)，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，稱為光生載流子。 它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光電二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。3.1.8 皮帶機(jī)打滑檢測(cè)元件的選型皮帶打滑是由于皮帶在與主動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)上的實(shí)際力

58、大于皮帶兩端力的極限值而產(chǎn)生的。此時(shí)皮帶運(yùn)輸機(jī)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降低。皮帶過(guò)負(fù)荷故障是由于皮帶裝載礦石量過(guò)大對(duì)托滾的正壓力N增加，托滾軸上的磨擦阻力T=fN(f為磨擦系數(shù))增加，使得皮帶牽引力F小于摩擦阻力T，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增加。因此，為時(shí)刻檢測(cè)皮帶機(jī)是否發(fā)生打滑情況，現(xiàn)想出兩種方法：一、用兩個(gè)速度傳感器分別檢測(cè)電機(jī)和皮帶的速度，經(jīng)比較如果不一致則可認(rèn)為皮帶打滑，但這為軟件編程帶來(lái)一定的難度，且不方便。二、直接用轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)皮帶是否打滑，其原理是利用扭軸把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成扭應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)角，再轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)矩成一定關(guān)系的電信號(hào)的傳感器。扭軸的形式有實(shí)心軸、空心軸、矩形軸等。按照作用原理不同，扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器可分為電阻應(yīng)變式和壓磁式兩種