自動送料裝車控制系統(tǒng)設(shè)計.

1、自動送料裝車控制系統(tǒng)設(shè)計(1) 硬件設(shè)計自動送料裝車系統(tǒng)控制電路設(shè)計煤礦或沙場自動送料裝車系統(tǒng)。完成工作流程圖；主電路圖；控制器接線圖；元件選型；電機選擇，有必要的設(shè)計計算。(給簡易控制系統(tǒng)示意圖。)(2) 軟件設(shè)計自動送料裝車系統(tǒng)控制程序控制要求：能夠控制啟動/停止；裝車完畢閃爍提示，汽車開走，進(jìn)行下一輪的裝載工作(3) 機械設(shè)計自動送料輸送帶機械結(jié)構(gòu)。2要求(1) 繪制硬件接線框圖；控制流程框圖及其它原理圖。(2) 撰寫設(shè)計說明書，并附程序清單及其功能注釋。(3) 調(diào)試控制程序。二、進(jìn)度安排及完成時間1.設(shè)計時間三周(從2012年12月3日至2012年12月21日)2進(jìn)度安排第1周：布置設(shè)

2、計任務(wù)；補充相關(guān)知識；查閱資料；撰寫緒論，確定系統(tǒng)組成方案。第2周：輸送帶傳動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計；繪制裝配圖、零件圖?？刂葡到y(tǒng)硬件設(shè)計，選擇電氣元件，設(shè)計系統(tǒng)框圖、外部電路接線圖。第3周：編寫主程序、功能子程序并調(diào)試。并記錄存在的問題和解決問題的方法；整理設(shè)計資料；按格式模版撰寫設(shè)計說明書；上交設(shè)計作業(yè)(打印稿及電子文檔；并參加答辯。注：程序設(shè)計2人；硬件電路設(shè)計2人；機械結(jié)構(gòu)設(shè)計23人。第1章緒論11.1自動送料裝車控制的發(fā)展11.2自動送料裝車控制系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義1第2章確定課題設(shè)計方案32.1 初定動力部分32.2 初定傳動部分32.3 初定執(zhí)行機構(gòu)32.4控制器選型42.5系統(tǒng)總體工作流

3、程5第3章機械結(jié)構(gòu)設(shè)計63.1系統(tǒng)設(shè)計的原始參數(shù)63.2初選輸送帶63.2帶速和滾筒轉(zhuǎn)速計算73.3牽引力和電動機功率計算73.4電機的選型和傳動比的確定73.4.1電機的選型73.4.2傳動比的確定73.5傳動裝置的布置方式83.6傳動滾筒的作用及類型8第4章硬件部分設(shè)計104.1主電路的設(shè)計104.2PLC機型的選擇114.4開關(guān)的選擇114.5熔斷器的選擇114.6接觸器的選擇（KM）124.7傳感器的選擇124.7.1稱重傳感器的選擇124.7.2霍爾傳感器的選擇124.8繼電器的選擇134.9行程開關(guān)的選擇134.10物位傳感器的選擇144.10.1電容式物位傳感器144.10.2阻

4、力式料位傳感器154.11I/O地址表16第5章軟件控制185.1 PLC程序流程圖設(shè)計185.2 PLC程序框圖195.3 PLC程序21結(jié)論23參考文獻(xiàn)24第1章緒論1.1自動送料裝車控制的發(fā)展送料裝車設(shè)備廣泛地應(yīng)用于建材、冶金、煤炭、電力、化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)部門。老式送料裝車設(shè)備因為沒有計量而存在多裝、少裝的問題。特別是在運輸?shù)倪^程中，不允許車輛超載，多裝了，得卸掉，少裝了，得進(jìn)行二次裝車，使得裝車工作進(jìn)行非常緩慢。隨著當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類物料輸送的生產(chǎn)線對自動化程度的要求越來越高，原有的生產(chǎn)送裝料設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不能滿足當(dāng)前高度自動化的需要。由于控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展和革新，使得生

5、產(chǎn)線的運輸控制也將得到不斷的改善和生產(chǎn)效率的不斷提高，送料裝車的控制經(jīng)歷了以下幾個階段：1. 手動控制：在20世紀(jì)60年代末70年代初期，便有一些工業(yè)生產(chǎn)采用PLC來實現(xiàn)送料裝車的控制，但是限于當(dāng)時的技術(shù)還不夠成熟，只能采用手動的控制方式來控制機器設(shè)備，而且早期送料裝車控制系統(tǒng)多為繼電器和接觸器所組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須要有專人負(fù)責(zé)操作。2自動控制：在20世紀(jì)80年代，由于計算機的價格普遍下降，這時的大型工控企業(yè)將PLC充分的與計算機相結(jié)合，通過機器人技術(shù)，自動化設(shè)備終于實現(xiàn)了PLC在送料裝車控制系統(tǒng)中自動控制方面的應(yīng)用。

6、3全自動控制：現(xiàn)階段，由于PLC技術(shù)向高性能、高速度、大容量發(fā)展，大型PLC大多數(shù)采用多CPU結(jié)構(gòu)，不斷向高性能、高速度、大容量方向發(fā)展。將PLC運用到送料裝車控制系統(tǒng)中，可實現(xiàn)送料裝車的全自動控制，降低了系統(tǒng)的運行費用。PLC控制的送料裝車自動控制系統(tǒng)具有連線簡單、控制速度快、精度高、可靠性和可維護(hù)性好、維修和改造方便等優(yōu)點。1.2自動送料裝車控制系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義送料裝車控制系統(tǒng)的工作環(huán)境通常比較惡劣，設(shè)備周圍所處的環(huán)境一般粉塵比較大、空氣濕度相對高且操作分散，所以對送料裝車控制系統(tǒng)工作的安全性、可靠性、維護(hù)簡便性要求比較高。在早期的送料裝車控制中通常都采用繼電器邏輯控制，繼電器控制系統(tǒng)

7、中大多數(shù)采用分立的繼電器、接觸器等電器元件作為控制元件，其控制系統(tǒng)復(fù)雜、操作難度大，并且安裝接線時工作量大、修改控制策略難、維護(hù)量大等問題，嚴(yán)重影響了正常的工業(yè)生產(chǎn)。PLC所控制的系統(tǒng)可以方便地通過改變用戶程序，以實現(xiàn)各種控制功能，從根本上解決了電器控制系統(tǒng)控制電路難以改變的問題。同時，PLC控制的系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運算，還具有數(shù)值運算及過程控制等復(fù)雜的控制功能。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當(dāng)于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/21/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，從而可以節(jié)省下大量的配線和附件

8、，減少了大量的安裝接線工作時，可以減少大量費用。PLC不僅用于開關(guān)量控制，還可用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色。8第2章確定課題設(shè)計方案總體方案包括：初定動力部分、初定傳動機構(gòu)、初定執(zhí)行機構(gòu)、初定控制系統(tǒng)。系統(tǒng)總的工作流程。2.1初定動力部分輸送機械設(shè)備要求動力部分具有啟動扭矩大、有一定過載能力、能適應(yīng)一定沖擊載荷的影響、能夠適應(yīng)滿載啟動的要求，同時希望體積和重量不能太大，且能與工廠其他設(shè)備共用動力源（工廠大多設(shè)備用三相交流電作為動力源），所以動力部分初定為三相交

9、流電機。2.2初定傳動部分帶傳動的優(yōu)點有：1.帶傳動可以緩和沖擊和振動；2帶傳動中心距不受限制，只要陪以合適的緊鏈結(jié)構(gòu)，理論可以很大；3可以通過打滑，提高設(shè)備的防過載能力；4傳遞效率較低，易出現(xiàn)皮帶打滑造成皮帶磨損劇烈；5傳動比不明確。齒輪傳動的優(yōu)點有：1、承載能力咼，尺寸緊湊；2、傳動效率高，一對潤滑、加工良好；3、傳動精度咼；4、傳遞扭矩達(dá)；5、使用壽命長；自動送料裝車系統(tǒng)對傳動部分沒有特殊的要求，為節(jié)約成本，獲得一定減速比，傳遞較大扭矩，傳動部分初定為帶傳動和齒輪減速機構(gòu)的組合。2.3初定執(zhí)行機構(gòu)首先是它運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物

10、料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小（約為刮板輸送機的1/3-1/5）,而且對貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。帶式輸送機的輸送線路適應(yīng)性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定短則幾米，長可達(dá)10km以上?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當(dāng)同時在幾個點向輸送帶上加料（如選煤廠煤倉下的輸送機）或沿帶式輸送機

11、長度方向上的任一點通過均勻給料設(shè)備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進(jìn)行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備，與其他運輸設(shè)備（如機車類）相比，具有輸送距離長、運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送機主要特點是機身可以很方便的伸縮，設(shè)有儲帶倉，機尾可隨采煤工作面的推進(jìn)伸長或縮短，結(jié)構(gòu)緊湊，可不設(shè)基礎(chǔ)，

12、直接在巷道底板上鋪設(shè)，機架輕巧，拆裝十分方便。當(dāng)輸送能力和運距較大時，可配中間驅(qū)動裝置來滿足要求。根據(jù)輸送工藝的要求，可以單機輸送，也可多機組合成水平或傾斜的運輸系統(tǒng)來輸送物料。2.4控制器選型PLC是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC的特點：(1) 可靠性高，抗干擾能力強(2) 編程方法簡單易學(xué)，使用方便(3) 功能完善，應(yīng)用靈活(4) 環(huán)境要求低，適應(yīng)性強，(5) 體積小，重量輕，能耗低(6) 維修工作量

13、小，維修方便(7) 系統(tǒng)的設(shè)計，安裝，調(diào)試工作量少綜上所述，控制器初定為可編程控制器(PLC)2.5系統(tǒng)總體工作流程初始狀態(tài)：綠燈(L1)亮，紅燈(L2)滅，表示允許汽車開進(jìn)裝料，此時，進(jìn)料閥門(K1),料斗閥門(K2),電動機(M1，M2,M3)皆為OFF狀態(tài)。當(dāng)汽車到來時，檢測開關(guān)S3接通(負(fù)載板上未設(shè)，可從通用器件板選取)，紅色信號燈L2亮，綠色L1滅，傳送帶驅(qū)動電動機M3運行；2s后，電動機M2運行；再經(jīng)過2s，M1運行，依次順序起動送料系統(tǒng)。電動機M3運行后，進(jìn)料閥門K1打開料斗進(jìn)料，料斗裝滿時，檢測開關(guān)S1=1，進(jìn)料閥門K1關(guān)閉(設(shè)1料斗物料足夠裝滿1車)；料斗出料閥門K2在M1運

14、行及料滿(S1=1)后，打開放料，物料通過傳送帶的傳送，裝入汽車。當(dāng)裝滿汽車后，稱重開關(guān)S2動作，料斗出料閥門K2關(guān)閉，同時電動機斷電停止，2s后M2停止，再過2s，M1停止，L1亮，L2滅，表示汽車可以開走。圖2.1氣相色譜裝置框圖第3章機械結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1系統(tǒng)設(shè)計的原始參數(shù)帶式輸送機是目前煤炭的主要裝車輸送設(shè)備，其設(shè)計的自動化先進(jìn)程度、結(jié)構(gòu)布置方式、使用安全性、可靠性、連續(xù)性和高效運行將直接影響礦井生產(chǎn)成本。運煤車的噸位Q=10t,要求在2min中內(nèi)裝滿一車煤塊，煤塊的密度p=1.05l.lX103kg/m3。三段輸送帶的有效總長度L=15m,滾筒的直徑D=315mm。3.2初選輸送帶我國目

15、前生產(chǎn)的輸送帶有以下幾種:尼龍分層輸送帶、塑料輸送帶、整體帶芯阻燃帶、鋼絲繩芯帶等。在輸送帶類型確定上應(yīng)考慮如下因素：1）為延長輸送帶使用壽命，減小物料磨損，盡量選用橡膠貼面，其次為橡塑貼面和塑料貼面的輸送帶；2）在同等條件下優(yōu)先選擇分層帶，其次為整體帶芯和鋼絲繩芯帶；3）優(yōu)先選用尼龍、維尼龍帆布層帶。因在同樣抗拉強度下，上述材料比棉帆布帶體輕、帶薄、柔軟、成槽性好、耐水和耐腐蝕；4）覆蓋膠的厚度主要取決于被運物料的種類和特性，給料沖擊的大小、帶速與機長，輸送石炭石之類的礦石，可以加厚2mm表面橡膠層，以延長使用壽命。綜合該機各類特性參數(shù)和技術(shù)特性，考慮到輸送量較大，且為固定用輸送機，為此初選

16、輸送帶采用鋼絲繩芯輸送帶，它既有良好的強度，又具有較好的防撕裂性能，是目前礦用帶式輸送機首選帶型。可以初選輸送帶如下：輸送帶型號：ST2500輸送帶每節(jié)帶長：l=6m帶寬：B=500mm帶高：H=200mm帶質(zhì)量：qd=35.3kg/m23.2帶速和滾筒轉(zhuǎn)速計算單位長度上的煤塊質(zhì)量m=pv=l.lX103X0.5X0.2=0.11X103kg因為要滿足2min中裝滿10t礦車的要求，所以單位時間內(nèi)的輸送質(zhì)量m1=10X103/120=83.33kg/s。帶速V=m1/m=83.33/110=0.76m/s。滾筒轉(zhuǎn)速nw=60x1000V/nD=60x1000x0.76/3.14x315=46(

17、r/min)3.3牽引力和電動機功率計算輸送機總牽引力F=gl(m+0.5qd)w=10x6x(110+0.5x35.3)x0.025=191.475N其中w為阻力系數(shù)，取值0.025電動機功率KFV1.2x191.475x0.76P=1000-'1000x0.86=0,203kw其中K電機功率備用系數(shù)，取K=1.2n傳動系統(tǒng)的工作效率。3.4電機的選型和傳動比的確定3.4.1電機的選型由于電動機所需功率P=0.203kw，可以選型號為Y90S-6的三相異步電動機,其額定功率為0.75kw,同步轉(zhuǎn)速為910r/min。3.4.2傳動比的確定(1) 傳動裝置總傳動比i總耳電動/i滾筒=9

18、10/46=19.78(2) 分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比i=2.3,則兩級齒輪減速器的總傳動比為1 =i/i=19.78/2.3=8.6231根據(jù)等效轉(zhuǎn)動慣量最小原則，取第二級齒輪傳動比i=1.3i,32又ixi=8.6，所以i=2.57，i=3.34。2 3233.5傳動裝置的布置方式電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。常見典型的布置方式如下圖3.1所示：圖31典型的傳動裝置布置圖X3.6傳動滾筒的作用及類型傳動滾筒動力的主要部件，它是依靠與輸送帶帶運行的部件。作為單點驅(qū)動方式未講，可分成單滾筒傳動間的摩擦

19、力帶動輸送及雙滾筒傳動。在本課程設(shè)計中采用雙滾筒傳動，利用齒輪傳動裝置使兩滾筒同速運轉(zhuǎn)。傳動滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。(1) 輕型：軸承孔徑80100血。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)。單向出軸。(2) 中型：軸承孔徑120180血。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。(3) 重型：軸承孔徑200220血。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)。有單向出軸和雙向出軸兩種。27第4章硬件部分設(shè)計4.1主電路的設(shè)計主電路的設(shè)計對于本次設(shè)計小車自動送料裝車系統(tǒng)設(shè)計相當(dāng)重要，只有在主電路設(shè)計正確且簡便的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)控制電路及軟件設(shè)計才能精簡方便。根

20、據(jù)系統(tǒng)的控制工藝要求，我所設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖4-1所示。圖中，Ml,M2,M3為三臺皮帶傳輸送料電動機，交流接觸器KM1KM3通過控制三臺電動機的運行來控制三個傳送帶，從而進(jìn)行對物料的傳輸。FR1，F(xiàn)R2,FR3為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于物料傳輸過程中當(dāng)傳送帶過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。（注意：FU和FR不能進(jìn)行互換，它們在本設(shè)計電路當(dāng)中所承擔(dān)的任務(wù)不一樣。FU起過流保護(hù)，F(xiàn)R起過載保護(hù)）主電路原理圖如圖4.1。LlO12O-14O電仙1電貼$圖41自動送料裝車系統(tǒng)主電路原理圖4.2PLC機型的選擇在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循以下基本原則：(1)

21、 最大限度地滿足被控對象或生產(chǎn)過程的控制要求。設(shè)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜索資料，并與機械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。(2) 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。(3) 保證控制系統(tǒng)的安全可靠。(4) 考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。在該系統(tǒng)中，輸入點數(shù)為3,輸出點數(shù)為8,為繼電器輸出，則我可以選擇-16-001機型，由于此設(shè)計的系統(tǒng)要求不復(fù)雜，貝何以選用小型控制系統(tǒng)中采用整體式PLC。4.3開關(guān)量輸入/輸出模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇：選擇三相交流輸入電源AC3

22、80V，采用共點式輸入接線方式，即三個電動機共用一個電源。開關(guān)量輸出模塊的選擇：該系統(tǒng)中開關(guān)輸出模塊的輸出方式為繼電器輸出。4.4開關(guān)的選擇在該系統(tǒng)的主電路中，采用三級的組合開關(guān)。4.5熔斷器的選擇在本系統(tǒng)中，熔斷器保護(hù)三臺異步電動機，且此三臺電動機不同時啟動，則熔斷器的額定電流為530123.+25，其中：丄g一與一麺一，則>2.5x1.97+1.97+1.97=16.站，所以丁能16'站熔斷器的額定電壓為AC380V,則可選擇型號為RT14-32的熔斷器。4.6接觸器的選擇（KM）2. 85額定電流為則可以選擇CJ10-5型號的交流接觸器。式中：“電動機的額定功率疋經(jīng)驗系數(shù)，

23、一般取11.45電動機的額定電壓4.7傳感器的選擇4.7.1稱重傳感器的選擇重量傳感器又稱稱重傳感器，是將壓力信號轉(zhuǎn)換成電壓或電流控制信號。其輸出格式是標(biāo)準(zhǔn)的控制信號類型：01OVDC,-101OVDC,420mA,020mA。有的智能稱重傳感器也能輸出開關(guān)量信號，但是其動作量（檢測到的壓力信號）是可調(diào)的。本次設(shè)計中稱重傳感器選擇CS-20型。4.7.2霍爾傳感器的選擇本次設(shè)計選用HAL815可編程線性霍爾傳感器，其可用于角度或距離測量。HAL815是一個可編程的霍爾傳感器，內(nèi)置DSP，可設(shè)置的比例電壓輸出，具有高精度，多個可編程磁特性存儲在具有冗余和鎖定功能的非易失性存儲器（EEPROM）,

24、多種保護(hù)功能如。開路（地和電源線突變檢測）、過壓和欠壓檢測，保證了傳感器的高可靠性，可逐個編程或通過選擇拉低輸出腳來編幾個并聯(lián)在相同供電電壓上的傳感器，溫度特性可編程可匹配所有常見的磁性材料?？删幊痰奶匦苑奖懔丝蛻舻脑O(shè)計。4.8繼電器的選擇繼電器主要用于控制與保護(hù)電路或用于信號轉(zhuǎn)換。繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而發(fā)生動作的自動控制電器。它與接觸器不同，主要用于反應(yīng)控制信號，其觸點一般接在控制電路中。當(dāng)輸入量變化到某一定值時，繼電器動作，其觸頭接通或斷開交、直流小容量的控制回路。繼電器的種類有很多，分類的方法也很多，常用的分類方法有：1. 按輸入量的物理性質(zhì)可分為電壓繼電器、電流繼電器、功

25、率繼電器、時間繼電器和溫度繼電器等。2. 按動作原理可分為電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。3. 按動作時間可分為快速繼電器、延時繼電器和一般繼電器。4. 按執(zhí)行環(huán)節(jié)作用原理可以分為有觸點繼電器和無觸點繼電器。5. 按用途可分為電器控系統(tǒng)用繼電器和電力系統(tǒng)用繼電器。繼電器的主要特性是輸入、輸出特性、繼電器的返回系數(shù)、吸合時間、釋放時間。吸合時間是從線圈接收型號到銜鐵完全吸和時所需要的時間，釋放時間是從線圈失電導(dǎo)銜鐵完全釋放時所需要的時間。一般繼電器的吸合時間與釋放時間為0.050.15s,它的大小會影響繼電器的操作頻率。本次設(shè)計所選擇的繼電器有：時間繼電器JR

26、0,熱繼電器JR16-20/3。4.9行程開關(guān)的選擇行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，是用于控制機械設(shè)備的行程和限位保護(hù)。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先要設(shè)置的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊到行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，就實現(xiàn)了電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件模塊的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕有些類似。行程開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位、轎廂的上、下限位保護(hù)。主令電器應(yīng)用廣泛、種類繁多。按其工作可分為：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能開關(guān)及其它主令電

27、器行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。本次設(shè)計我選用LX1-11型限位開關(guān)。參數(shù)如表4-1。表4-1LX1-11型限位開關(guān)主要參數(shù)型號溫度范圍額定電壓額定電流LX1T10(°C)380(V)10(A)4.10物位傳感器的選擇物位是指貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備里的液體、粉粒壯固體、氣體之間的分界面位置，也可以是互不相溶的兩種液體間由于密度不等而形成的界面位置。根據(jù)具體用途分為液位、料位、界位傳感器或變送器。物位不僅是物料耗量或產(chǎn)量計量的參數(shù)，也是保證連續(xù)生產(chǎn)和設(shè)備安全的重要參數(shù)。特別是在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)規(guī)模大，速度高，且常有高溫、高壓、強腐蝕性或易燃易爆物料，對于物位的監(jiān)

28、視和自動控制更是至關(guān)重要。4.10.1電容式物位傳感器利用物料介電常數(shù)恒定時極間電容正比與物位的原理，可構(gòu)成電容式物位傳感器。根據(jù)電機的結(jié)構(gòu)可將電容式物位傳感器分為三中：（1）適用與導(dǎo)電容器中的絕緣性物料，且容器為立式圓筒形，器壁為一極，沿軸線插入金屬棒為另一極，其間構(gòu)成的電容C與物位成比例。也可懸掛帶重錘的軟導(dǎo)線作為電機。（2）適用與非金屬容器，或雖為金屬容器但非立式圓筒形，物料為絕緣性的。這時在棒壯電極周圍用絕緣支架套裝金屬筒，筒上下開口，或整體上均勻分布多個孔，使內(nèi)外物位相同。中央圓棒和與之同軸的套筒構(gòu)成兩個電極，其間電容和容器形狀無關(guān)，只取決于物位。所以這種電極只用于液位，粉粒體容易滯

29、留在極間。（3）用于導(dǎo)電性物料，起外形和（1）一樣，但中央圓棒電極上包有絕緣材料，電容是由絕緣材料的介電常數(shù)和物位決定的，與物料的介電常數(shù)無關(guān)，導(dǎo)電物料使筒壁與中央電極間的距離縮短為絕緣層的厚度，物位升降相當(dāng)于電極面積改變。電容式物位傳感器無可動部件，與物料密度無關(guān)，但應(yīng)注意物料中含水分時將對測量結(jié)果影響很大，并且要求物料的介電常數(shù)與空氣介電常數(shù)差別大，需用咼頻電路。所以不予米用。4.10.2阻力式料位傳感器阻力式料位傳感器是指物料對機械運動所呈現(xiàn)的阻擋力。粉末顆粒狀物料比液態(tài)物質(zhì)流動性差，對運動物體有明顯的阻力，利用這一特點可構(gòu)成各種料10位傳感器：(1) 重錘探索法：在容器頂部安裝由脈沖分

30、配器控制的步進(jìn)電機，此電機正轉(zhuǎn)時緩緩釋放懸有重錘的鋼索。重錘下降到與料面接觸后，鋼索受到的合力突然減小，促使力傳感器發(fā)出脈沖。此脈沖改變門電路的狀態(tài)，使步進(jìn)電機改變轉(zhuǎn)向重錘提升，同時開始脈沖計數(shù)。待重錘升至頂部觸及行程開關(guān)，步進(jìn)電機停止轉(zhuǎn)動，同時計數(shù)器也停止計數(shù)并顯示料位(料位值即容器全高減去重錘行程之差)。顯示值一直保持到下次探索后刷新為另一值。開始探索的觸發(fā)信號可由定時電路周期性地供給，也可以人為地啟動。不進(jìn)行探索時，重錘保持在容器頂部，以免物料將重錘淹埋。萬一重錘被物位埋沒，排放物料時產(chǎn)生的強大拉力就可能拉斷鋼索報警措施及出料過濾柵。但這種方法運用了邏輯電路和數(shù)字技術(shù)，可連續(xù)測量料位值并

31、輸出數(shù)字量，是數(shù)字傳感器，但其采樣是周期性的，對時間而言不連續(xù)，此設(shè)計不予采用。(2) 旋槳或推板法：這是一種位式傳感器，或稱料位開關(guān)。在容器壁的某一高度處裝小功率電動機，其軸伸入容器內(nèi)，末端帶有槳狀葉片。葉片不接觸物料時，自由旋轉(zhuǎn)的空載狀態(tài)下電動機的電流很小，一旦料位上升到與葉片接觸，轉(zhuǎn)動阻力增加，甚至成堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，電流顯著加大。根據(jù)電流的大小使繼電器的接點動作，發(fā)出料位報警或位式控制信號。如電機軸經(jīng)過曲柄連桿機構(gòu)變?yōu)橥鶑?fù)運動，則可帶動活塞或平板在容器中做推拉動作，即成推板法。旋槳法或推板法不一定都是靠電機電流的大小時繼電器接點動作，也可以利用離合器或連桿上的傳動機構(gòu)，在葉片或推板負(fù)載增大時改

32、變電接點的通斷狀態(tài)。所用電動機應(yīng)能在長時間堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，或離合器打滑狀態(tài)下，不致過熱而損壞。這類原理構(gòu)成的料位開關(guān)，只能安裝在容器壁上，安裝高度取決于動作所對應(yīng)的料位值。應(yīng)用不那么廣泛，所以次設(shè)計也不予采用。(3) 音叉法：根據(jù)物料對振動中的音叉有無阻力探知料位是否到達(dá)或超過某高度，并發(fā)出通斷信號，這種原理不需要大幅度的機械運動，驅(qū)動功率小，機械結(jié)構(gòu)簡單、靈敏而可靠。音叉由彈性良好的金屬制成，本身具有確定的固有頻率，如外加交變力的頻率與其固有頻率一致，則叉體處于共振狀態(tài)。由于周圍空氣對振動的阻尼微弱，金屬內(nèi)部的能量損耗又很少，所以只需微小的驅(qū)動功率就能維持較強的振動。11當(dāng)粉粒體物料觸到叉體之后

33、，能量消耗在物料顆粒間的摩擦上，迫使振幅急劇衰減，音叉停振。為了給音叉提供交變的驅(qū)動力，利用放大電路對壓電元件施加交變電場，靠逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生機械力作用在叉體上。用另外一組壓電元件的正壓電效應(yīng)檢測振動，它把振動力為微弱的交變電信號。再由電子放大器和移相電路，把檢振元件的信號放大。經(jīng)過移相，施加到驅(qū)動元件上去，構(gòu)成閉環(huán)振蕩器。在這個閉環(huán)中，既有機械能也有電能，叉體是其中的一個環(huán)節(jié)，倘若受到物料阻尼難以振動，正反饋的幅值和相位都將明顯的改變，破壞了振蕩條件，就會停振。只要在放大電路的輸出端接以適當(dāng)?shù)钠骷?，不難得到開關(guān)信號。為了保護(hù)壓電元件免受物料損壞和粉塵污染，將驅(qū)動和檢振元件裝在叉體內(nèi)部，經(jīng)過金屬

34、膜片傳遞振動。如果在容器的上下方都裝叉體，可以實現(xiàn)自進(jìn)料或自動出料的邏輯控制，或者把料位越限信號遠(yuǎn)傳到控制室。在控制室里的控制電路判斷料位是否越限，并按要求使被控的進(jìn)出料設(shè)備啟停。并且叉體的制造和裝配良好時，音叉也可用于液體測量和控制。在測量時不需要大幅度的機械運動，驅(qū)動功率小，機械結(jié)構(gòu)簡單、靈敏而可靠。此設(shè)計選擇音叉法阻力式料位傳感器。4.11I/O地址表此次設(shè)計，系統(tǒng)占用18個PLC的I/O端口，分別是8個輸入端口和10個輸出端口，具體的I/O分配如表2-3所示。表4-2I/O地址分配表輸入輸出X0啟動開關(guān)Y0電動機M3XI稱重開關(guān)S2Y1電動機M2X2裝車開關(guān)S3Y2電動機M1X3緊急停

35、止Y3送料閥門K2X4料斗已滿Y4進(jìn)料閥門K1X5電動機M3故障Y5紅燈L2X6電動機M2故障Y6綠燈L1X7電動機M1故障Y7電動機M3故障顯示Y10電動機M2故障顯示Y11電動機M1故障顯示第5章軟件控制5.1PLC程序流程圖設(shè)計延吋2杪電機閘I啟動戔閉準(zhǔn)科閥門矣閉電動機*伸蓋閉I11MM2延時2秒蓋閉iLaMmi小蛆出圖51PLC程序流程圖5.2PLC程序框圖5.3PLC程序0LDXOOO1ORY0002ANIX0013ANIMO4OUTYOQO5OUTTO8LDTO9ORY00110ANIMl11OUTY00112OUTT115LDT116ORY00217ANIM2ISOUTY00219LDXOOO20ANIX00421OUTY00422LDX00423ORY00324ANIX00125ANDYOOOK20K2026ANDY00127ANDY00220ANIX00629ANIX00530ANIX00731OUTY00332LDX00133ORMO34AN