【正文】 第 1 頁(yè) 共 43 頁(yè) 需要 CAD 或 pro/E 或 protel 圖紙（看需要）、外文文獻(xiàn)及翻譯、目錄等等的聯(lián)系我 這里全部是中等成績(jī)以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)，非誠(chéng)勿擾 中等的意思就是還算好的那種 前 言 自動(dòng)化控制技術(shù) 被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展 自動(dòng)化控制技術(shù) 更加日新月異。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論計(jì)算機(jī)、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了自動(dòng)化控制技術(shù) 系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計(jì)方法。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械在品種 `規(guī)模 `設(shè)計(jì)與 制造技術(shù)等方面也得到了迅速的發(fā)展和提高。目前全國(guó)各地均建有機(jī)械制造廠，并逐步走向?qū)I(yè)化生產(chǎn)，以能獨(dú)立自主地進(jìn)行從單機(jī)到成套設(shè)備乃至自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與制造。隨著新材料 `新工藝 `新技術(shù)的發(fā)展，必須推動(dòng)各種自動(dòng)機(jī)械向電氣控制化和智能化的方向發(fā)展。 皮 帶式輸送機(jī) 具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、部件標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、煤炭等行業(yè)，用來(lái)輸送松散物料或成件物品，根據(jù)輸送工 藝要求，可單臺(tái)輸送，也可多臺(tái)組成或與其它 輸送設(shè)備 組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置型式的作業(yè) 線需要 ,適用于輸送堆積密度小于 ，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料及袋裝物料，如煤、碎石、砂、 水泥 、 化肥 、糧食等。被送物料溫度小于 60℃ 。其機(jī)長(zhǎng)及裝配形式可根據(jù)用戶要求確定，傳動(dòng)可用電滾筒，也可用帶驅(qū)動(dòng)架的驅(qū)動(dòng)裝置 。 我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在 “ 八五 ” 期間，通過(guò)國(guó)家一條龍 “ 日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備 ” 項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶 式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。 而 通過(guò) 本畢業(yè) 設(shè)計(jì) ， 則可 使 學(xué)生熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用 ；掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計(jì)能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析和設(shè)計(jì)能力 、 可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、 基本邏輯指令的應(yīng)用 、 步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用 ； 進(jìn)一步樹立正確的設(shè)計(jì)思想。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，堅(jiān)持與機(jī)械制造生產(chǎn)情況相符合，使設(shè)計(jì)盡可能做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)可行、操作方便、安全可靠。 第 2 頁(yè) 共 43 頁(yè) 生產(chǎn)線 皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要： 設(shè)計(jì)一種用于帶式輸送機(jī)的 PLC 電氣控制裝置， PLC 采用此種控制系統(tǒng)具有 工作較平穩(wěn)、對(duì)空間要求低、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，是一種較先進(jìn)、較完善、適合于大型帶式輸送機(jī)的控制系統(tǒng)。同時(shí)，利用繪圖軟件 Auto CAD2021 繪制了電氣結(jié)構(gòu)布置圖、系統(tǒng)原理圖等。 關(guān)鍵詞： 皮帶機(jī)； PLC控制系統(tǒng)；電氣元件；張緊裝置； Abstract: Design for a belt conveyor, the PLC control device adopts PLC control system has the work is smooth, low requirements for space, reliable performance advantages, is a more advanced, more perfect, suitable for large belt conveyor control system. At the same time, the use of the drawing software CAD2021 mapped the Auto electric structure arrangement and system diagram, etc. Keywords: belt conveyer ； PLC control system； Electrical ponents； Tensioner device； 第 3 頁(yè) 共 43 頁(yè) 第一章 緒 論 一 生產(chǎn)線皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義 本設(shè)計(jì)是學(xué)完大學(xué)機(jī)械 類 專業(yè)眾多 課程后，進(jìn)行的 最后 實(shí)踐 檢驗(yàn) 性實(shí)踐 教學(xué) 環(huán)節(jié)。它要求通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)知識(shí)的能力，同時(shí)也培養(yǎng)自己獨(dú)立查閱有關(guān)資料、獨(dú)立思考、獨(dú)立完成任務(wù)的能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)能夠很好提高分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)于提高的綜合素質(zhì)是大有好處的，對(duì)即將走上工作崗位的畢業(yè)生具有一定的實(shí)際意義。 二 設(shè)計(jì)的目的 能熟練運(yùn)用過(guò)去所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)，按題目所提出的各項(xiàng)要求，正確設(shè)計(jì)主電路及控制線路設(shè)計(jì)。主要完成繼電器、接觸器及 PLC 控制線路設(shè)計(jì)、編寫 PLC梯形圖及語(yǔ)句表，正確選擇電器元件，畫出主電路及 PLC 控制外部接線原理圖，保證滿足題目所提出的各項(xiàng)要求，提高學(xué)生繼電器、接觸器控制線路設(shè)計(jì)及 PLC 控制線路設(shè)計(jì)的綜合能力。 使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料名稱、出處，并做到熟練運(yùn)用，提高獨(dú)立工作及分工協(xié)作能力。 第 4 頁(yè) 共 43 頁(yè) 第二章 設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟 一 設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣 控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象 (生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程 )的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： （ 1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)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(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。 （ 2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，一次性投資小，使用后節(jié)約能源。 （ 3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠，使用與維修方便。 （ 4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，對(duì)于 PLC 控制系統(tǒng)，在 選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。 二 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 在建材、化工、 食品、機(jī)械、鋼鐵、冶金、煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送原料或物品。圖 是某原料皮帶運(yùn)輸機(jī)的示意圖，原料從料斗經(jīng)過(guò) PD PD— 1兩臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)送出。從料斗向 PD2 供料由電磁閥 YV 控制， PD1 和 PD2 分別由電動(dòng)機(jī) M1和 M2驅(qū)動(dòng)。 PD PD1 下均安裝有稱重傳感器，一旦皮帶輪超重，則發(fā)出信圖 某原料皮帶運(yùn)輸機(jī)示意圖 第 5 頁(yè) 共 43 頁(yè) 號(hào)使得 YV 閥口減小或關(guān)閉。 皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)皮帶跑偏是最常見的 故障，皮帶跑偏輕則造成撒料、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)。 皮帶的張緊是防止皮帶打滑的重要手段，也對(duì)系統(tǒng)的壽命起著至關(guān)重要的作用。 三 系統(tǒng)傳動(dòng)方式的確定 傳動(dòng)方式包括驅(qū)動(dòng)和調(diào)速兩個(gè)方面。它分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)三種方式。機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)方式直接影響設(shè)備的性能及結(jié)構(gòu)。在機(jī)械設(shè)備總體設(shè)計(jì)時(shí)，必須從機(jī)械性能和電氣性能兩方面綜合考慮后確定其傳動(dòng)方式。 對(duì)于僅 有一兩個(gè)簡(jiǎn)單往復(fù)動(dòng)作的普通機(jī)械，可采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)齒輪減速后用螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)傳動(dòng)。如果機(jī)械設(shè)備具有多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，而且往復(fù)動(dòng)作的調(diào)速性能和自動(dòng)化程度有一定要求時(shí)，應(yīng)采用電磁換向閥控制的液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)。若往復(fù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)速性能要求比較高，應(yīng)采用電液比例控制系統(tǒng)來(lái)傳動(dòng)。對(duì)于往復(fù)運(yùn)動(dòng)位移控制和速度控制要求比較高時(shí)，應(yīng)采用步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)家滾珠絲杠副來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制。選擇三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)， Y 系列電動(dòng)機(jī)是籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)和 DIN42673 標(biāo)準(zhǔn)。本系列采用 B 級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為封閉式（ IP44）或防護(hù)式（ IP23）。 Y 系列電動(dòng)機(jī)額定電壓 380V，額定頻率 50HZ，主要參數(shù)如表 ，實(shí)物圖如圖 。 表 選定電機(jī)的型號(hào)參數(shù) 型號(hào) 額定 功率 KW 滿載時(shí) 堵轉(zhuǎn) 電流 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Kg.m2 躁 聲 凈 重 kg 轉(zhuǎn)速 r/min 電流A 效率﹪ 功率因數(shù) cos j 額定 電流 額定 轉(zhuǎn)矩 額定 轉(zhuǎn)矩 同步轉(zhuǎn)速 3000r/min Y100L2 2870 82 29 79 33 第 6 頁(yè) 共 43 頁(yè) 圖 Y100L2 電機(jī) 2. 傳動(dòng)方式的選擇 調(diào)速性質(zhì)是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系。負(fù)載特性是指機(jī)械設(shè)備的負(fù)載屬于恒功率負(fù)載（即功率不隨轉(zhuǎn)速變化而變化）還是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，（即轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)速變化而變化）。設(shè)計(jì)任何一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)，必須使調(diào)速性質(zhì)與負(fù)載特性相適應(yīng)。也就是說(shuō)，恒功率負(fù)載必須采用恒功率調(diào)速性質(zhì)的傳動(dòng)方式，而轉(zhuǎn)矩負(fù)載則必須采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)的傳動(dòng)方式。 對(duì)于 起動(dòng)性能要求不高的機(jī)械設(shè)備，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)可根據(jù)其容量決定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘坎怀^(guò)供電變壓器容量的 20%時(shí)，一般采用直接起動(dòng)。當(dāng)容量大于該值時(shí)，可采用星 — 三角形降壓起動(dòng)或在定子中串電阻降壓起動(dòng)、也可采用自耦變壓器降壓起動(dòng)。如果機(jī)械設(shè)備要求電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)，應(yīng)采用軟起動(dòng)器起動(dòng)或變頻器控制的加速起動(dòng)。 電氣保護(hù)是電氣控制系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié)，在電路中正確設(shè)置保護(hù)環(huán)節(jié)，是確保電動(dòng)機(jī)、其他用電設(shè)備、電器元件和電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要措施。 ① 短路保護(hù) 電路在發(fā)生短路時(shí)，由于短路線路的阻抗很小而產(chǎn)生很大的短路電流 ，在短路線路上的電器元件觸頭，會(huì)因此時(shí)流過(guò)的電流大大超過(guò)其額定容量而被燒毀回發(fā)生熔焊，導(dǎo)線的絕緣層也會(huì)因此被燒毀，甚至?xí)?dǎo)致火災(zāi)。所以發(fā)生短路時(shí)必須瞬間切斷電源，以保證電氣線路的安全。 常用的短路保護(hù)措施有： ； 。 選用工業(yè)低壓電器常用的 RT18(HG30)系列熔斷器 ,如圖 。 第 7 頁(yè) 共 43 頁(yè) 圖 RT18(HG30)低壓熔斷器 b． 自動(dòng)開關(guān)的脫扣保護(hù)。自動(dòng)開關(guān)一般用的是 自動(dòng)空氣開關(guān) ， 自動(dòng)空氣開關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的一種電 器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠?，尚能?duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路．嚴(yán)重過(guò)載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 本次設(shè)計(jì)采用 DZ47 系列自動(dòng)開關(guān) DZ47LE。 圖 為其工作原理圖，圖 為其實(shí)物圖。 圖 DZ47 自動(dòng)開關(guān)工作原理圖 第 8 頁(yè) 共 43 頁(yè) 圖 DZ47LE 實(shí)物 圖 ② 過(guò)載保護(hù) 在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升會(huì)急劇升高并超過(guò)其額定值，輕者會(huì)使繞組的絕緣層老化變脆，壽命降低；重者會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組燒壞。因此在電動(dòng)機(jī)過(guò) 載時(shí)必須及時(shí)切斷電源，以保證電動(dòng)機(jī)能在壽命期內(nèi)安全運(yùn)行。常用的過(guò)載保護(hù)措施有熱繼電器保護(hù)、自動(dòng)開關(guān)過(guò)載脫扣保護(hù)。除此以外，還有以下一些過(guò)載保護(hù)的新措施，如電子式繼電器過(guò)載保護(hù)、埋入電動(dòng)機(jī)繞組的溫度繼電器（有雙金屬片式和熱敏電阻式）過(guò)載保護(hù)，軟起動(dòng)器過(guò)載保護(hù)。 本次設(shè)計(jì)基于生產(chǎn)成本考慮，采用價(jià)格相對(duì)低廉，用途廣泛的 熱繼電器。 根據(jù)電機(jī)參數(shù)，選擇華洋公司生產(chǎn)的 熱過(guò)載繼電器 JRS1(LR1)，如圖 。 第 9 頁(yè) 共 43 頁(yè) 圖 JRS1(LR1)實(shí)物圖 ③ 零電壓和欠電壓保護(hù) 在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，如果出 現(xiàn)非正常停電后再恢復(fù)供電，電動(dòng)機(jī)又自行起動(dòng)，很可能會(huì)造成生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)作錯(cuò)亂，運(yùn)動(dòng)部件互相碰撞的設(shè)備事故，甚至釀成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備在恢復(fù)供電后同時(shí)自行起動(dòng)，也會(huì)引起電網(wǎng)過(guò)大的瞬間壓降。為了防止電動(dòng)機(jī)失電時(shí)停止且電壓恢復(fù)時(shí)自行起動(dòng)，須采取零電壓保護(hù)措施。 在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，如果電源電壓過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低甚至停轉(zhuǎn)，結(jié)果造成所拖動(dòng)的設(shè)備不能正常運(yùn)行，甚至可能釀成事故。因此，需要在電源電壓降到允許值以下時(shí)，降電源切斷，實(shí)施欠電壓保護(hù)。 電動(dòng)機(jī)的零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)無(wú)需特別的保護(hù)電器 元件，只要 將 控制電動(dòng)機(jī)的接觸器控制電路連接成自鎖電路即可。 ④ 電氣元件的選擇 按鈕：按鈕是用于人工操作瞬間接通和斷開小電流（ 5A 以下）控制電路的開關(guān)。它有不同的結(jié)構(gòu)型式和顏色。一般情況下，起動(dòng)按鈕選用綠色，停止按鈕選用紅色，緊急停止按鈕選用紅色蘑菇頭型式；需要顯示按鈕操作狀態(tài)時(shí)選用帶指示燈的按鈕；大多數(shù)按鈕的觸頭為一常開和一常閉，如果需要一個(gè)按鈕控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路，則選用多對(duì)觸頭的按鈕。 機(jī)械設(shè)備上常用的按鈕有 LA1 LA1 LA20 等幾種型號(hào)。它們的額定電壓為：交流 500V、直流 440V、額定電 流為 5A，如圖 所示。 第 10 頁(yè) 共