【正文】 DYH10003000mm策略脫水帶式濃縮一體壓榨過濾機系列，填補了國內空白。隨著科技的不斷發(fā)展和完善，對壓濾機控制系統(tǒng)的深入研究，上世紀90年代由北京中水長固液分離技術有限公司生產(chǎn)的快開式隔膜壓濾機，它是一種利用過濾介質將離散的固體顆粒分離出來的加壓過濾設備。第二節(jié) 壓濾機的發(fā)展及現(xiàn)狀20世紀 90年代我國在選煤廠處理煤泥時基本采用傳統(tǒng)模式 ,即壓濾機、圓盤真空過濾機、轉載皮帶、煤泥沉淀池、晾干場地等設備和裝置。傳統(tǒng)壓濾機通常采用繼電器—接觸器的控制系統(tǒng)。本設計就是要用先進的PLC控制系統(tǒng)來代替落后的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，進而實現(xiàn)壓濾機生產(chǎn)效率的提高。壓濾車間就是選煤廠中的車間之一，它主要負責尾煤（煤泥）的回收。 filter。PLC控制的特點使原壓濾機控制大大的簡單化,并且維修方便,易于檢查。選煤廠壓濾機控制系統(tǒng)畢業(yè)論文摘要 6ABSTRACT 7第一章 壓濾機概述 7第一節(jié) 壓濾機的發(fā)展及現(xiàn)狀 8第二節(jié) 壓濾機的主要結構 9第二章 可編程序控制器（PLC）的概況 10第一節(jié) PLC的概念及發(fā)展 10一、 PLC發(fā)展回顧 10二、 PLC發(fā)展過程 10三、PLC在中國的發(fā)展 11四、PLC的現(xiàn)狀 12五、 PLC的發(fā)展趨勢 13六、軟PLC技術 14第二節(jié) 可編程序控制器的結構及工作原理 15一、可編程序控制器的基本結構 15二、可編程序控制器的工作原理 16三、PLC的應用領域 17四、可編程序控制器與計算機之間的通信 18第三章 壓濾機控制系統(tǒng)總體設計 18第一節(jié) 壓濾機控制系統(tǒng)流程圖 18第二節(jié) 壓濾機控制系統(tǒng)的設計中還應考慮其它因素： 20第四章 PLC的選型 20第一節(jié) 壓濾機控制系統(tǒng)的工作過程分析 20第二節(jié) 可編程序控制器PLC的選型 21一、可編程序控制器物理結構及控制方式的選擇 22二、 CPU的能力 22三、 I/O點數(shù)的確定 23四、 響應速度 24五、 存儲容量的選擇 24六、可編程序控制器的指令系統(tǒng) 25七、機型選擇的其他考慮 26八、 FX2n48MR001型PLC 26第五章 硬件設計 29第一節(jié) PLC的使用環(huán)境 29一、 物理環(huán)境 29二、電氣環(huán)境 29第二節(jié) 電動機的選型 29第三節(jié) 壓濾機控制系統(tǒng)所用電器的選型 30一、 按鈕 30二、接近開關 32三、拉線開關 34四、接觸器 35五、 熱繼電器 37六、中間繼電器 40七、 熔斷器 40八、 報警器 42九、 保壓指示燈 42十、 系統(tǒng)供電 43十一、 輸入/輸出接口電路模塊 43十二、PLC外圍接線圖 44十三、 控制面板的設計 45第六章 軟件設計 46第一節(jié) 壓濾機控制系統(tǒng)工藝流程圖 46第二節(jié)、I/O地址分配表 47第三節(jié)、壓濾機控制系統(tǒng)功能圖和梯形圖的設計 48第四節(jié) 程序指令表 50第七章 PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施 52第一節(jié) 硬件抗干擾措施 53一、 抑制電源系統(tǒng)引入的干擾 53二、 抑制接地系統(tǒng)引入的干擾 53三、 抑制輸入輸出電路引入的干擾 54四、 抑制外部配線干擾的措施 54第二節(jié) 軟件抗干擾措施 54第八章 PLC系統(tǒng)的程序調試 55第一節(jié) 實驗室調試 55第二節(jié) 制造廠調試 56第三節(jié) 現(xiàn)場調試 56第九章 壓濾機常見故障及分析 57第一節(jié) 壓濾機電機、電器故障分析 57一、 電動機故障 57二、電器故障 58第二節(jié) 壓濾機電氣線路的故障 59第三節(jié) 人為故障 59參考文獻 60致 謝 61摘要本設計說明書介紹了選煤廠壓濾機PLC控制系統(tǒng)設計方案，并且敘述了壓濾機的組成及工作基本原理、PLC的基本原理、PLC控制系統(tǒng)的工程設計步驟，包括PLC的選型、硬件設計、軟件設計和壓濾機常見故障分析。節(jié)省大量的繼電器元件,使壓濾機的工作效率更高。 filter control system第一章 壓濾機概述第一節(jié) 選煤廠的概況選煤廠是煤炭生產(chǎn)中的一個重要部門，它的主要任務就是對原煤進行分選，分選出的主產(chǎn)品焦精煤用于鋼鐵廠，副產(chǎn)品有中煤、煤泥、煤矸石等。壓濾車間的主要生產(chǎn)設備是壓濾機，是回收煤泥的重要設備。壓濾機是將固、液兩相構成的料漿，通過過濾介質而實現(xiàn)固、液分離的機械設備。這種系統(tǒng)存在結構復雜，觸點數(shù)量多，故障率高等特點。現(xiàn)在在能源綜合利用領域 ,隨著對環(huán)境保護、高產(chǎn)高效和自動化控制的要求 ,新一代煤泥處理設備———加壓過濾機應運而生。該壓濾機自投入使用后，改變了我國高端壓濾機受國外壟斷的局面。來自德國安德里茨的新型壓濾機，采用PLC控制整套泥脫水系統(tǒng)的運行，通過網(wǎng)絡系統(tǒng)與上位計算機進行通訊，傳送PLC采集的脫水系統(tǒng)相關運行參數(shù)及工作狀態(tài)等信息，在上位計算機上以圖形或圖表進行顯示，上位計算機可以發(fā)出起動、停機等命令，可以實現(xiàn)現(xiàn)場無人操作。近幾年，隨著該設備國產(chǎn)化的不斷擴大，成本有了較大的下降。壓濾機控制系統(tǒng)主要有由機架部分、過濾部分、自動拉板部分、液壓部分和自動控制系統(tǒng)五部分組成。過濾部分是按一定次序排列在主梁上的濾板和夾在濾板之間的濾布組成，濾板和濾布相間組成濾室，啟動入料泵后料漿進入濾室開始加壓過濾。第二章 可編程序控制器（PLC）的概況第一節(jié) PLC的概念及發(fā)展可編程控制器簡稱PLC，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，是在20世紀60年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國科學家首先研制成功的。老式的繼電器控制系統(tǒng)已無法滿足這一要求，迫使人們去尋找一種新的控制裝置取而代之。1971年日本從美國引進了該項新技術，很快就研制出了日本第1臺PLC。1969—1973年是PLC的初創(chuàng)時期。在這個時期，由于8位單片CPU和集成存儲器芯片的出現(xiàn)，PLC得到了迅速發(fā)展和完善，并逐步趨向系列化和實用化，普遍應用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制。在結構上，PLC除了采用微處理器及EPROM，EEPROM，CMCSRAM等LSI電路外，還向多微處理器發(fā)展，使PLC的功能和處理速度大大提高；PLC的功能又增加了浮點運算、平方、三角函數(shù)、相關數(shù)、查表、列表、脈寬調制變換等，初步形成了分布式可編程控制器的網(wǎng)絡系統(tǒng)，具有通訊功能和遠程I/O處理能力，編程語言較規(guī)范和標準化。在改革開放剛起步的1979年，在當時的機械部儀表局的推動下，開始從美國MODICON引進584的PLC，并首先在電站的輔機如輸煤、除灰除渣、水處理系統(tǒng)以及水泥廠等控制系統(tǒng)中成功應用，從而大大推動了PLC在我國工業(yè)的大規(guī)模運用。1990年以后，Siemens、Allen Bradley以及其它知名品牌開始大舉進入中國市場，占據(jù)中、大型的PLC的較大份額。應指出的是：在國內，PLC的應用水平還是不低的，自主設計、系統(tǒng)集成和現(xiàn)場投運的能力，可以說與國際主流水平同步；PLC的應用領域也很廣泛，覆蓋冶金、電力、化工、石油化工、機械、輕工、電子、電工、建材水泥等工業(yè)，以及現(xiàn)代農業(yè)機械和其它應用。四、PLC的現(xiàn)狀隨著PLC的國際標準IEC611313的正式頒布，推動了PLC在技術上發(fā)動新的突破：在系統(tǒng)體系結構上，從傳統(tǒng)的單機向多CPU和分布式及遠程控制系統(tǒng)發(fā)展。隨著PLC性能價格比的不斷提高，一些過去使用專用計算機的場合，也轉向使用PLC。（二）運動控制 PLC可用于對直線運動或圓周運動的控制。例如：金屬切削機床、金屬成型機械、配裝機械、機器人和電梯等。（四）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳遞、轉換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理?，F(xiàn)在許多機器人制造公司，選用PLC作為機器人控制器來控制各種機械動作。目前PLC與PLC的通訊網(wǎng)絡是各廠家專用的。例如：美國GE公司推出的Genettwo工廠全自動化網(wǎng)絡系統(tǒng)，不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)等功能，還具有數(shù)值運算、模擬量控制、監(jiān)控、計算機接口、數(shù)據(jù)傳遞等功能，而且還能進行中斷控制、智能控制、過程控制、遠程控制等。它們的CPU與PLC的主CPU并行工作，占用主機CPU的時間很少，有利于提高PLC的掃描速度。（三）與個人計算機相結合 目前，個人計算機主要用作PLC的編程器、操作站或人/機接口終端，其發(fā)展是使PLC具備計算機的功能。（五）發(fā)展新的編程語言，增加容錯功能 改善和發(fā)展新的編程語言、高性能的外部設備和圖形監(jiān)控技術構成的人/機對話技術，除梯形圖、流程圖、專用語言指令外，還增加了BASIC語言的編程功能和容錯功能。這些問題都成了制約傳統(tǒng)PLC發(fā)展的因素，工控領域的研究人員也一直在尋求解決這些問題的途徑。采用各種相關的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準。送入存儲器中的程序內容就相當于繼電——接觸器控制的各種線圈、觸點和接線,這種存儲程序的控制,當需要改變控制要求時,只要改變程序,而不用改變接線。實現(xiàn)一定功能的若干條指令組成一個程序,根據(jù)程序作用的不同,可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩種。用戶控制程序是根據(jù)生產(chǎn)過程和工藝要求編制的,可以通過編程器修改或增刪。輸入、輸出部分是PLC與被控設備連接起來的部件。PC需要用編程器輸入、檢查、修改、調試用戶程序,也用以監(jiān)視PLC的工作情況。① 自診斷階段。若自診斷正常,則繼續(xù)向下掃描。完成和外界通訊后,PLC即開始掃描各輸入點,讀入各點的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并把這些數(shù)據(jù)按順序寫入到存儲器的狀態(tài)表中,供執(zhí)行用戶程序時使用。在無中斷和跳轉控制的前提下,按存儲器地址遞增的方向依次執(zhí)行(掃描)用戶程序。PLC在執(zhí)行用戶程序的同時,更新輸出緩沖區(qū)的內容。PLC采用了反復掃描的工作方式， PLC運行框圖由于PLC采用了反復掃描的工作方式,使之與工業(yè)現(xiàn)場的機器需要反復執(zhí)行一系列操作的工作方式相似。（2）閉環(huán)過程控制早期的PLC只具有簡單的邏輯控制功能，現(xiàn)代的PLC功能日益強大，大型PLC都具有模擬量控制單元，具有用于過程控制的各種專用模塊或子程序（如PID控制模塊等）。（3）機械加工的數(shù)字控制 PLC和機械加工中的數(shù)字控制（NC）及計算機數(shù)控（CNC）組成一體，實現(xiàn)數(shù)值控制，如著名的日本FANUC公司推出的SYSTEM112系列，已將CNC功能與PLC融為一體，專家預言，CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制與管理系統(tǒng)。四、可編程序控制器與計算機之間的通信近年來，工廠自動化網(wǎng)絡得到了迅速的發(fā)展，相當多的企業(yè)已經(jīng)在大量地使用可編程設備，如PLC、工業(yè)控制計算機、變頻器、機器人、柔性制造系統(tǒng)等?？删幊绦蚩刂破髋c計算機聯(lián)網(wǎng)構成的綜合系統(tǒng)，可使可編程序控制器與計算機互補功能的不足。將所有軟元件的數(shù)據(jù)和狀態(tài)由可編程序控制器送入計算機，由計算機采集這些數(shù)據(jù)，進行分析及運行狀態(tài)監(jiān)測，用計算機改變可編程控制器設備的初始值和設定值，從而實現(xiàn)計算機對可編程控制器的直接控制，一旦確定了可編程控制器的控制指令格式就能很方便地與計算機聯(lián)機，可以這樣說，凡具有RS－232口并能輸入輸出字符串地計算機都可以用于通信。① 本設計以平頂山七星選煤廠的新型壓濾機為控制對象。（四）設計控制系統(tǒng)梯形圖。當使用輔助編程軟件在計算機上編程，通過RS232接口電纜將程序輸入到PLC中時。對調試中出現(xiàn)的問題要逐一解決，直到調試成功。以此選擇PLC框架個數(shù)和I/O模塊數(shù)量。包括控制信號類型、大小，負載設備的性質。（6）根據(jù)輸入信號和輸出控制設備類型，選擇合適的I/O模塊。在壓濾機處于保壓狀態(tài)后，開啟入料泵電機，把煤泥水打入壓濾機，壓濾機在保壓狀態(tài)下對煤泥水進行加壓過濾。當濾板拉完后，拉板器前進觸動前端限位開關，前端限位開關給PLC一個信號，使拉板器返回，拉板器返回到末端時，觸動拉板停止接近開關，接近開關給PLC一個信號，PLC做出停機指令，一個工作流程結束，進入下一個工作流程。進入保壓狀態(tài)后，按下“進料啟動”按紐啟動進料泵，慢慢開啟進料閥，料漿通過止推板上的進料孔進入濾室，在規(guī)定的壓力下進行加壓過濾。此時系統(tǒng)進入拉板階段，按下“拉板卸餅”按紐后，啟動拉板油泵電機，使前進電磁閥得電，液壓系統(tǒng)驅動拉板架前進。所謂繼電接觸器控制系統(tǒng)也就是由各種自動控制電器組成的電器控制線路。伴隨著微電子技術和計算機技術的快速發(fā)展，極大的推動了可編程控制器的發(fā)展，功能日益增強，由于PLC 的可靠性高、編程簡單、通用性好、功能強大、體積小功耗低等優(yōu)點，使PLC廣泛的應用在各種機械和生產(chǎn)過程的自動控制中，隨著PLC的成本不斷下降，又進一步促進了PLC的廣泛應用。PLC系統(tǒng)是以PLC為核心的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結構包括PLC和輸入、輸出設備。整體式每一I/O點的平均價格比模塊式的便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器?？刂品绞娇煞譃閱螜C空控制、集中控制和分布式控制等，而在本次壓濾機控制系統(tǒng)的控制對象主要是單臺壓濾機，因此控制方式為單機控制。實際上I/O點數(shù)，響應速度和軟件功能都屬于CPU的能力，后面分點提出，這里只說明除此之外的CPU能力。中間標志的多少和類型對系統(tǒng)的使用性能具有一定關系，如果構成的系統(tǒng)龐大，控制功能復雜，就需要較多的中間標志。三、 I/O點數(shù)的確定I/O點數(shù)是可編程序控制器的一個簡單明了的性能參數(shù)，也是應用計算機賽最直接的參數(shù)。遠程I/O的考慮，對于較大的控制系統(tǒng)，控制對象較為分散，一般都要采用遠程I/O，在選擇機型時，要注意可編程序控制器是否具有遠程I/O的能力和能驅動遠程I/O點數(shù)。該控制系統(tǒng)屬于小型控制系統(tǒng)，控制對象為單臺設備，不需要考慮遠程I/O點。對于模擬量控制的系統(tǒng)，特別是具有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)則必須考慮可編程序控制器的響應速度。在實際應用中要注意邏輯處理指令和字處理主令所需時間是不同的，有的產(chǎn)品中給出每條指令的處理時間。整個系統(tǒng)的響應速度還與輸入輸出有關，因為任何輸入輸出模板都有一定的時間滯后。五、 存儲容量的選擇在初步估