【正文】 方式標(biāo)明。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制 ，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中重點(diǎn)介紹了對(duì)輥式破碎機(jī)的控制過程及其硬件接線，并且配有系統(tǒng)控制原理圖跟 PLC 硬件接線圖各一套。程序梯形圖 3 套。 對(duì)輥式破碎機(jī)適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破 碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細(xì)碎作業(yè)。本控制系統(tǒng)應(yīng)該有硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 ，進(jìn)口自動(dòng)也要高出國(guó)產(chǎn)一截，部分國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)的故障率較高。 國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)所存在的問題 ，需要有雄厚的技術(shù)力量、精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國(guó)在這方面的投入甚少，行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)的投入比例嚴(yán)重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入資金進(jìn)行基礎(chǔ)研究。那么破碎機(jī)設(shè)備作為一種為了降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度的產(chǎn)品來說更應(yīng)該考慮人的因素，且應(yīng)該將這種觀念貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如操作臺(tái)面的高低、操作程序的合理化、操作界面的視覺效果（視疲勞的產(chǎn)生程度）、操作的安全性、維修的方便性、調(diào)整的方便性等。如果把工序相同或類似的機(jī)械做成一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，需要更換的部位做成能獨(dú)立運(yùn)行的基本單元體，通過接口相連實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的連機(jī)，使其和主機(jī)成為一個(gè)共同體（類似積木的形式，可以根據(jù)要求進(jìn)行組合），在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)自己的需要對(duì)基本單元體進(jìn)行自行組合就行了。對(duì)形態(tài)各異、物理特性各不相同的破碎機(jī)在檢測(cè)過程中所碰到的問題會(huì)更多，而檢測(cè)之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也不會(huì)就停。用伺服系統(tǒng)控制的傳動(dòng)系統(tǒng)即可以通過程序的編寫來控制整個(gè)動(dòng)作的同步問題，又可以消除傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)容易形成積累誤差的缺點(diǎn)，在調(diào)試的過程還可以對(duì)每個(gè)動(dòng)作單獨(dú)控制，也節(jié)省了調(diào)試所形成的浪費(fèi)。 從綠色設(shè)計(jì)的角度看待機(jī)械，我們需要改進(jìn)的地方還很多。順著這個(gè)思路思考一下醫(yī)料機(jī)械的整體狀況，就會(huì)發(fā)現(xiàn)我們距離“綠色”有多遠(yuǎn)。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。在這時(shí)期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。下面通過兩組數(shù)據(jù) (引自工控網(wǎng) ) 說明 PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀。冶金設(shè)備的大量增長(zhǎng)帶動(dòng)了 PLC 在該行業(yè)的增長(zhǎng) , 20xx 年 PLC 在冶金行業(yè)的市場(chǎng)達(dá)到 216 億元 , 20xx 年有望達(dá)到 3 億元。紡機(jī)的比例在紡織機(jī)械中 不到 5% , 卻用到更多的 PLC, 單臺(tái)紡紗機(jī)最多用到 17臺(tái) PLC, 主要是 60個(gè) IO點(diǎn)以下的微型產(chǎn)品。實(shí)際上 PLC 在中國(guó)的應(yīng)用已分布到各行各業(yè) , 根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查 , 20xx 年中國(guó)控制類產(chǎn)品市場(chǎng) PLC的占有率已超過 50% , 而且保持著 10%～ 15%的發(fā)展速度。 (3) 目前 , PLC 的功能增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化 , IO 模塊趨向分散化、智能化 ,編程工具和編程語言更具標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)化。 可編程序控制器 PLC 的分類 PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。小型 PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。模塊裝在框架或基板的插座上。疊裝式 PLC其 CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。高檔 PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 8 PLC——I/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量 8～ 16K。熟悉可編程序控制器、功能表圖及 有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離 。 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 9 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型， 通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 存儲(chǔ)器的選擇 由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求 PLC 的存儲(chǔ)器容量，按 256 個(gè) I/O 點(diǎn)至少選 8K 存儲(chǔ)器選擇。 STEP7 是一個(gè)強(qiáng)大的工程工具，用于整個(gè)項(xiàng)目流程設(shè)置。 STEP7 主要包括以下組件： SIMATIC 管理器，程序編輯器，符號(hào)編輯器，硬件組態(tài)，硬件診斷，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。左視圖顯示整個(gè)項(xiàng)目的層次結(jié)構(gòu)，在右試圖中顯示左視圖當(dāng)前選中的目錄下的所包含的對(duì)象。 編程工具：該工具集成了梯形圖 LAD，語句表 STL 和功能塊圖 FBD 三種編程語言的編輯，編譯和調(diào)試功能。因而，一個(gè)符號(hào)的任何改變都能自動(dòng)被其他工具識(shí)別。 組織塊及其優(yōu)先級(jí) 組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。一個(gè)OB的執(zhí)行可以被另一個(gè) OB的調(diào)用而中斷。 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 12 (3)時(shí)間延時(shí)中斷 OB20OB23：如果在 STEP7參數(shù)設(shè)定時(shí)選中了延時(shí)中斷 OB項(xiàng)，并在用戶程序中調(diào)用 SFC32，設(shè)定延時(shí)時(shí)間，則當(dāng)延時(shí)時(shí)間到時(shí)，調(diào)用時(shí)間延時(shí)中斷。 功能塊 (FC) FC是“無存儲(chǔ)區(qū)”的邏輯塊。 功能塊 (FB) 功能塊是具有“存儲(chǔ)功能” 的塊， 用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲(chǔ)器。功能塊使得對(duì)于經(jīng)常使用的功能、復(fù)雜功能的編程變得容易。每個(gè) FB,FC或 OB可從共享 DB中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入共享 DB。 SFB作為操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間?？稍诔绦蛑兄苯诱{(diào)用 SFC. SFC屬于操作系統(tǒng)的一部分，而不算做用戶程序的一部分。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲，具有全面而完善的保護(hù)功能，為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。 MM440 變頻器的安裝與接線 表 51 MM440 變頻器數(shù)字輸入端子功能說明 數(shù)字輸入 參數(shù)編號(hào) 出廠設(shè)置 功能說明 Din1 P0701 1 接通正轉(zhuǎn) /斷開停車 Din2 P0702 12 接通反轉(zhuǎn) /斷開停車 Din3 P0704 15 速度選擇 1 Din4 P0705 15 速度選擇 2 第 5 章 MM440 變頻器 15 圖 MM440 變頻器的安裝與接線 在變頻器與電動(dòng)機(jī)和電源線連接時(shí)必須注意： 。 ，變頻器必須在 Uf特性下運(yùn)行。 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 16 表 52 MM440 變頻器開關(guān)量端子輸入說明 數(shù)字輸入 端子編號(hào) 參數(shù)編號(hào) 工廠設(shè)置 功能說明 DIN1 5 P0701 1 =1 接通正轉(zhuǎn) /斷開停車 =2 接通反轉(zhuǎn) /斷開停車 =3 斷開慣性自由停車 =4 斷開按第二慣性時(shí)間快速停車 =9 故障復(fù)位 =10 正向電動(dòng) =11 反向電動(dòng) =12 反轉(zhuǎn)（與正轉(zhuǎn)命令配合使用） =13 電動(dòng)電位計(jì)升速 =14 電動(dòng)電位計(jì)降速 =15 固定頻率直接選擇 =16 固定頻率選擇 +ON 命令 =17 固定頻率編碼選擇 +ON 命令 =25 使能直流制動(dòng) =29 外部故障信號(hào)觸發(fā)跳閘 =33 禁止附加頻率設(shè)定值 DIN2 6 P0702 12 DIN3 7 P0703 9 DIN4 8 P0704 15 DIN5 16 P0705 15 DIN6 17 P0706 15 9 9 公共端 說明： 開關(guān)量的輸入邏輯可以通過 P0725 改變 開關(guān)量輸入狀態(tài)由參數(shù) r0722 監(jiān)控，開關(guān)閉合時(shí)相應(yīng)筆畫點(diǎn)亮。 第 5 章 MM440 變頻器 17 MM440 變頻器的停車跟制動(dòng) 停車指的 是將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到零速的操作，在 MM440 變頻器支持的停車方式包括： 表 53 MM440 變頻器停車方式說明 停車方式 功能解釋 應(yīng)用場(chǎng)合 OFF1 變頻器按照 P1121 所設(shè)定的斜坡下降時(shí)間由全速降為 0 速 一般場(chǎng)合 OFF2 變頻器封鎖脈沖輸出，電機(jī)慣性滑行狀態(tài)，直至速度為 0 速 設(shè)備需要急停，配合機(jī)械抱閘 OFF3 變頻器按照 P1135 所設(shè)定的斜坡下降時(shí)間由全速降為 0 速 設(shè)備需要快速停車 為了縮短電機(jī)減速時(shí)間， MM440 支持一下兩種制動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)將電機(jī)快速制動(dòng)。 對(duì)輥式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 對(duì)輥式破碎機(jī)主要由機(jī)架、機(jī)體、對(duì)輥部分、傳動(dòng)部分、動(dòng)力部分等組成。主、附輥軸是由鏈輪和鏈條帶動(dòng)，形成反向旋轉(zhuǎn) 。 /遠(yuǎn)程旋鈕切換到就地，系統(tǒng)進(jìn)入就地手動(dòng)狀態(tài)。只要在遠(yuǎn)程控制的無源接口處保持閉合， PLC 就會(huì)啟動(dòng)設(shè)備并一直保持運(yùn)行直到該信號(hào)消失（即觸電斷開）。 ，在手動(dòng)時(shí)，用于啟動(dòng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；在自動(dòng)時(shí)，用于給 PLC 發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)。 ，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)油泵電機(jī)運(yùn)行。 /遠(yuǎn)程切換旋鈕，用于控制模式的切換。 圖 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖 1 圖 為對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電機(jī)運(yùn)行控制原理圖，圖中 KMR KMR2 和KMF KMF2 為中間繼電器， SA為集中 /就地轉(zhuǎn)換控制箱， KA1 和 KA2 在 PLC 箱內(nèi)，遠(yuǎn)程控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)， SF1 和 SR1 為就地控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)按鈕， RJ1 和 RJ2 為熱繼電器，起保護(hù)電路作用 ,圖中 HL HF HR1 分別為就地電源、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈， JHLJHF JHR1 分別為電源、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈，在 PLC 控制箱上。 圖 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖 2 當(dāng)在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上 45 度撥下， 3 和 4 兩端連接，此時(shí)為就地控制對(duì)輥式破碎機(jī)的正 /反轉(zhuǎn)，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電， KMF2 合上并自保，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 亮；當(dāng)按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 和 JHF1滅，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈 HR1 亮。 第 6 章 對(duì)輥式 破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 23 P L CD i n 1D i n 2D i n 3D i n 4D i n 5D i n 6+ 2 4 V正 轉(zhuǎn) 輸 入反 轉(zhuǎn) 輸 入高 速 輸 入正 轉(zhuǎn) 按 鈕反 轉(zhuǎn) 按 鈕默 認(rèn) 電 機(jī) 低 速電 機(jī) 高 速M(fèi) M 4 4 0 圖 MM440 控制原理圖 為了控制對(duì)輥式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，我選用 MM440 變頻器控制其速度。 M，最小轉(zhuǎn)矩為 電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。 電流變送器是一種將交流電流轉(zhuǎn)換成按比例輸出的與負(fù)載無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)直流電流的裝置，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個(gè)行業(yè)需要電流測(cè)控的電氣測(cè)量，自動(dòng)控制以及調(diào)度系統(tǒng)。在主電機(jī)電路中我選擇 DZ20200J 型低壓電路器，其額定電壓 380V，額定電流 200A,脫扣器額定電流 160A,最大分?jǐn)嗄芰﹄娏鳎ㄓ行е担?42kA；在油泵電機(jī)電路中我選擇型號(hào)為 DZ20100Y 的斷路器，其觸頭額定電流 100A，額定電壓 380V，最大分?jǐn)嗄芰﹄娏鳛?18kA； 第 6 章 對(duì)輥式 破