【正文】 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 24 24 第四章 結(jié)束語 為期 6個(gè)星期 的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，經(jīng)過努力，我順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 同時(shí)感謝我的班主任，在課題的進(jìn)行階段給我提出了許多有創(chuàng)新的觀點(diǎn)。陳老師高深的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和勤勉的工作精神以及他平易近人的態(tài)度使我受益終身。懸臂左回轉(zhuǎn) △ T 時(shí)間，懸臂下降 T7 時(shí)間并計(jì)數(shù)一次，開始第二層取料。大車后退 T3 時(shí)間后，懸臂開始左回轉(zhuǎn)，同樣當(dāng)料位檢測器檢測到料位時(shí)，懸臂左回轉(zhuǎn) T2 時(shí)間，并計(jì)數(shù)一次。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 3）通信功能： 大中型 PLC 系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（ TCP/IP）相連接。 控制功能的選擇 1)運(yùn)算功能： 簡單 PLC 的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC 的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；型 PLC 中還有模擬量的 PID 運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。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)。 根據(jù)要求，選取 LX226 型行程開關(guān)，其額定電壓為交流 380V，額定電流為 20A，允許最大速度為 300m/min。其選用依據(jù)是電源種類電壓等級(jí)、觸頭數(shù)量以及斷流容量。其選用依 據(jù)主要是根據(jù)需要的觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、動(dòng)作要求、是否需要帶指示燈，使用場合以及顏色等要求。 根據(jù)要求選用 NR236/Z 型，保護(hù)整定值斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 13 13 36A，型 號(hào) CJX232。常用時(shí)間繼電器有氣囊式、電動(dòng)式及晶體管等，在延時(shí)精度要求不高，電源電壓波動(dòng)大的場合，宜選用價(jià)格較低的氣囊式、電磁式時(shí)間繼電器。交流接觸器通常有三對(duì)常開主觸點(diǎn)和四到六對(duì)輔助觸點(diǎn)，直流接觸器通常用兩對(duì)常開 主觸點(diǎn)和四對(duì)輔助觸點(diǎn)。對(duì)于生產(chǎn)中的廣泛使用的中、小容量鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)來說，大多數(shù)負(fù)載是一般任務(wù)，故應(yīng)選擇 AC3 使用類 別；對(duì)于控制機(jī)床電動(dòng)機(jī)用接觸器，其負(fù)載情況較為復(fù)雜，如果負(fù)載明顯屬于重任務(wù)，則應(yīng)選擇 AC4 類別，如果負(fù)載為一般任務(wù)與重任務(wù)混合時(shí)，則可根據(jù)實(shí)際情況選用 AC3 或 AC4類接觸器，如選用 AC3類時(shí)，應(yīng)降級(jí)使用。 PLC 采用模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，編程語言以形象的繼電器梯形圖為基礎(chǔ)，梯形圖與繼電器原理圖相類似，用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由 2 臺(tái) Y2258 TH， 22KW鼠籠變頻電動(dòng)機(jī)通過行星減速器實(shí)現(xiàn)臂架旋轉(zhuǎn)無級(jí)調(diào)速，（分析時(shí)，僅用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)代替）。 ⑧ 各安全保護(hù)及檢測裝備完備。 ③ 在輸送線上，特別在取料、卸料和各轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、必須保證物流流暢，不發(fā)生物料溢出或堵塞現(xiàn)象。這種方式的特點(diǎn)是，取料后煤場煤堆形狀較好，適用于汽車進(jìn)煤的煤場，但不利于煤場存煤倒燒。該工業(yè)特點(diǎn)是，需要存放場地小，當(dāng)煤場存放空間小，新、舊煤分堆時(shí)適宜采用該堆料方式，但不利于煤場整形和碾壓。通過整機(jī)的運(yùn)行，臂架的回轉(zhuǎn)、俯仰，可使斗輪將儲(chǔ)料堆的物料取盡 斗輪堆取料機(jī)堆料過程 堆料作業(yè)工藝有行走堆料、旋轉(zhuǎn)堆料、定點(diǎn)堆料三種基本方式。堆取料機(jī)完全自動(dòng)運(yùn)行，設(shè)備上無人操斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 4 4 作 [1]。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的斗輪堆取料機(jī)研制水平取的了較大的提高，但是同發(fā)達(dá)國家相比，仍舊存在明顯差距。這一階段中，國外廠商仍占據(jù)一定份額，但國內(nèi)廠家掌握了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)、生產(chǎn)能力，并憑借服務(wù)、價(jià)格優(yōu)勢(shì)占據(jù)了國內(nèi)市場的主流地位，并逐漸走向國際市場。通過技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，會(huì)有更多更好的國產(chǎn)斗輪堆取料機(jī)產(chǎn)品問世，投向國內(nèi)外市場 國內(nèi)斗輪堆取料機(jī)發(fā)展?fàn)顩r 我國斗輪堆取料機(jī)的應(yīng)用起步比較晚 ，最早的斗輪堆取料機(jī)設(shè)計(jì)可以追溯到 1966 年。斗輪堆取料機(jī)是現(xiàn)代化工業(yè)散狀物料連續(xù)裝卸的高效設(shè)備，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、冶金、水泥、鋼鐵廠、儲(chǔ)煤場、發(fā)電廠等存儲(chǔ)料場的堆取作業(yè)。合理選擇 PLC 型號(hào)。通過對(duì)斗輪堆取料機(jī)整機(jī)的分析，來進(jìn)一步研究斗輪堆取料機(jī)的工作過程。該系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性、可靠性。 斗輪堆取料機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 在過去的幾十 年中發(fā)達(dá)國家斗輪堆取料機(jī)技術(shù)的發(fā)展，極大的促進(jìn)了散料輸送工業(yè)的發(fā)展自動(dòng)化和信息技術(shù)又推動(dòng)了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 。 20 世紀(jì) 80 年代、 90年代，是斗輪堆取料機(jī)發(fā)展的第二階段。市場需求的增加，激發(fā)了國內(nèi)制造企業(yè)對(duì)斗輪堆取料機(jī)研發(fā)和創(chuàng)新的信心，特別是一些大型堆取料機(jī)的研發(fā)，提高了國內(nèi)企業(yè)自行設(shè)計(jì)制造大型設(shè)備的能力。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使計(jì)算速度加快，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取更加方便。 斗輪堆取料機(jī)的工作過程 斗輪堆取料機(jī) 有堆料和取料兩種作業(yè)方式。該工藝特點(diǎn) 是，可把不同煤種進(jìn)行混堆，這樣堆放的煤堆，在采取回轉(zhuǎn)取料時(shí)，入爐煤基本為混煤 [2]。 把斗輪置于料堆頂層作業(yè)點(diǎn)上，然后旋轉(zhuǎn)控制開始取料，每達(dá)到旋轉(zhuǎn)范圍時(shí)，行走機(jī)構(gòu)微動(dòng)一個(gè)設(shè)定距離，按照設(shè)定的供料段長度取完第一層后，進(jìn)行換層操作。 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 6 6 第二章 斗輪堆取料機(jī)總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)概論 總體設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一，也是進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。 ⑥ 司機(jī)室要求。 ⑩ 漏斗、溜槽及懸掛緩沖裝置。即旋轉(zhuǎn)范圍 220176。在程序優(yōu)化 方面國內(nèi)還需進(jìn)一步研究，在本設(shè)計(jì)中提出了簡易高效的堆取料工藝，預(yù)期能編寫出更加簡易程序。 5） 接觸器線圈額定電壓的確定：接觸器線圈的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路相同。 繼電器的選擇 1）電磁式繼電器的選用 中間繼電器、電流繼電器、電壓繼電器都屬于這一類。 熱繼電器有兩相式、三相式及三相帶斷相保護(hù)等型式。對(duì)于負(fù)載平穩(wěn)、無沖擊電流，如照明、信號(hào)、電熱電路可直接按負(fù)載額定電流選取。常選用紅色等，起額定電壓有交流 500v，直流 440v，額定電流 5A。選用時(shí)主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開關(guān)形式的要求和控制線路對(duì)觸頭數(shù)量的要求，以及電壓、電流來確定其型號(hào)。不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。本設(shè)計(jì)共 19 個(gè)輸入點(diǎn) 16 個(gè)輸出點(diǎn)。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。 PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于 1Mbps，通信負(fù)荷不大于 60%。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。 自動(dòng)堆料設(shè)計(jì) 首先將斗輪堆取料機(jī)開至堆料初始位置，進(jìn)行堆料準(zhǔn)備動(dòng)作，尾車運(yùn)行到堆料位置如圖 2所示。然后懸臂皮帶反向降壓啟動(dòng)，斗輪降壓啟動(dòng)，開始取料。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作是對(duì)我大學(xué)三學(xué)知識(shí)的 一個(gè)總結(jié)，在這期間，無論是資料的查閱、調(diào)研、方案的論證及設(shè)計(jì)校核計(jì)算都給我的業(yè)務(wù)素質(zhì)、個(gè)人能力的培養(yǎng)提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)，令我回顧這些天來的設(shè)計(jì)過程，我學(xué)到許多實(shí)際問題的解決方法，為以后在工作崗位上的繼續(xù)深造打下了基礎(chǔ)。 最后感謝在我的課題進(jìn)行中給予我?guī)椭乃?有的朋友們！ 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 26 26 第六章 參考文獻(xiàn) [1]呂景泉 .自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試 [M].北京：中國鐵道出版社， [2