【正文】 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 第 3 章 硬件設(shè)計 設(shè)計可行性方案 本次課題是基于 PLC 三臺皮帶機送料控制程序的設(shè)計、安裝與調(diào)試，根據(jù)要求我構(gòu)想了下面的可行性的控制要求如下。 可騙程控制（ PLC）從上個世紀 70 年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系 統(tǒng)，起初它主要是針對開關(guān)量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間及溫度等參量變化而動作，以實現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護，系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng) 的正常運行，查 找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 20 世紀 70 年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了 飛躍。在大型港口或大型冶金企業(yè)，皮帶運輸機得到最廣泛的應(yīng)用。 在工業(yè)生 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是基于 PLC 三臺皮帶機送料控制程序的設(shè)計。 20 世紀 80 年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。皮帶運輸機可用于水平或傾斜運輸。它被廣 泛應(yīng)用在港口、電廠、煤礦、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標準草案中對 PLC 做了如下定義： PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控 制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。皮帶運輸機可用于水平或傾斜運輸。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。 PLC 在皮帶機上面的應(yīng)用 ，使的皮帶機的控制機構(gòu)變得簡單，運行更加可靠，同時維修起來也是十分的簡單方便。但工控機價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。和單片機系統(tǒng)相比，它編程簡單，易于掌握，連線簡單。 （ 5）為保證意外發(fā)生時的安全，還要有急停按鈕，當急停按鈕按下時所有電機立即停止運行。 一、 CPU PLC 中的 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù) ，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。 三、電源模塊 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是 分開的，其主要用途是為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。集中對輸出信號進行刷新。集中輸出的方式。 由于 PLC 是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會變化，要到下一周期的輸 入采樣階段才會改變。 FX2 系列基本執(zhí)行指令的速度為 ，用戶程序存儲器的容量可擴展至 8K 步。 二、 傳感器的 性能 傳感器靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性 曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。用于測量 200℃ ～ +500℃ 范圍內(nèi)的溫度。1% 。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。 陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。壓電式 加速度傳感器 是一種常用的 加速度計 。 皮帶電機的選型及其外部接線 Y2 系列異步電機 本次設(shè)計中的電機采用普通的三項異步電動機，因為本系統(tǒng)中沒有對電機的什么特別要求，因此選用普通的三相異步電機，本設(shè)計中選用 Y2 型異步電 機。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 圖 主回路電機的外部接線 其它硬件選型 接觸器 選用 CJ2910/16 型接觸器 其中“ C”表示接觸器，“ J”表示交流， 20 為設(shè)計編號， 10/16 為主觸頭額定電流 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： (1)操作頻率為 1200/h (2)機電壽命為 1000 萬次 (3)主觸頭額定電流為 10/16（ A） (4)額定電壓為 380/220（ V） 熱繼電器 選用 JR16B60/3D 型熱繼電器 其中“ J”表示繼電器，“ D”帶斷相保護 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1） 額定電流為 20A （ 2） 熱元件額定電流為 32/4 空氣開關(guān) 市面上的空氣開關(guān)多種 多樣，以“ DZ10100/330 Ie=60A ”來說明各個參數(shù)的含義所在： DZ－－“自動”的反拼音 基于 PLC 控制三臺皮帶機的畢業(yè)設(shè)計 18 10－－設(shè)計序號 100－是它的殼架等級 3－－－表示極數(shù)即三相 3－－－脫扣形式（ 0－－無脫扣器， 1－－熱脫扣器式， 2－－電磁脫扣器式， 3－－復(fù)式） 0－－－有無輔助觸頭（ 0－－無輔助觸頭， 2－－有輔助觸頭） Ie=60A－－－過電流調(diào)節(jié) 額定電流。 （ 6）要有必要的短路、過載、連鎖保護。使我們能夠通過畢業(yè)設(shè)計對 PLC 應(yīng)用技術(shù)的了解更加深刻；也為 我們今后從事工業(yè)自動化及自動線方面的設(shè)計工作提供了寶貴的經(jīng)驗。 基于 PLC 控制三臺皮帶機的畢業(yè)設(shè)計 24 參考文獻 [1]廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx. [2]吳忠智，吳加林。 通過順序功能圖的循環(huán)，重點解決了連續(xù)工作方式的順序功能圖的設(shè)計過程中遇到的各種復(fù)雜問題。 一、公共程序 在該程序中輸入點 X1執(zhí)行調(diào)用手動子程序 P0,輸入點 X2執(zhí)行調(diào)用手動子程序P1。 通過比較認識，以及對實際系 統(tǒng)中的要求分析，本系統(tǒng)中選用“ DZ10100/330 Ie=20A”的空氣開關(guān)。 Y2 系列電動機采用 F級絕緣等級，但溫升仍按 B級絕緣考核（除機座為 315部分及 355 部分規(guī)格外），故電動機的溫升裕度較大。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。電氣絕緣程度 2kV，輸出信號 強，長期穩(wěn)定性好。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。 壓力傳感器 本設(shè)計中因為考慮到經(jīng)濟節(jié)能等因素，在自動 運行時要求皮帶機在沒用送料的情況下經(jīng)過傳感器的檢測 30 秒鐘后能夠降序停止，故需要在無人值守的情況下能夠自動停止，這樣既能夠節(jié)省能源，又能夠保證接卸的安