【文章內(nèi)容簡介】 關(guān) 閉 合中 控 位 啟 動初 始 位 置開 始結(jié) 束慢 速 左 行 電 機(jī) 啟 動耙 車 1 啟 動電 機(jī) 快 速 左 行 啟 動堆 選 擇 信 號到 達(dá) 限 位 開 關(guān) 1到 達(dá) 限 位 開 關(guān) 2刮 板 停 止皮 帶 停 止 慢 速 左 行 電 機(jī) 停 止 耙 車 1 停 止延 時 1 0 秒快 速 右 行 啟 動到 達(dá) 限 位 開 關(guān) 5電 機(jī) 快 速 右 行 停 止刮 板 啟 動皮 帶 啟 動 慢 速 右 行 電 機(jī) 啟 動耙 車 2 啟 動電 機(jī) 快 速 右 行 啟 動到 達(dá) 限 位 開 關(guān) 3到 達(dá) 限 位 開 關(guān) 4刮 板 停 止皮 帶 停 止 慢 速 右 行 電 機(jī) 停 止 耙 車 2 停 止延 時 1 0 秒快 速 左 行 啟 動電 機(jī) 快 速 左 行 停 止電 機(jī) 快 速 右 行 停 止電 機(jī) 快 速 左 行 停 止右 堆 備 妥左 堆 備 妥取 料 機(jī) 取 料取 料 機(jī) 取 料圖 12 取料機(jī)工藝流程圖 主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)安排 本文主要研究內(nèi)容是取料機(jī)外部控制電路的設(shè)計、 PLC 控制程序設(shè)計和上位組態(tài)界面的制作，以及對控制程序的組態(tài)仿真。第二章主要介紹取料機(jī)的硬件電路設(shè)計，主要包括取料機(jī)的電氣回路和控制回路設(shè)計，以及一些PLC 輸入輸出與處理器之間的連線關(guān)系。第三章主要是輸入輸出標(biāo)簽的繪制燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 以及 PLC 邏輯控制梯形圖的編程及調(diào)試。第四章主要是介紹上位組態(tài)界面的繪制和 系統(tǒng)的通訊連接，最后完成對控制指令的測試。 第 2章 取 料機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 7 第 2 章 取料機(jī)控制系統(tǒng)硬件 設(shè)計 設(shè)計任務(wù)要求 (1)行走裝置電 機(jī)的正常運轉(zhuǎn)控制。由于初始取料信號的不同，行走電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向相反，因此要使左右行進(jìn)驅(qū)動的電機(jī)進(jìn)行互鎖，已確定取料機(jī)動作的唯一性和確定性。 (2)耙車電機(jī)的擺速控制。耙車電機(jī)的作用是驅(qū)動耙車在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行擺動，左右都有極限位開關(guān)，擺動的速度要和慢速電機(jī)的轉(zhuǎn)速和刮板的速度進(jìn)行協(xié)調(diào)，擺動過快或過慢都會導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷過大而出現(xiàn)故障。 (3)刮板電機(jī)的控制。刮板電機(jī)的轉(zhuǎn)速需和懸臂皮帶電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行協(xié)調(diào)，過多的輸出煤料可能會導(dǎo)致皮帶的斷裂。 (4)懸臂皮帶電機(jī)的控制。懸臂皮帶電機(jī)工作的異常直接會導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，大量煤 料的堆積會對系統(tǒng)造成超大的負(fù)荷，而且會降低煤料的輸送效率。 取料機(jī)硬件系統(tǒng) 電氣回路及 技術(shù)參數(shù) 取料機(jī)由機(jī)械部分和電氣控制部分兩部分組成，機(jī)械部分主要由車架、耙車、刮板、輪子等部分組成。 與電氣傳動有關(guān)的技術(shù)的參數(shù)如下： (1)行走 快速電機(jī) 的 技術(shù)參數(shù) 電氣 回路 如圖 21： 電機(jī) 型號為 YA132S4 電壓 AC380V 的電機(jī)，功率 kW。 斷路器型號為 DZ4763。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。當(dāng)電機(jī)在運行過程中電壓、電流或電機(jī)主回路的溫度出現(xiàn)異常時，主回路中的斷路器和熱繼電 器就會起到保護(hù)電路的作用，防止電機(jī)在異常條件下工作運行，以免損壞電機(jī)的壽命。當(dāng)主回路中 KM1 閉合時，快速電機(jī)將會正轉(zhuǎn)，此時對應(yīng)取料機(jī)快速左行，取料機(jī)將在接下來的一段時間內(nèi)在左堆取料。由于在控制電路中 KM1 和 KM2 的繼電器進(jìn)行了互鎖，電氣回路中的 KM KM2 不會同時閉合，這對電機(jī)也起到了一定的保護(hù)作用。 (2)行走慢速電機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 電氣回路如圖 22：型號為 YA8014 額定功率 電壓 AC380V L 1L 2L 31 Q FK M 1 K M 2K H 1V WM~U L12L32QFKM3KM4KH2VM~U 圖 21 行走 快速電機(jī)電氣回路 圖 22 行走 慢速電機(jī)電氣回路 的電機(jī)。斷路器型號為 DZ4763。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。在慢速電機(jī)的控制回路里也設(shè) 置了電機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖，其動作機(jī)制和快速電機(jī)一樣。 (3) 耙車 1 電機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 電氣回路如圖 23：額定功率 電壓 AC380V。 斷路器型號為DZ4763。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。在耙車 1 電機(jī)的控制回路里也 設(shè)置了電機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖，其動作機(jī)制和快速電機(jī)一樣。 (4) 耙車 2 電機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 電氣回路如圖 24：額定功率 電壓 AC380V。斷路器型號為第 2章 取 料機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 DZ4763。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。在耙車 2 電機(jī)的控制回路里也設(shè)置了電機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖，其動作機(jī)制和快速電機(jī)一樣。 L 1L 2L 33 Q FK M 5 K M 6K H 3V WM~U L12L36QFKM9KM10KH6VWM~U 圖 23 耙車 1 電機(jī)電氣回路 圖 24 耙車 2 電機(jī)電 氣回路 (5) 刮板電機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 電氣回路如圖 25：電機(jī)型號 YA280M4 電壓 AC380V， 功率為 90kW。斷路器型號為 CM1225L。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。 (6) 懸臂皮帶電機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 電氣回路如圖 26：電機(jī)型號 YA280S4 電壓 AC380V，功率為 55 kW。斷路器型號為 DZ4763。 主回路中的低壓斷路器和熱繼電器起過熱過載保護(hù)電路的作用。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 L 1L 2L 34 Q FK M 7K H 4V WM~U L12L35QFKM8KH5VWM~U 圖 25 刮板電機(jī)控制回路 圖 26 懸臂皮帶電機(jī)電氣回路 主要硬件電路控制設(shè)計 (1) 行走 快速電機(jī)的 電氣 控制 電氣 控制回路如圖 27 所示 。 快速電機(jī)采用直接啟動方式。 控制回路是一個典型的正反轉(zhuǎn)電路 ，當(dāng)快速電機(jī)上電后，開關(guān)打到中控位， PLC 會收到快速電機(jī)的備妥信號， 系統(tǒng)發(fā)出驅(qū)動命令，它等待系統(tǒng)給它的驅(qū)動信號，當(dāng)系統(tǒng)的快速正轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出后，繼電器 1K 得電， 1K 得電后使得浮點 1K閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM1 得電， KM1 的浮點是控制快速電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM1 得電 使得它的浮點閉合，快速電機(jī)正轉(zhuǎn)，快速電機(jī)正轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)向左行走。在正轉(zhuǎn) 電路里加入了一個反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了正轉(zhuǎn)時不能反轉(zhuǎn) 。當(dāng)系統(tǒng)的快速反轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出后，繼電器 2K 得電， 2K 得電后使得浮點 2K 閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM2 得電， KM2的浮點是控制快速電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM2 得電使得它的浮點閉合，快速電機(jī)反轉(zhuǎn)，快速電機(jī)反轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)向右行走。在反轉(zhuǎn) 電路里加入了一個 正 轉(zhuǎn)第 2章 取 料機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 接觸器的常閉觸點，這樣就保證了 反 轉(zhuǎn)時不能 正 轉(zhuǎn) 。在取料完成后，即碰到限位開關(guān) 2 和限位開關(guān) 4 后，會有定時器進(jìn)行計時，在保證煤料已經(jīng)徹底 取完后，計時結(jié)束時會驅(qū)動快速電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，其啟動原理和上述過程一致。 中 控 快 速 正 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動中 控 快 速 反 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動0 00 1D O 0 :D O 0 :D I 1 :D I 1 :D I 1 :0 00 10 2備 妥正 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答反 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答C O M 2C O M 2C O M 11 K2 KK 1K M 1K M 2Q 3L 11 Q FS T PCOLS AK H 1H L 2K M 1K M 2S T LS T R1 K 2 KK M 2K M 1H L 3K M 1H L 4K M 2H L 1K 1K H 1N 圖 27 行走 快速電機(jī) 電氣 控制電路 (2) 行走 慢速電機(jī)的 電氣 控制 電氣 控制回路如圖 28 所示 。 慢速電機(jī)也是采用直接啟動方式。 控制回路 也 是一個典型的正反轉(zhuǎn)電路 ，當(dāng)慢速電機(jī)上電后，開關(guān)打到中控位， PLC會收到慢速電機(jī)的備妥信號，進(jìn)而系統(tǒng)發(fā)出驅(qū)動命令，它等待系統(tǒng)給它的驅(qū)動信號，當(dāng)取料機(jī)碰到限位開關(guān) 1，并且懸臂皮帶、刮板和耙車都啟動后，系統(tǒng)的慢速正轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出，繼電器 3K 得電， 3K 得電后使得浮點 3K 閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM3 得電， KM3 的浮點是控制慢速電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM3 得電使得它的浮點閉合，慢速電機(jī)正轉(zhuǎn)，慢速電機(jī)正轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)向左行走。在正轉(zhuǎn) 電路里加入了一個反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 證了正轉(zhuǎn)時不能反轉(zhuǎn) 。當(dāng)取料機(jī)碰到限位開關(guān) 3，并且懸臂皮帶、刮板和耙車都啟動后，系統(tǒng)的慢速反轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出，繼電器 4K 得電， 4K 得電后使得浮點 4K 閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM4 得電， KM4 的浮點是控制慢速電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM4 得電使得它的浮點閉合，慢速電機(jī)反轉(zhuǎn)，慢速電機(jī)反轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)向右行走 。在反轉(zhuǎn) 電路里加入了一個 正 轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了 反 轉(zhuǎn)時不能 正 轉(zhuǎn) 。 中 控 慢 速 正 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動中 控 慢 速 反 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動0 20 3D O 0 :D O 0 :D I 1 :D I 1 :D I 1 :0 30 40 5備 妥正 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答反 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答C O M 2C O M 2C O M 13 K4 KK 3K M 3K M 4Q 3L 12 Q FS T PCOLS AK H 2H L 6K M 3K M 4S T LS T R3 K 4 KK M 4K M 3H L 7K M 3H L 8K M 4H L 5K 3K H 2N 圖 28 行走 慢速電機(jī) 電氣 控制電路 (3) 耙車 1 電機(jī)的 電氣 控制 電氣 控制回路如圖 29 所示 。 耙車 1 電機(jī)也是采用直接啟動方式。 控制回路 還 是一個典型的正反轉(zhuǎn)電路 ，當(dāng)耙車 1 電機(jī)上電后，開關(guān)打到中控位，PLC 會收到耙車電機(jī)的備妥信號，進(jìn)而系統(tǒng)發(fā)出驅(qū)動命令，它等待系統(tǒng)給它的驅(qū)動信號，當(dāng)取料機(jī)碰到限位開關(guān) 1，并且懸臂皮帶和刮板都啟動后，系第 2章 取 料機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 13 統(tǒng)的耙車正轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出，繼電器 5K 得電， 5K 得電后使得浮點 5K 閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM5 得電， KM5 的浮點是控制耙車 1 電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM5 得電使得它的浮點閉合，耙車 1 電機(jī)正轉(zhuǎn)，耙車 1 電機(jī)正轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)耙車 1 向前擺動。在正轉(zhuǎn) 電路里加入了一個反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了正轉(zhuǎn)時不能反轉(zhuǎn) 。當(dāng)碰到耙車 1 前限位開關(guān)，系統(tǒng)的耙車 1反轉(zhuǎn)驅(qū)動信號發(fā)出，繼電器 6K 得電， 6K 得電后使得浮點 6K 閉合，浮點閉合后使得繼電器 KM6 得電， KM6 的浮點是控制慢速電機(jī)正轉(zhuǎn)的開關(guān)， KM6得電使得它的浮點閉合，慢速電機(jī)反轉(zhuǎn)，慢速電機(jī)反轉(zhuǎn)對應(yīng)取料機(jī)向后擺動。在觸碰到耙車 1 后限 位開關(guān)時，耙車 1 正轉(zhuǎn)啟動，由此往復(fù)運行，直到左料堆取料結(jié)束。在反轉(zhuǎn) 電路里加入了一個 正 轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了 反 轉(zhuǎn)時不能 正 轉(zhuǎn) 。 中 控 耙 車 正 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動中 控 耙 車 反 轉(zhuǎn) 驅(qū) 動0 40 5D O 0 :D O 0 :D I 1 :D I 1 :D I 1 :0 60 70 8備 妥正 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答反 轉(zhuǎn) 應(yīng) 答C O M 2C O M 2C O M 15 K6 KK 5K M 5K M 6Q 3L 13 Q FS T PCOLS AK H 3H L 1 0K M 5K M 6S T LS T R5 K 6 KK M 6K M 5H L 1 1K M 5H L 1 2K M 6H L 9K 5K H 3N 圖 29 耙車 1 電機(jī) 電氣 控制電路 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 (4) 耙車 2 電機(jī)的 電氣 控制 電氣 控制回路如圖 210 所示 。 耙車 2 電機(jī)也是采用直接啟動方式。 控制回路