【文章內(nèi)容簡介】 行第二個(gè)斜坡取料。這種方式適用于從煤堆中部取煤。 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)?？傮w設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械的性能、尺寸外形、質(zhì)量及成產(chǎn)成本具有重大影響。因此，總體設(shè)計(jì)時(shí)必須在保證現(xiàn)已定方案的基礎(chǔ)上，盡可能考慮與人、機(jī)、環(huán)境、加工裝配、運(yùn)行管理等外部系統(tǒng)的聯(lián)系，使機(jī)械內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計(jì)更加完善。 ① 機(jī)器在正常工作條件下，整機(jī)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。 ② 機(jī)器無論在工作狀況或非工作狀況，在規(guī)定的俯仰范圍內(nèi)的各種工況下，整機(jī)都應(yīng)該處于穩(wěn)定狀態(tài)。 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。 ④ 斗輪堆取料機(jī)工作機(jī)制為重型工作制，主要鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命為 30 年。 ⑤ 斗輪直徑與帶式輸送機(jī)參數(shù)和取煤炭與去鐵礦石的同能力的斗輪堆取料機(jī)相比，一般煤炭的要求斗輪直徑大，輸送帶寬、帶速高，斗輪驅(qū)動(dòng)功率較小。 ⑥ 司機(jī)室要求。司機(jī)是要安裝牢靠，有防震措施以防震動(dòng)。且保持在垂直位置。 ⑦ 聯(lián)鎖作業(yè)。只有當(dāng)夾軌器松開時(shí)，行走機(jī)構(gòu)才工作；只有電纜卷筒制動(dòng)器松閘后，行走機(jī)構(gòu)才能啟動(dòng)等等。 ⑧ 各安全保護(hù)及檢測(cè)裝備完備。 ⑨ 電纜卷筒裝置。電纜卷筒上纏有足夠的安全圈數(shù)。 ⑩ 漏斗、溜槽及懸掛緩沖裝置。 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 7 7 堆取料機(jī)是一種大型的電動(dòng)裝卸輸送機(jī)械，機(jī)身高大，受風(fēng)的影響較大，為了停車后固定不 動(dòng)，防止大風(fēng)時(shí)滑移，設(shè)有手動(dòng)錨固器和重錘式電動(dòng)液力推桿夾軌器。行走時(shí)，夾軌器動(dòng)力缸電機(jī)得電，液力推桿提起重錘，夾軌器在彈簧力作用下打開；停車時(shí)，夾軌器動(dòng)力缸電機(jī)失電，在重錘作用下，夾緊軌道。行走驅(qū)動(dòng)臺(tái)車數(shù)量因機(jī)型不同，數(shù)量不一。 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)于調(diào)速要求較高，一般采用調(diào)速性能較好的直流調(diào)速或交流變頻調(diào)速，現(xiàn)以一期礦變頻調(diào)速為例進(jìn)行分析。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）。大車回轉(zhuǎn)速度為 ~，旋 轉(zhuǎn)角度為177。 110176。即旋轉(zhuǎn)范圍 220176。，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主回路如圖 36 所示，主電機(jī) 2M 通過三相自動(dòng)空氣開關(guān)2ZK 合閘送電，經(jīng)過交流接觸器 2C1 使變頻器從電網(wǎng)上獲得電能。 臂架俯仰機(jī)構(gòu)主要用于調(diào)節(jié)堆料或取料時(shí)臂架的高度，配合其它機(jī)構(gòu)，以滿足生產(chǎn)要求。俯仰機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)采用機(jī)械傳動(dòng)鋼絲繩滑輪組系統(tǒng)，俯仰過程要求安全、平穩(wěn)、無沖擊，在臂架機(jī)構(gòu)范圍內(nèi)，臂架可以安全地停在任何位置，并可隨時(shí)啟動(dòng)。 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 8 8 斗輪堆取料機(jī)工藝流程分析 準(zhǔn)備過程工藝流程 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 9 9 自動(dòng)堆料工藝流程 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 10 10 自動(dòng)取料工藝流程 斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 11 11 第三章 斗 輪堆取料機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 斗輪堆取料機(jī)電氣系統(tǒng)采用可編程序控制器又稱可編程邏輯控制器（ PLC）進(jìn)行控制。 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。 本設(shè)計(jì)題目為斗輪堆取料機(jī)的 PLC 控制設(shè)計(jì)，主要目的是，應(yīng)用 PLC 實(shí)現(xiàn)斗輪堆取料機(jī)的自動(dòng)控制，提高斗輪堆取料機(jī)工作效率，減少勞動(dòng)力。目前 PLC發(fā)展迅速，國內(nèi)近些年開始研究斗輪堆取料機(jī)的無人自動(dòng)控制，在國外大部分斗輪堆取料機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無人自動(dòng)控制。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。 電器元件的選擇 接觸器的選擇 接觸器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟： 1） 接觸器種類的選擇：根據(jù)接觸器控制的負(fù)載性質(zhì)來相應(yīng)選擇直流接觸器還是交流接觸器；一般場合選用電磁式接觸器，對(duì)頻繁操作的帶交流負(fù)載的場合，可選用帶直流線圈的交流接觸器。 2） 接觸器適用類別的選擇：接觸器按負(fù)荷種類一般分為一類、二類、三類和四類，分別記為 AC AC AC3和 是無感或微感負(fù)荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；三類交流接觸器典型用途是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行中分段；四類交流接觸器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和電動(dòng)?？筛鶕?jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器。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。 3） 接觸器額定電壓的確定：接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓應(yīng)根據(jù)主觸點(diǎn)所控制負(fù)載電路的額定電壓來確定，接觸器的額定電壓應(yīng)等于負(fù)載電路的額定電壓。 4） 接觸器額定電流的選擇：一般情況下，接觸器主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大于等于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流，當(dāng)接觸器用于電動(dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)、制動(dòng)或正反斗輪堆取料機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 12 12 轉(zhuǎn)場合，一般可將其額定電流降一個(gè)等級(jí) 來選用。 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。對(duì)于交流電路，為保持安全，一般接觸器線圈選用 110V、 127V,并由控制變壓器供電。但如果控制電路比較簡單，所用的接觸器數(shù)量較少時(shí)，為省去控制變壓器，可選用 380V、 220V 電壓。 6） 接觸器觸點(diǎn)數(shù)目的確定：在三相交流系統(tǒng)中一般選用三極接觸器，即三對(duì)常開主觸點(diǎn)，當(dāng)需要同時(shí)控制中性線時(shí)，則選用四極交流接觸器。在單相交流和直流系統(tǒng)中則常用兩極或三極并聯(lián)接觸器。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)。一般應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制要求確定所需的觸點(diǎn)數(shù)及種類，同時(shí)應(yīng)注意觸點(diǎn)的通斷能力和其他額定參數(shù)。 7） 接觸器額定操作頻率：交、直流接觸器額定操作頻率一般有 600 次 /h、1200 次 /h 等幾種，一般說來，額定電流越大，則操作頻率越低、可根據(jù)實(shí)際需要選擇。 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。選用的主要依據(jù)是：被控制或被保護(hù)對(duì)象的特性、觸頭的種類、數(shù)量、控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等因素。線圈電壓、電流應(yīng)滿足控制線路的要求。如果控制電流超過繼電器觸頭定額 電流，可將觸頭并聯(lián)使用，也可以采用觸頭串聯(lián)使用方法來提高觸頭的分?jǐn)嗄芰Α? 2）時(shí)間繼電器的選用 選用時(shí)應(yīng)考慮延時(shí)方式 (通電延時(shí)和斷電延時(shí) )、延時(shí)范圍、延時(shí)精度要求、外形尺寸、安裝方式、價(jià)格等因素。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。當(dāng)延時(shí)范圍大，精度要求高時(shí)，可選用電動(dòng)式和和晶體管式時(shí)間繼電器。 3）熱繼電器的選用 對(duì)于工作時(shí)間短，停歇時(shí)間長的電動(dòng)機(jī)，如機(jī)床的刀架或工作臺(tái)的快速移動(dòng)，橫梁升降、夾緊等運(yùn)動(dòng)，以及雖長期 工作但過載的可能性很小的電動(dòng)機(jī)，如排風(fēng)扇，可以不設(shè)過載保護(hù)，除此以外一般電動(dòng)機(jī)都應(yīng)考慮過載保護(hù)。 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)于星形接法的電動(dòng)機(jī)及電源對(duì)稱性較好的可采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)或電源對(duì)稱性不夠好的情況則應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。而在重要場合或容量較大的電動(dòng)機(jī)，可選用半導(dǎo)體溫度繼電器來進(jìn)行過載保護(hù)。 熱繼電器發(fā)熱元件額定電流，原則上按被控電動(dòng)機(jī)的額定電流選取，并一次去選擇發(fā)熱