基于plc的煤礦自動裝車控制系統(tǒng)方案(編輯修改稿)
2025-06-08 23:27 本頁面
【文章內容簡介】 圖22 系統(tǒng)結構圖 第三章 硬件部分、原件選型 PLC可編程控制器的選型 PLC可編程序控制器其實就是工業(yè)控制計算機，用以取代傳統(tǒng)的中間繼電器、時間繼電器、計數器等，并具有一切計算機控制系統(tǒng)的功能。目前PLC已成為工業(yè)控制的標準設備，其應用面幾乎覆蓋了整個工業(yè)企業(yè)，廣泛應用于化工、石油等企業(yè)的現代過程控制中。 采用PLC可編程序控制器，其優(yōu)點如下： （1）具有高可靠性。 （2）靈活性高、擴展性好、通用性強。 （3）功能強。 由于生產線上的惡劣環(huán)境和電磁干擾，一般的電子儀器都會受到干擾。而 PLC是從取代工廠內繼電器線路、進行順序控制發(fā)展開來的工業(yè)控制產品。PLC由于具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強，以及編程簡單，維護方便，通訊靈活等優(yōu)點。在電器控制系統(tǒng)中得到廣泛應用。PLC不僅能實現復雜的邏輯控制，還能完成定時、計算、計數和各種閉環(huán)控制功能。整個控制系統(tǒng)利用PLC的控制實現了空箱傳送、產品運輸、產品計數等功能。并且有手動控制和自動控制兩種控制方式。在生產線自動裝箱控制的控制系統(tǒng)應用，可使生產線的控制更加靈活、可靠；因此，本文選擇PLC控制系統(tǒng)。因為本系統(tǒng)是對開關量進行控制的應用系統(tǒng)，而且對控制速度要求不高。相比之下，西門子S7200系列CPU224的可編程控制器具有結構簡單、性價比高的特點，所以本系統(tǒng)選用西門子S7200系列的CPU224型可編程控制器PLC作為控制核心，該單元為23點I/O，13點輸入，10點輸出，滿足系統(tǒng)輸入、輸出點需要。 電機的選型本系統(tǒng)所用電機是可以進行兩個速度的控制，即一個常速，一個高速。根據三相異步電機的速度公式：n=（1s）60f/p （其中s是轉差率，f是電源頻率，p是定子繞組極對數），電機的調速方式大概有下面幾種： 變極對數調速方法 變頻調速方法 串級調速方法 繞線式電動機轉子串電阻調速方法 定子調壓調速方法 電磁調速電動機調速方法 液力耦合器調速方法由于變極對數調速是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數達到調速目的，具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；無轉差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低。所以本系統(tǒng)電機采用變極對數調速方法。 該方法的定子繞組連線圖如下： 圖31 三相籠型異步電機Y/YY變極調速接線方式 如圖31所示，左圖是Y型連接，每相的兩個“半相繞組”是順串的，是倍極數；右圖的兩個“半相繞組”是反并的，極數減少一半，形成兩個并聯(lián)的Y型連接，所以 這叫做Y/YY變極調速。 本系統(tǒng)選擇的電動機是南京豐速三相異步交流電動機YDT180L；它的部分技術參數如表31所示。 表31 YDT180L電機部分參數額定電壓：380（V）額定功率：13KW型號：YDT180L極數：6產品類型：三相籠型異步電動機品牌：南京豐速產品認證：CCC應用范圍：機械設備額定轉速：960（rpm） 接觸器的選型 接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器,主要控制對象是電動機。通用接觸器可大致分以下兩類。 1)交流接觸器 主要有電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。常用的是CJ0CJ1CJ12B等系列。 2)直流接觸器 一般用于控制直流電器設備,線圈中通以直流電,直流接觸器的動作原理和結構基本上與交流接觸器是相同的。 接觸器的選型有諸多因素外與負載密切相關一般三相異步電機的起動電流為額定電流的35倍。所以接觸器的額定電流為: 4IN=36A綜上所述，本系統(tǒng)選用CJ1040接觸器，額定電流為40A,額定電壓為380V。 光電開關選型針對本文設計要求，我們可采用光電開關來對物料高低位和貨車的準確停車進行檢測。這類光電開關利用光電元件受光照或無光照時“有”“無”電信號輸出的特性將被測量轉換成斷續(xù)變化的開關信號。為此，要求光電元件靈敏度高，而對光照特性的線性要求不高。 如圖32所示，其動作原理如下：光電原件VD在無光照時，VT處于截至狀態(tài)；有光照時處于導通狀態(tài)，繼電器K得電后動作，實現光電開關控制。圖32 光電開關的內部接線圖 該系統(tǒng)選擇的反射式光電開關型號為PM2LF10,其性能參數如表32所示。性能參數檢測距離~8mm(中心:5mm)白色無光澤紙(1515mm)最小檢測物體φ (設定距離:5mm)應差使用白色無光澤紙(1515mm)工作距離的20%以下重復精度(垂直于檢測軸)電源電壓5~24V DC177。10% 脈動PP5%以下消耗電流平均25mA以下峰值80mA以下輸出NPN開路集電極晶體管最大流入電流100mA外加電壓30V DC以下(輸出和0V之間)剩余電壓1V以下(流入電流為100mA時)(流入電流為16mA時)反應時間 表32 PM2LF10反射式光電傳感器的性能參數 壓力控制器選型 壓力控制器的工作原理:當系統(tǒng)內的壓力高于設備要求的安全壓力時，控制氣內的壓力感應器立即動作，使控制器內的微動常閉開關斷開，常開閉合，此時設備停止工作，當系統(tǒng)內的壓力回到設備的
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