基于plc的煤礦自動(dòng)裝車控制系統(tǒng)方案(編輯修改稿)
2025-06-08 23:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shí)就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用以取代傳統(tǒng)的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等，并具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。目前PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，其應(yīng)用面幾乎覆蓋了整個(gè)工業(yè)企業(yè)，廣泛應(yīng)用于化工、石油等企業(yè)的現(xiàn)代過(guò)程控制中。 采用PLC可編程序控制器，其優(yōu)點(diǎn)如下： （1）具有高可靠性。 （2）靈活性高、擴(kuò)展性好、通用性強(qiáng)。 （3）功能強(qiáng)。 由于生產(chǎn)線上的惡劣環(huán)境和電磁干擾，一般的電子儀器都會(huì)受到干擾。而 PLC是從取代工廠內(nèi)繼電器線路、進(jìn)行順序控制發(fā)展開(kāi)來(lái)的工業(yè)控制產(chǎn)品。PLC由于具有可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，通訊靈活等優(yōu)點(diǎn)。在電器控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)算、計(jì)數(shù)和各種閉環(huán)控制功能。整個(gè)控制系統(tǒng)利用PLC的控制實(shí)現(xiàn)了空箱傳送、產(chǎn)品運(yùn)輸、產(chǎn)品計(jì)數(shù)等功能。并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式。在生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱控制的控制系統(tǒng)應(yīng)用，可使生產(chǎn)線的控制更加靈活、可靠；因此，本文選擇PLC控制系統(tǒng)。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且對(duì)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高的特點(diǎn)，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(diǎn)I/O，13點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出，滿足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。 電機(jī)的選型本系統(tǒng)所用電機(jī)是可以進(jìn)行兩個(gè)速度的控制，即一個(gè)常速，一個(gè)高速。根據(jù)三相異步電機(jī)的速度公式：n=（1s）60f/p （其中s是轉(zhuǎn)差率，f是電源頻率，p是定子繞組極對(duì)數(shù)），電機(jī)的調(diào)速方式大概有下面幾種： 變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法 變頻調(diào)速方法 串級(jí)調(diào)速方法 繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法 定子調(diào)壓調(diào)速方法 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法 液力耦合器調(diào)速方法由于變極對(duì)數(shù)調(diào)速是用改變定子繞組的接線方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低。所以本系統(tǒng)電機(jī)采用變極對(duì)數(shù)調(diào)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(jī)Y/YY變極調(diào)速接線方式 如圖31所示，左圖是Y型連接，每相的兩個(gè)“半相繞組”是順串的，是倍極數(shù)；右圖的兩個(gè)“半相繞組”是反并的，極數(shù)減少一半，形成兩個(gè)并聯(lián)的Y型連接，所以 這叫做Y/YY變極調(diào)速。 本系統(tǒng)選擇的電動(dòng)機(jī)是南京豐速三相異步交流電動(dòng)機(jī)YDT180L；它的部分技術(shù)參數(shù)如表31所示。 表31 YDT180L電機(jī)部分參數(shù)額定電壓：380（V）額定功率：13KW型號(hào)：YDT180L極數(shù)：6產(chǎn)品類型：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)品牌：南京豐速產(chǎn)品認(rèn)證：CCC應(yīng)用范圍：機(jī)械設(shè)備額定轉(zhuǎn)速：960（rpm） 接觸器的選型 接觸器是一種用來(lái)接通或斷開(kāi)帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的自動(dòng)化切換器,主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。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(jī)構(gòu)、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(shè)備,線圈中通以直流電,直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)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(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)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(kāi)關(guān)選型針對(duì)本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光電開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)物料高低位和貨車的準(zhǔn)確停車進(jìn)行檢測(cè)。這類光電開(kāi)關(guān)利用光電元件受光照或無(wú)光照時(shí)“有”“無(wú)”電信號(hào)輸出的特性將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開(kāi)關(guān)信號(hào)。為此，要求光電元件靈敏度高，而對(duì)光照特性的線性要求不高。 如圖32所示，其動(dòng)作原理如下：光電原件VD在無(wú)光照時(shí)，VT處于截至狀態(tài)；有光照時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器K得電后動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)光電開(kāi)關(guān)控制。圖32 光電開(kāi)關(guān)的內(nèi)部接線圖 該系統(tǒng)選擇的反射式光電開(kāi)關(guān)型號(hào)為PM2LF10,其性能參數(shù)如表32所示。性能參數(shù)檢測(cè)距離~8mm(中心:5mm)白色無(wú)光澤紙(1515mm)最小檢測(cè)物體φ (設(shè)定距離:5mm)應(yīng)差使用白色無(wú)光澤紙(1515mm)工作距離的20%以下重復(fù)精度(垂直于檢測(cè)軸)電源電壓5~24V DC177。10% 脈動(dòng)PP5%以下消耗電流平均25mA以下峰值80mA以下輸出NPN開(kāi)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(shí))(流入電流為16mA時(shí))反應(yīng)時(shí)間 表32 PM2LF10反射式光電傳感器的性能參數(shù) 壓力控制器選型 壓力控制器的工作原理:當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力高于設(shè)備要求的安全壓力時(shí)，控制氣內(nèi)的壓力感應(yīng)器立即動(dòng)作，使控制器內(nèi)的微動(dòng)常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，常開(kāi)閉合，此時(shí)設(shè)備停止工作，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力回到設(shè)備的
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