【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的位置控制，從而將廢鐵從皮帶上揀出。當(dāng)有漏揀情況時(shí)，第二個(gè)金屬檢測(cè)器會(huì)檢測(cè)到有鐵信號(hào)，第二臺(tái)PLC控制裝置啟動(dòng)，處理漏鐵的情況。本次設(shè)計(jì)主要完成運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置及其自動(dòng)控制系統(tǒng)所要設(shè)計(jì)的功能，以及整個(gè)系統(tǒng)的控制工藝，進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì)。同時(shí)完成運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置相關(guān)輔助設(shè)備，如小車、電磁盤的控制工藝設(shè)計(jì)，選擇合適的可編程控制器PLC、金屬探測(cè)器、傳感器，完成其軟件設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的研究方法：①在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上，查閱有關(guān)運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置的學(xué)術(shù)論文和專利等文獻(xiàn)資料，了解國內(nèi)外運(yùn)礦揀鐵裝置的新動(dòng)向和發(fā)展水平，對(duì)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)思路；②去現(xiàn)場(chǎng)參觀揀鐵裝置的構(gòu)造、各部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、整個(gè)工藝流程，考察目前所采用的方法以及需要解決的問題；③了解PLC市場(chǎng)情況，選擇合適的控制器，閱讀用戶手冊(cè)，了解硬件結(jié)構(gòu)及性能，熟悉編程環(huán)境；④編制PLC控制程序。在設(shè)計(jì)之前，必須要有一個(gè)指導(dǎo)原則。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計(jì)要求為根本設(shè)計(jì)目標(biāo)，充分考慮礦石揀鐵裝置的工作環(huán)境和工藝流程的具體要求。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件以降低成本，同時(shí)提高可靠性。本著科學(xué)經(jīng)濟(jì)和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)也考慮本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，將大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓、氣動(dòng)、電氣傳動(dòng)等知識(shí)盡可能多的綜合運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，使得經(jīng)過本次設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)階段的知識(shí)得到鞏固和強(qiáng)化，同時(shí)也考慮個(gè)人能力水平和時(shí)間的客觀實(shí)際，充分發(fā)揮個(gè)人能動(dòng)性，腳踏實(shí)地，實(shí)事求是的做好本次設(shè)計(jì)。 本章小結(jié) 此章節(jié)主要分析了高爐運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)總結(jié)出皮帶揀鐵裝置控制系統(tǒng)的特征，指出高爐運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置控制系統(tǒng)存在的一些問題。了解本課題的背景與意義，同時(shí)給出課題的方案和設(shè)計(jì)原則。23 第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)高爐運(yùn)礦皮帶揀鐵裝置是一套綜合性設(shè)備，它的控制系統(tǒng)硬件部分由金屬探測(cè)器、除鐵器、行走小車、整流變壓器、除鐵漏斗、分離平臺(tái)等主要部分組成，同時(shí)需要西門子PLC來實(shí)現(xiàn)軟件部分，其中包括PLC的選型，數(shù)字量輸入輸出點(diǎn)的確定，程序梯形圖的匯編。 控制工藝流程描述礦石揀鐵裝置采用的是全自動(dòng)的轉(zhuǎn)換控制自動(dòng)揀鐵的過程：沒有鐵的情況下，電磁鐵小車停在皮帶運(yùn)輸機(jī)上方，等待過鐵信號(hào)的到來。當(dāng)金屬探測(cè)器1檢測(cè)到過鐵信號(hào)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間計(jì)算，PLC控制電磁鐵通電，利用強(qiáng)磁力（350V）吸出混在皮帶運(yùn)輸機(jī)上礦石中的含鐵礦石及鐵金屬，電磁吸盤經(jīng)過保磁（290V）一段時(shí)間，PLC給小車一個(gè)向分離臺(tái)移動(dòng)的信號(hào)，當(dāng)小車移動(dòng)到分離臺(tái)的時(shí)，觸碰到第一個(gè)限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號(hào)，此時(shí)PLC給電磁吸盤一個(gè)弱磁電壓（100V），弱磁性的礦石掉落在分離臺(tái)上，小車在分離臺(tái)上方延時(shí)幾秒鐘，PLC再次控制小車移動(dòng)到除鐵漏斗，觸碰到限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號(hào)，PLC給電磁吸盤負(fù)向電壓（100）去磁，電磁吸盤開始去磁，鐵塊被落到除鐵斗中，經(jīng)過延遲時(shí)間，小車開始向右回程移動(dòng)，當(dāng)小車行走到分離臺(tái)時(shí)，觸碰到限位開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生限位信號(hào)，PLC 給電磁吸盤強(qiáng)磁信號(hào)，落在分離臺(tái)上的弱磁性礦石被撿起，經(jīng)過延遲時(shí)間，PLC發(fā)出行走信號(hào)，小車?yán)^續(xù)向右移動(dòng)到皮帶上方，碰到限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號(hào)，小車停止移動(dòng)，PLC給電磁吸盤加反向電壓產(chǎn)生去磁信號(hào)，礦石被放回到運(yùn)輸皮帶上，經(jīng)過延遲時(shí)間，電磁吸盤斷電并停留在原先的位置。有的時(shí)候礦石太多，會(huì)出現(xiàn)漏撿的的情況，為了處理漏撿的現(xiàn)象，我們需要安裝兩個(gè)金屬探測(cè)器，在第一個(gè)金屬探測(cè)器的后面安裝另外一個(gè)金屬探測(cè)器，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)金屬探測(cè)器出現(xiàn)漏撿現(xiàn)象時(shí)，第二個(gè)金屬探測(cè)器會(huì)發(fā)揮作用，PLC會(huì)控制第二臺(tái)除鐵裝置，行走小車的路線和除鐵過程和第一個(gè)相同 。，能夠滿足系統(tǒng)控制要求，能處理比較復(fù)雜的工藝流程，速度快、靈活性強(qiáng)、可靠性高、吸鐵準(zhǔn)確無誤，而且故障率很低。 礦石揀鐵工藝流程 分離臺(tái)2 除鐵斗2 西門子PLC 分離臺(tái)1金屬探測(cè)器2 揀鐵有鐵信號(hào) 除鐵斗1 揀鐵西門子PLC 控制箱2 運(yùn)礦皮帶金屬探測(cè)器1 控制箱1 礦槽出料漏鐵信號(hào) 控制工藝流程圖系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)共有36個(gè)：?jiǎn)?dòng)按鈕SB皮帶運(yùn)行停止按鈕SB急停按鈕SB有鐵信號(hào)YT、1金屬探測(cè)器1常開觸點(diǎn)KA1小車左超極限開關(guān)SQ1小車右超極限開關(guān)SQ1分離臺(tái)接近開關(guān)SQ1除鐵斗接近開關(guān)SQ1皮帶上方接近開關(guān)SQ1小車過負(fù)荷KA1電磁吸盤直流熔斷FU1整流變壓器合閘按鈕SB1電磁吸盤回路合閘按SB1小車回路合閘按鈕SB漏鐵信號(hào)LT、2金屬探測(cè)器常開觸點(diǎn)KA2小車左超極限開關(guān)SQ2小車右超極限開關(guān)SQ2分離臺(tái)接近開關(guān)SQ2除鐵斗接近開關(guān)SQ2皮帶上方接近開關(guān)SQ2整流變壓器合閘按鈕SB2小車過負(fù)荷KA2電磁吸盤直流熔斷FU2電磁吸盤回路合閘按鈕SB2小車回路合閘按鈕SB 皮帶急停按鈕SB金屬探測(cè)器急停按鈕SB1小車急停按鈕SB1電磁吸盤急停按鈕SB1整流變壓器急停按鈕SB1金屬探測(cè)器停止按鈕SB1小車停止按鈕SB1整流變壓器停止按鈕SB1電磁吸盤停止按鈕SB18。數(shù)字量輸出點(diǎn)有31個(gè)：1小車左移指令、1小車右移指令、1磁盤強(qiáng)磁指令350V、1磁盤保磁指令290V、1磁盤弱磁指令100V、1磁盤去磁指令100V、1金屬探測(cè)器合閘指令、1小車左超限報(bào)警、1小車右超限報(bào)警、檢測(cè)到鐵信號(hào)警示燈亮、1小車運(yùn)行前電笛報(bào)警、1電磁吸盤回路合閘指令、1整流變壓器合閘指令、1揀鐵設(shè)備運(yùn)行中警示燈、1小車回路合閘指令、2小車左移指令、2小車右移指令、2磁盤強(qiáng)磁指令350V、2磁盤保磁指令290V、2磁盤弱磁指令100V、2磁盤去磁指令100V、2小車左超限報(bào)警、2小車右超限報(bào)警、2金屬探測(cè)器合閘指令、2電磁吸盤回路合閘指令、2小車回路合閘指令、2整流變壓器合閘指令、 檢測(cè)到漏鐵警示燈、2揀鐵設(shè)備運(yùn)行中警示燈亮、皮帶運(yùn)行中警示燈、皮帶電機(jī)運(yùn)行。表21 I/O表序號(hào)地址號(hào)描述序號(hào)地址號(hào)描述1啟動(dòng)按鈕SB111小車左移指令2皮帶運(yùn)行停止按鈕SB221小車右移指令3急停按鈕SB331磁盤強(qiáng)磁指令350V4有鐵信號(hào)YT41磁盤保磁指令290V51金屬探測(cè)器常開觸點(diǎn)S151磁盤弱磁指令100V61小車左超極限開關(guān)SQ161磁盤去磁指令100V71小車右超極限開關(guān)SQ271金屬探測(cè)器合閘指令81分離臺(tái)接近開關(guān)SQ381小車左超限報(bào)警91除鐵斗接近開關(guān)SQ491小車右超限報(bào)警101皮帶上方接近開關(guān)SQ510檢測(cè)到鐵信號(hào)警示燈亮111小車過負(fù)荷QS1111小車運(yùn)行前電笛報(bào)警121電磁吸盤直流熔斷FU1121電磁吸盤回路合閘指令131整流變壓器合閘按鈕SB4131整流變壓器合閘指令141電磁吸盤回路合閘按鈕SB5141揀鐵設(shè)備運(yùn)行中警示燈151小車回路合閘按鈕SB6151小車回路合閘指令2揀鐵裝置輸入點(diǎn)2鐵裝置輸出點(diǎn)16漏鐵信號(hào)LT162小車左移指令172金屬探測(cè)器常開觸點(diǎn)S2172小車右移指令182小車左超極限開關(guān)SQ6182磁盤強(qiáng)磁指令350V192小車右超極限開關(guān)SQ7192磁盤保磁指令290V202分離臺(tái)接近開關(guān)SQ8202磁盤弱磁指令100V212除鐵斗接近開關(guān)SQ9212磁盤去磁指令100V22皮帶上方接近開關(guān)SQ10222小車左超限報(bào)警232整流變壓器合閘按鈕SQ11232小車右超限報(bào)警242小車過負(fù)荷QS2242金屬探測(cè)器合閘指令252電磁吸盤直流熔斷FU2252電磁吸盤回路合閘指令262電磁吸盤回路合閘按鈕SB7262小車回路合閘指令272小車回路合閘按鈕SB8272整流變壓器合閘指令28皮帶急停按鈕SB928 檢測(cè)到漏鐵警示燈29金屬探測(cè)器急停按鈕SB10292揀鐵設(shè)備運(yùn)行中警示燈亮30小車急停按鈕SB1130皮帶運(yùn)行中警示燈31電磁吸盤急停按鈕SB1231皮帶電機(jī)運(yùn)行32整流變壓器急停按鈕SB1333金屬探測(cè)器停止按鈕SB1434小車停止按鈕SB1535整流變壓器停止按鈕SB1636電磁吸盤停止按鈕SB17 吸鐵時(shí)間的計(jì)算根據(jù)皮帶帶速2m/s，，有鐵信號(hào)送至PLC，PLC控制吸鐵的時(shí)間，PLC發(fā)出吸鐵指令，其中需要經(jīng)過一個(gè)繼電器動(dòng)作。則：鐵塊從揀鐵探測(cè)器到電磁吸盤所走的時(shí)間為：247。2= 鐵塊經(jīng)過電磁吸盤有效半徑的所用的時(shí)間為：247。2= 估算電磁吸盤的吸鐵速度為6m/s 則：電磁吸盤的吸鐵所用的時(shí)間為：247。6= 吸鐵時(shí)間內(nèi)皮帶所走的慣性距離為： 2= 皮帶的慣性時(shí)間為：247。2= 吸鐵時(shí)間：鐵塊從探測(cè)器到電磁吸盤所走的時(shí)間－接觸器動(dòng)作時(shí)間－ 繼電器動(dòng)作時(shí)間－慣性時(shí)間=－－－= 鐵經(jīng)過電磁吸盤有效吸鐵半徑所用的時(shí)間可作為吸鐵時(shí)間的公差，經(jīng)過時(shí)間為： 177。 本章分別對(duì)控制工藝流程和吸鐵時(shí)間進(jìn)行了研究?？刂乒に嚵鞒谭矫媸紫冉榻B和分析了控制工藝的過程描述，接著研究控制工藝流程的特點(diǎn)，最后按照要求給出控制工藝流程圖；吸鐵時(shí)間方面主要介紹了電磁吸盤通電的時(shí)間和吸鐵過程的時(shí)間。 第3章 控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)第3章 控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)介紹礦石揀鐵裝置系統(tǒng)由懸掛式小車行走機(jī)構(gòu)，電磁吸盤，電控柜構(gòu)成。小車的行走機(jī)構(gòu)由一臺(tái)三相異步錐型轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電磁吸盤的行走功能。電磁吸盤的主要作用是通過給電磁吸盤加入不同的電壓來實(shí)現(xiàn)揀鐵，分離，御鐵的功能。電控柜PLC自動(dòng)控制的執(zhí)行元件組合，用于實(shí)現(xiàn)小車磁盤的不同控制。繼電器系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，既輸入部分，邏輯部