【文章內(nèi)容簡介】 的位置控制，從而將廢鐵從皮帶上揀出。當(dāng)有漏揀情況時，第二個金屬檢測器會檢測到有鐵信號，第二臺PLC控制裝置啟動，處理漏鐵的情況。本次設(shè)計主要完成運礦皮帶揀鐵裝置及其自動控制系統(tǒng)所要設(shè)計的功能，以及整個系統(tǒng)的控制工藝，進行整體方案設(shè)計。同時完成運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，選擇合適的可編程控制器PLC、金屬探測器、傳感器，完成其軟件設(shè)計。本次設(shè)計的研究方法：①在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上，查閱有關(guān)運礦皮帶揀鐵裝置的學(xué)術(shù)論文和專利等文獻資料，了解國內(nèi)外運礦揀鐵裝置的新動向和發(fā)展水平，對設(shè)計提供設(shè)計思路；②去現(xiàn)場參觀揀鐵裝置的構(gòu)造、各部分的運動規(guī)律、整個工藝流程，考察目前所采用的方法以及需要解決的問題；③了解PLC市場情況，選擇合適的控制器，閱讀用戶手冊，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)計之前，必須要有一個指導(dǎo)原則。這次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計要求為根本設(shè)計目標(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)簡練，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件以降低成本，同時提高可靠性。本著科學(xué)經(jīng)濟和滿足生產(chǎn)要求的設(shè)計原則，同時也考慮本次設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計的特點，將大學(xué)期間所學(xué)的知識，如機械設(shè)計、機械原理、液壓、氣動、電氣傳動等知識盡可能多的綜合運用到設(shè)計中，使得經(jīng)過本次設(shè)計對大學(xué)階段的知識得到鞏固和強化，同時也考慮個人能力水平和時間的客觀實際，充分發(fā)揮個人能動性，腳踏實地，實事求是的做好本次設(shè)計。 本章小結(jié) 此章節(jié)主要分析了高爐運礦皮帶揀鐵裝置系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時總結(jié)出皮帶揀鐵裝置控制系統(tǒng)的特征，指出高爐運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，同時給出課題的方案和設(shè)計原則。23 第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計高爐運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器、除鐵器、行走小車、整流變壓器、除鐵漏斗、分離平臺等主要部分組成，同時需要西門子PLC來實現(xiàn)軟件部分，其中包括PLC的選型，數(shù)字量輸入輸出點的確定，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的轉(zhuǎn)換控制自動揀鐵的過程：沒有鐵的情況下，電磁鐵小車停在皮帶運輸機上方，等待過鐵信號的到來。當(dāng)金屬探測器1檢測到過鐵信號時，經(jīng)過時間計算，PLC控制電磁鐵通電，利用強磁力（350V）吸出混在皮帶運輸機上礦石中的含鐵礦石及鐵金屬，電磁吸盤經(jīng)過保磁（290V）一段時間，PLC給小車一個向分離臺移動的信號，當(dāng)小車移動到分離臺的時，觸碰到第一個限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號，此時PLC給電磁吸盤一個弱磁電壓（100V），弱磁性的礦石掉落在分離臺上，小車在分離臺上方延時幾秒鐘，PLC再次控制小車移動到除鐵漏斗，觸碰到限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號，PLC給電磁吸盤負向電壓（100）去磁，電磁吸盤開始去磁，鐵塊被落到除鐵斗中，經(jīng)過延遲時間，小車開始向右回程移動，當(dāng)小車行走到分離臺時，觸碰到限位開關(guān)時，產(chǎn)生限位信號，PLC 給電磁吸盤強磁信號，落在分離臺上的弱磁性礦石被撿起，經(jīng)過延遲時間，PLC發(fā)出行走信號，小車?yán)^續(xù)向右移動到皮帶上方，碰到限位開關(guān)，產(chǎn)生限位信號，小車停止移動，PLC給電磁吸盤加反向電壓產(chǎn)生去磁信號，礦石被放回到運輸皮帶上，經(jīng)過延遲時間，電磁吸盤斷電并停留在原先的位置。有的時候礦石太多，會出現(xiàn)漏撿的的情況，為了處理漏撿的現(xiàn)象，我們需要安裝兩個金屬探測器，在第一個金屬探測器的后面安裝另外一個金屬探測器，當(dāng)?shù)谝粋€金屬探測器出現(xiàn)漏撿現(xiàn)象時，第二個金屬探測器會發(fā)揮作用，PLC會控制第二臺除鐵裝置，行走小車的路線和除鐵過程和第一個相同 。，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、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2 除鐵斗2 西門子PLC 分離臺1金屬探測器2 揀鐵有鐵信號 除鐵斗1 揀鐵西門子PLC 控制箱2 運礦皮帶金屬探測器1 控制箱1 礦槽出料漏鐵信號 控制工藝流程圖系統(tǒng)數(shù)字量輸入點共有36個：啟動按鈕SB皮帶運行停止按鈕SB急停按鈕SB有鐵信號YT、1金屬探測器1常開觸點KA1小車左超極限開關(guān)SQ1小車右超極限開關(guān)SQ1分離臺接近開關(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LT、2金屬探測器常開觸點KA2小車左超極限開關(guān)SQ2小車右超極限開關(guān)SQ2分離臺接近開關(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)字量輸出點有31個：1小車左移指令、1小車右移指令、1磁盤強磁指令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金屬探測器合閘指令、1小車左超限報警、1小車右超限報警、檢測到鐵信號警示燈亮、1小車運行前電笛報警、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小車左超限報警、2小車右超限報警、2金屬探測器合閘指令、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、 檢測到漏鐵警示燈、2揀鐵設(shè)備運行中警示燈亮、皮帶運行中警示燈、皮帶電機運行。表21 I/O表序號地址號描述序號地址號描述1啟動按鈕SB111小車左移指令2皮帶運行停止按鈕SB221小車右移指令3急停按鈕SB331磁盤強磁指令350V4有鐵信號YT41磁盤保磁指令290V51金屬探測器常開觸點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金屬探測器合閘指令81分離臺接近開關(guān)SQ381小車左超限報警91除鐵斗接近開關(guān)SQ491小車右超限報警101皮帶上方接近開關(guān)SQ510檢測到鐵信號警示燈亮111小車過負荷QS1111小車運行前電笛報警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2鐵裝置輸出點16漏鐵信號LT162小車左移指令172金屬探測器常開觸點S2172小車右移指令182小車左超極限開關(guān)SQ6182磁盤強磁指令350V192小車右超極限開關(guān)SQ7192磁盤保磁指令290V202分離臺接近開關(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小車左超限報警232整流變壓器合閘按鈕SQ11232小車右超限報警242小車過負荷QS2242金屬探測器合閘指令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 檢測到漏鐵警示燈29金屬探測器急停按鈕SB10292揀鐵設(shè)備運行中警示燈亮30小車急停按鈕SB1130皮帶運行中警示燈31電磁吸盤急停按鈕SB1231皮帶電機運行32整流變壓器急停按鈕SB1333金屬探測器停止按鈕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 吸鐵時間的計算根據(jù)皮帶帶速2m/s，，有鐵信號送至PLC，PLC控制吸鐵的時間，PLC發(fā)出吸鐵指令，其中需要經(jīng)過一個繼電器動作。則：鐵塊從揀鐵探測器到電磁吸盤所走的時間為：247。2= 鐵塊經(jīng)過電磁吸盤有效半徑的所用的時間為：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間為：247。6= 吸鐵時間內(nèi)皮帶所走的慣性距離為： 2= 皮帶的慣性時間為：247。2= 吸鐵時間：鐵塊從探測器到電磁吸盤所走的時間－接觸器動作時間－ 繼電器動作時間－慣性時間=－－－= 鐵經(jīng)過電磁吸盤有效吸鐵半徑所用的時間可作為吸鐵時間的公差，經(jīng)過時間為： 177。 本章分別對控制工藝流程和吸鐵時間進行了研究。控制工藝流程方面首先介紹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，最后按照要求給出控制工藝流程圖；吸鐵時間方面主要介紹了電磁吸盤通電的時間和吸鐵過程的時間。 第3章 控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計第3章 控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計 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構(gòu)，電磁吸盤，電控柜構(gòu)成。小車的行走機構(gòu)由一臺三相異步錐型轉(zhuǎn)子電機驅(qū)動，實現(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現(xiàn)揀鐵，分離，御鐵的功能。電控柜PLC自動控制的執(zhí)行元件組合，用于實現(xiàn)小車磁盤的不同控制。繼電器系統(tǒng)由三個部分組成，既輸入部分，邏輯部