【導(dǎo)讀】的要求確定本系統(tǒng)整體的控制思想以及設(shè)計(jì)方案。其次，在PLC硬件的選型方面，我們選用西門子S7-300作為我們的核心控制器，工控機(jī)為上位機(jī)，WinCC界面為組態(tài)界面。其中我們對(duì)PLC的CPU模塊，各種功能模塊。再次，針對(duì)工藝的要求，本系統(tǒng)選取了對(duì)應(yīng)不同啟動(dòng)方式的電機(jī)。以及配電柜的電氣原理圖和連接圖。然后，分別對(duì)可編程控制器、傳感器、變頻器和調(diào)速電機(jī)進(jìn)行初步的選型，最終設(shè)計(jì)出硬件電氣原理圖，并說明了其實(shí)現(xiàn)功能。

　　

【正文】 的系列產(chǎn)品。適用于交流 50Hz或 60Hz、電壓 500V及以下、電流 40~100A的電路中作為配電、電動(dòng)機(jī)和照明電路的 過載取短路保護(hù)，亦可作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換和電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)用。 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 本系列轉(zhuǎn)換開關(guān)適用于直流、交流 50Hz、電壓 500V及以下的電路，作主電路或電氣測(cè)量?jī)x表的轉(zhuǎn)換開關(guān)及配電設(shè)備的遙控開關(guān)；也可作為伺服電動(dòng)機(jī)及容量 、換向或變速開關(guān)。該系列轉(zhuǎn)換開關(guān)按接觸裝置的檔數(shù)有 1~16和 1 2 2 2 30等 21種，其中 16檔及以下為單列轉(zhuǎn)換開關(guān)； 18檔及以上為三列轉(zhuǎn)換開關(guān)。按防護(hù)形式有開啟式和防護(hù)式兩種。按手柄類型有旋鈕、普通、機(jī)床 和槍形四種。按手柄操作方式分為自復(fù)式和定位式兩種。所謂自復(fù)式是指手搬動(dòng)手柄于某一位置后，當(dāng)手松開手柄時(shí)，手柄自動(dòng)返回原位。而定位式是指用手扳動(dòng)手柄至某一位壁后，當(dāng)手松開后手柄仍停留在該位置上。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的操作位置是以角度來表示的，它們將在萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的“定位特征表”上表示出來。 控制按鈕 常用的控制按鈕有 LAl LAl 1320及 LA25等系列，另外還具有防塵、防濺作用的 LA30系列以及性能更全的 LAl01系列。 控制按鈕的主要技術(shù)參數(shù)有規(guī)格、結(jié)構(gòu)型式、觸頭數(shù)及按鈕顏色等。常用按鈕規(guī)格為 交流電壓 380V、額定工作電流 5A。 LAl9系列控制按鈕適用于交流 50Hz或． 60Hz、電壓 380V或直流 220V及以下、額定電流不大于 5A的控制電路，作為起動(dòng)器、接觸器、繼電器的遠(yuǎn)距離控制之用。帶信號(hào)燈的按鈕，其信號(hào)燈可用于交、直流 6V的信號(hào)電路。該系列控制按鈕由按鈕元件和信號(hào)燈組合而成，按鈕有一對(duì)常開觸頭、一對(duì)常閉觸頭和一副接觸橋，信號(hào)燈裝在按鈕頸部，鈕頭兼作信號(hào)燈罩。 傳感器選型 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。 [14] （ 1）傳感器的工作原理 3 綜合自動(dòng)化破碎系統(tǒng)硬件介 紹及選型 23 進(jìn)入傳感器的信號(hào)幅度是很小的，而且混雜有干擾信號(hào)和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號(hào)整形成具有最佳特性的波形，有時(shí)還需要將信號(hào)線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。在某些情況下，這些電路的一部分是和傳感器部件 直接相鄰的。成形后的信號(hào)隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸入到微處理器。 （ 2）傳感器的分類 德國(guó)和俄羅斯學(xué)者認(rèn)為傳感器應(yīng)是由二部分組成的，即直接感知被測(cè)量信號(hào)的敏感元件部分和初始處理信號(hào)的電路部分。按這種理解，傳感器還包含了信號(hào)成形器的電路部分。 按照其用途，傳感器可分類為：壓力敏和力敏傳感器；位置傳感器；液面?zhèn)鞲衅?；能耗傳感? ；速度傳感器 ；熱敏傳感器；加速度傳感器；射線輻射傳感器；振動(dòng)傳感器；濕敏傳感器；磁敏傳感器 ；氣敏傳感器；真空度傳感器；生物傳感器等。 各種物理效應(yīng)和工作機(jī)理被用于制作不同功能的 傳感器。傳感器可以直接接觸被測(cè)量對(duì)象，也可以不接觸。 [15] 溫度傳感器 采用 KJ10142Z型溫度傳感器，工作電流 50mA，測(cè)量范圍 0150℃ 。 磨音電耳，稱重傳感器等采用自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，但具體設(shè)計(jì)不在本設(shè)計(jì)之內(nèi)，故不累述。 破碎設(shè)備簡(jiǎn)介 現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的破碎設(shè)備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設(shè)備可按工作原理和結(jié)構(gòu)特征劃分為：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和磨碎機(jī)等。 (1)顎式破碎機(jī) 顎式破碎機(jī)破碎工作是靠動(dòng)顎板周期地壓向固定顎板，將夾在兩顎板之間的物料壓碎。 按照動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)的軌跡，可分為簡(jiǎn)單擺顎式破碎機(jī)與復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)俗稱 老虎口 ，是歷史悠久的破碎機(jī)之一，至今仍是破碎硬物料最有效的設(shè)備。 (2)圓錐破碎機(jī) 圓錐破碎機(jī)是借助于旋擺運(yùn)動(dòng)的圓錐面，周期地靠近固定錐面，使夾于兩個(gè)錐面產(chǎn)品物料受到擠壓和彎曲而破碎。它可以分為用于粗碎的旋回破碎機(jī)和用于中細(xì)碎的圓錐破碎機(jī)。 (3)輥式破碎機(jī) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 24 輥式破碎機(jī)的工作部分是兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?。輥?zhàn)颖砻婵梢詭X牙，稱為齒輥式破碎機(jī)。它以劈裂破碎為主兼有擠壓的斷破碎。按齒輥數(shù)目又可分為單齒輥、雙齒輥與多齒輥 破獲碎機(jī)。 (4)沖擊式破碎機(jī) 錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)都是沖擊式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)，有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，上面裝有沖擊錘，當(dāng)物料進(jìn)入破碎機(jī)后，被高速旋轉(zhuǎn)的錘子擊碎或從高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子獲得能量，高速拋向破碎機(jī)壁或特設(shè)的硬板而被擊碎。 (5)磨碎機(jī) 磨碎機(jī)是一個(gè)兩端帶有中空軸頸的空心圓柱筒，物料從圓筒一端進(jìn)入，產(chǎn)物從另一端排出。筒內(nèi)裝有磨碎介質(zhì) (鋼球、鋼棒或礫石 )，根據(jù)磨碎介質(zhì)的不同，磨碎機(jī)分為球磨機(jī)、棒磨機(jī)或礫磨機(jī)。筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將介質(zhì)帶到一定高度而下落，對(duì)物料產(chǎn)生沖擊與磨剝作用，使物料粉碎。 將顆粒大小不同的混合物料，通過單層或多層篩子而分成若干個(gè)不同粒度級(jí)別的過程稱為篩分。篩分設(shè)備有固定篩、慣性振動(dòng)篩、自定中心振動(dòng)篩、重型振動(dòng)篩、共振篩、直線振動(dòng)篩。 (1)固定篩 固定篩是由平行排列的鋼條或鋼棒組成，鋼條和鋼棒稱為格條，格條借橫桿聯(lián)結(jié)在一起，格條間的縫隙大小即為篩孔尺寸。固定篩分為格篩和條篩兩種。 (2)慣性振動(dòng)篩 振動(dòng)篩是工業(yè)中普遍采用的一種篩子，應(yīng)用范圍廣，適用于中、細(xì)碎的預(yù)先和檢查篩分。根據(jù)篩框運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn)，可分為圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩和直線振動(dòng)運(yùn)動(dòng)篩兩類。前者包括單軸慣性振動(dòng)篩 、自定中心振動(dòng)篩和重型振動(dòng)篩；后者包括雙軸慣性振動(dòng)篩和共振篩，按篩網(wǎng)層數(shù)還可以分為單層篩和雙層篩兩類。 (3)自定中心振動(dòng)篩 自定中心振動(dòng)篩適用于大、中型廠的中、細(xì)粒物料篩分。國(guó)產(chǎn)自定中心篩的型號(hào)為 SZZ，根據(jù)篩層數(shù)不同分為 SZZ1(單層 )和 SZZ2(雙層 )。一般為吊式篩，但也有座式篩。 (4)重型振動(dòng)篩 重型振動(dòng)篩的原理與自定中心振動(dòng)篩相似，但振動(dòng)器的主軸完全不偏心，而以皮帶輪的軸孔偏心來達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自定中心的目的。重型振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，能承受較大的沖擊負(fù)荷，適用于篩分大塊度、相對(duì)密度大的 物料，最大給料可達(dá)350mm。主要用于中碎前作預(yù)先篩分，此外，對(duì)含水、含泥量高的物料，可在中碎前進(jìn)行預(yù)先篩分及洗礦，篩上物入中碎機(jī)，篩下物進(jìn)入洗礦脫泥系統(tǒng)。 (5)共振篩 3 綜合自動(dòng)化破碎系統(tǒng)硬件介 紹及選型 25 共振篩也稱彈性連桿式振動(dòng)篩，振幅大，篩分效率高，處理能力大，電耗小，結(jié)構(gòu)緊湊。但制造工藝復(fù)雜，機(jī)器質(zhì)量大，振幅難穩(wěn)定，調(diào)整比較復(fù)雜，橡膠彈簧容易老化。 (6)直線振動(dòng)篩 直線振動(dòng)篩的振動(dòng)力大，振幅大，振動(dòng)強(qiáng)烈，篩分效率高，生產(chǎn)率大，可篩分粗塊物料。由于水平安裝，安裝高度小，直線往返運(yùn)動(dòng)，對(duì)脫水、脫泥和重介質(zhì)選礦脫介質(zhì)有利。 但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，兩根軸的旋轉(zhuǎn)速度高，故制造和潤(rùn)滑要求高，振動(dòng)不易調(diào)整。 CAD 簡(jiǎn)介 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CADComputer Aided Design)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。 在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計(jì)人員及 時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。 CAD(Computer Aided Design）誕生于 60年代，是美國(guó)麻省理工大學(xué)提出了交互式圖形學(xué)的研究計(jì)劃，由于當(dāng)時(shí)硬件設(shè)施的昂貴，只有美國(guó)通用汽車公司和美國(guó)波音航空公司使用自行開發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。 70年代，小型計(jì)算機(jī)費(fèi)用下降，美國(guó)工業(yè)界才開始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。 80年代，由于 PC機(jī)的應(yīng)用， CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事 CAD系統(tǒng)開發(fā)的公司。當(dāng)時(shí) VersaCAD是專業(yè)的 CAD制 作公司，所開發(fā)的 CAD軟件功能強(qiáng)大，但由于其價(jià)格昂貴，故不能普遍應(yīng)用。而當(dāng)時(shí)的 Autodesk公司是一個(gè)僅有員工數(shù)人的小公司，其開發(fā)的 CAD系統(tǒng)雖然功能有限，但因其可免費(fèi)拷貝，故在社會(huì)得以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，由于該系統(tǒng)的開放性，該 CAD軟件升級(jí)迅速。 設(shè)計(jì)者很早就開始使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。有人認(rèn)為 Ivan Sutherland在 1963年在麻省理工學(xué)院開發(fā)的 Sketchpad是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 SKETCHPAD的突出特性是它允許設(shè)計(jì)者用圖形方式和計(jì)算機(jī)交互：設(shè)計(jì)可以用一枝光筆在陰極射線管屏幕上繪制到計(jì)算機(jī)里。實(shí)際上 ，這就是圖形化用戶界面的原型，而這種界面是現(xiàn)代 CAD不可或缺的特性。 CAD最早的應(yīng)用是在汽車制造、航空航天以及電子工業(yè)的大公司中。隨著計(jì)算機(jī)變得更便宜，應(yīng)用范圍也逐漸變廣。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 26 CAD的實(shí)現(xiàn)技術(shù)從那個(gè)時(shí)候起經(jīng)過了許多演變。這個(gè)領(lǐng)域剛開始的時(shí)候主要被用于產(chǎn)生和手繪的圖紙相仿的圖紙。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)活動(dòng)中得到更有技巧的應(yīng)用。如今， CAD已經(jīng)不僅僅用于繪圖和顯示，它開始進(jìn)入設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)中更“智能”的部分。 隨著電腦科技的日益發(fā)展，性能的提升和更便宜的價(jià)格，許多公司已采用立體的繪圖設(shè)計(jì)。以往 ，礙于電腦性能的限制，繪圖軟件只能停留在平面設(shè)計(jì)，欠缺真實(shí)感，而立體繪圖則沖破了這一限制，令設(shè)計(jì)藍(lán)圖更實(shí)體化。 系統(tǒng)功能 (1）設(shè)計(jì)組件重用（ Reuse of design ponents) (2）簡(jiǎn)易的設(shè)計(jì)修改和版本控制功能（ Ease of design modification and versioning) (3）設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)組件的自動(dòng)產(chǎn)生（ Automatic generation of standard ponents of the design) (4）設(shè)計(jì)是否 滿足要求和實(shí)際規(guī)則的檢驗(yàn)（ Validation/verification of designs against specifications and design rules) (5）無需建立物理原型的設(shè)計(jì)模擬（ Simulation of designs without building a physical prototype) (6）裝配件（一堆零件或者其它裝配件）的自動(dòng)設(shè)計(jì) (7）工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細(xì)表（ Bill of Materials) (8）設(shè)計(jì)到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出 (9）到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出 基本功能 二維 CAD目前比較流行的是 AutoCAD ,MASTERCAM PQOE眾多國(guó)外軟件，但浩辰、中望、 CAXA比較符合中國(guó)人的思維等國(guó)產(chǎn) CAD也在逐漸崛起，占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額，浩辰、中望更是走向了國(guó)際市場(chǎng)。 下面以 AutoCAD為例簡(jiǎn)單介紹一下二維 CAD的基本功能。 平面繪圖：能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對(duì)象。 繪圖輔助工具：提供了正交、對(duì)象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等 繪圖輔助工具。正交功能使 用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對(duì)象捕捉可 幫助拾取幾何對(duì)象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。 編輯圖形： CAD具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、3 綜合自動(dòng)化破碎系統(tǒng)硬件介 紹及選型 27 延長(zhǎng)、修剪、縮放對(duì)象等。 標(biāo)注尺寸：可以創(chuàng)建多種類型尺寸，標(biāo)注外觀可以自行設(shè)定。 書寫文字：能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設(shè)定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。 圖層管理功能：圖形對(duì)象都位于某一圖層上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。 三維繪圖：可創(chuàng)建 3D實(shí)體及表面模型，能對(duì)實(shí)體 本身進(jìn)行編輯。 網(wǎng)絡(luò)功能：可將圖形在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，或是通過網(wǎng)絡(luò)訪問 AutoCAD資源。 數(shù)據(jù)交換 ：提供了多種圖形圖像數(shù)據(jù)交換格式及相應(yīng)命令。 CAD允許用戶定制菜單和工具欄， AutoCAD能利用內(nèi)嵌語言 Autolisp、 Visual Lisp、 VBA、 ADS、 ARX等進(jìn)行二次開發(fā)還可以加載運(yùn)行腳本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身所沒有的功能，比如三維自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。浩辰、中望這樣的國(guó)產(chǎn) CAD也提供類似并與 AutoCAD兼容的開發(fā)接口，例如浩辰利用自己開發(fā) GRX開發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)了一套代碼支持兩套平臺(tái)，建筑、水暖電等專業(yè)軟件可以同 時(shí)運(yùn)行到 AutoCAD和浩辰 CAD平臺(tái)上。 用途簡(jiǎn)介 CAD首先它是一個(gè)可視化的繪圖軟件，許多命令和操作可以通過菜單選項(xiàng)和工具按鈕等多種方式實(shí)現(xiàn)。而且具有豐富的繪圖和繪圖輔助功能，如實(shí)體繪制、關(guān)鍵點(diǎn)編輯、對(duì)象捕捉、標(biāo)注、鳥瞰顯示控制等，它的工具欄、菜單設(shè)計(jì)、對(duì)話框、圖形打開預(yù)覽、信息交換、文本編輯、圖像處理和圖形的輸出預(yù)覽為用戶的繪圖帶來很大方便。其次它不僅在二維繪圖處理更加成熟，三維功能也更加完善，可方便地進(jìn)行建模和渲染。