【正文】 ，是一個(gè)上下分體結(jié)構(gòu)，并鑄成封閉式箱體形式，破碎 機(jī)兩對(duì)輥均安 裝在箱體內(nèi)，為防止機(jī)體磨損，機(jī)蓋兩側(cè)安裝有耐磨襯板。動(dòng)力和傳動(dòng)部分是由電動(dòng)機(jī)主、被動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過三角皮帶，將動(dòng)力傳遞給輥軸旋轉(zhuǎn)，達(dá)到破碎的目的。主、附輥軸是由鏈輪和鏈條帶動(dòng)，形成反向旋轉(zhuǎn) 。 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制要求 對(duì)輥式破碎機(jī) 采用兩組單獨(dú)傳動(dòng)的輥?zhàn)樱呻妱?dòng)機(jī)通過三角皮帶帶動(dòng)兩輥?zhàn)酉鄬?duì)旋轉(zhuǎn)而形成 “V”型破碎腔 （ 對(duì)輥部分是破碎機(jī)執(zhí)行破碎的主要部件，它由 45鑄鋼澆鑄而成，鑲在主、附軸上 ），啟動(dòng)破碎機(jī)后，有油泵運(yùn)行給兩輥上油潤(rùn)滑， 當(dāng)兩對(duì)輥相向旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從料斗定量給入，切向進(jìn)入對(duì)輥中間，由于對(duì)輥的 調(diào)整系統(tǒng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于物料，物料被破碎，被擠碎的物料隨著對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)逐漸達(dá)到最小粒度后，進(jìn)入機(jī)器的底部出料斗內(nèi)，并隨著有斜度的料槽流出機(jī)器，破碎過程完成 。本控制系統(tǒng)要求不僅是能本地控制破碎機(jī)運(yùn)行，而且能夠通過遠(yuǎn)程 PLC 進(jìn)行控制。 第 6 章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 19 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制過程 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制模式 本控制系統(tǒng)有兩種控制模式：就地控制跟遠(yuǎn)程集中控制。 /遠(yuǎn)程旋鈕切換到就地，系統(tǒng)進(jìn)入就地手動(dòng)狀態(tài)。在就地手動(dòng)狀態(tài)下，可以獨(dú)立的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)主電機(jī)，停止按鈕或禁啟按鈕均可以停止主電機(jī)的運(yùn)行；也可以通過油泵啟和油 泵停按鈕獨(dú)立的啟 /停油泵。 /遠(yuǎn)程旋鈕切換到遠(yuǎn)程，系統(tǒng)進(jìn)入遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)。在遠(yuǎn)程自動(dòng)狀態(tài)下，主電機(jī)和油泵電機(jī)的運(yùn)行亦是受 PLC 控制的，但是 PLC 是受遠(yuǎn)程控制的。只要在遠(yuǎn)程控制的無源接口處保持閉合， PLC 就會(huì)啟動(dòng)設(shè)備并一直保持運(yùn)行直到該信號(hào)消失（即觸電斷開）。 PLC 現(xiàn)場(chǎng)控制箱的指示按鈕 在 PLC 遠(yuǎn)程控制箱上有如下按鈕指示燈： ：按下時(shí)切斷控制電源并停機(jī)，一直保持設(shè)備不能啟動(dòng)。 ，停止主電機(jī)的運(yùn)行，不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。 ，停止油泵的運(yùn)行。 電機(jī)正轉(zhuǎn)帶燈按鈕，在手動(dòng)時(shí)，用于啟動(dòng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；在自動(dòng)時(shí)，用于給 PLC 發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，指示燈亮。 ，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。當(dāng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，指示燈亮。 ，僅在手動(dòng)時(shí)有效，用于啟動(dòng)油泵電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)油泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)指示燈亮。 ，指示系統(tǒng)的控制電源。 ，用于指示缺相或轉(zhuǎn)速故障。 /遠(yuǎn)程切換旋鈕，用于控制模式的切換。 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖 圖 為對(duì)輥式破碎機(jī)主電路運(yùn)行原理圖 ，主電路電源選用三相電源，電機(jī)M1和電機(jī) M2 為對(duì)輥式破碎機(jī)的破碎輥控制電機(jī)，電機(jī) M1和 M2的轉(zhuǎn)速由 MM440變頻器控制， M3為對(duì)輥式破碎機(jī)的油泵電機(jī)，其作用是在電機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)給主河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 20 電路電機(jī) M M2上油，起潤(rùn)滑作用。 RJ RJ RJ3 為熱繼電器，在主電路電流過高或者溫度過高時(shí)起保護(hù)作用， TA43和 TA46為電流互感器，測(cè)試 M M2電機(jī)電流，電流大小反饋熱繼電器 RJ RJ2,起保護(hù)電路的作用， S1,S2 為電流變送器，作用是把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為 4～ 20mA，傳送到 PLC 控制箱。主電路電動(dòng)機(jī)各配有一塊電流表 。 圖 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖 1 圖 為對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電機(jī)運(yùn)行控制原理圖，圖中 KMR KMR2 和KMF KMF2 為中間繼電器， SA為集中 /就地轉(zhuǎn)換控制箱， KA1 和 KA2 在 PLC 箱內(nèi)，遠(yuǎn)程控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)， SF1 和 SR1為就地控制對(duì)輥式破碎機(jī)兩對(duì)輥電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)按鈕， RJ1 和 RJ2為熱繼電器，起保護(hù)電路作用 ,圖中 HL HF HR1 分別為就地電源、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈， JHLJHF JHR1 分別為電源、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈，在 PLC 控制 箱上。 第 6 章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 21 合上電源開關(guān) QL1，主電路得電，電源指示燈 HL1 和 JHL1 亮，電源電壓正常。在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向下 45 度撥下， 1 和 2 兩端連接，此時(shí)為遠(yuǎn)程PLC 集中控制。在 PLC 箱內(nèi)按下 KA1,中間繼電器 KMF1 得電， KMF1 合上并自保，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 JHF1 亮；當(dāng)在PLC 箱內(nèi)按下 KA2,KMR1 得電并自保，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 HF1和 JHF1 滅，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈 JHR1 亮。 圖 對(duì)輥式破 碎機(jī)的控制原理圖 2 當(dāng)在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上 45 度撥下， 3 和 4 兩端連接，此時(shí)為就地控制對(duì)輥式破碎機(jī)的正 /反轉(zhuǎn)，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電， KMF2 合上并自保，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 亮；當(dāng)按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 和 JHF1滅，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈 HR1 亮。 圖 為對(duì)輥式破碎機(jī)油泵控制原理圖，圖中 KM KM2 為中間繼電器， KA3河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 22 為隔離繼電器，在 PLC 控制箱內(nèi)， HL2 和 JHL2 為電源指示燈，分別指示就地和遠(yuǎn) 程集中狀態(tài)， HLF2 和 JHF2 為油泵運(yùn)行指示燈，分別指示就地和遠(yuǎn)程集中狀態(tài)。 圖 對(duì)輥式破碎機(jī)的控制原理圖 3 合上電源開關(guān) QL2，主電路得電，電源指示燈 HL2 和 JHL2 亮，電源電壓正常。在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向下 45 度撥下， 5 和 6 兩端連接，此時(shí)為遠(yuǎn)程PLC 集中控制油泵的運(yùn)行，在 PLC 箱內(nèi)按下 KA3,中間繼電器 KM1 得電， KM1 合上并自保，電源指示燈 HL JHL2 滅，遠(yuǎn)程油泵運(yùn)行指示 JHLF2 亮；當(dāng)在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上 45 度撥下， 7和 8兩端連接，此時(shí)為就地控制油泵的運(yùn)行，按下 SB，中間繼電器 KM2 得電， KM2 合上并自保，遠(yuǎn)程油泵運(yùn)行指示燈 JHLF2 滅，就地油泵運(yùn)行指示燈 HF2 亮。 第 6 章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 23 P L CD i n 1D i n 2D i n 3D i n 4D i n 5D i n 6+ 2 4 V正 轉(zhuǎn) 輸 入反 轉(zhuǎn) 輸 入高 速 輸 入正 轉(zhuǎn) 按 鈕反 轉(zhuǎn) 按 鈕默 認(rèn) 電 機(jī) 低 速電 機(jī) 高 速M(fèi) M 4 4 0 圖 MM440 控制原理圖 為了控制對(duì)輥式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速，我選用 MM440 變頻器控制其速度。上圖 為對(duì)輥式破碎機(jī) MM440 變頻器的控制原理圖，如圖 所示，當(dāng) PLC 輸入正轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，正轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，正轉(zhuǎn)按鈕閉合 ，對(duì)輥式破碎機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；當(dāng) PLC輸入反轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，反轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，反轉(zhuǎn)按鈕閉合，對(duì)輥式破碎機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行；MM440 變頻器默認(rèn)電機(jī)低速，當(dāng) PLC 輸入速度 1 選擇信號(hào)時(shí)，速度 1 輸入繼電器得電，電機(jī)速度 1 按鈕閉合，電機(jī)以速度 1 運(yùn)行，當(dāng) PLC 輸入速度 2 選擇信號(hào)時(shí)，速度 2 輸入繼電器得電，電機(jī)速度 2 按鈕閉合，電機(jī)以速度 2 運(yùn)行。 硬件選擇說明 主電路電動(dòng)機(jī)選擇 對(duì)輥式破碎機(jī)主電路兩破碎輥電機(jī)選擇為 Y315S8 型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 55KW,額定電壓為 220V,額定電流為 110A,額定轉(zhuǎn)速為 740r/min，額定效率為 92%，額定頻率為 50Hz，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為 M，電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為 M，最小轉(zhuǎn)矩為 M； 油泵電機(jī)選擇 對(duì)輥式破碎機(jī)油泵電機(jī)選用 DC24V /75WVB 直流油泵電機(jī)系列 , 電源輸入220V，輸出 24V, 電機(jī)電壓 24V /75W，轉(zhuǎn)速可調(diào) ,油泵出口排量 ～ ； 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 24 電流互感器選擇 電流互感器是一種測(cè)量用的特殊的變壓器 ， 工作原理和變壓器相同 。 都是利用電磁感應(yīng)工作的 ， 只不過用途不同 。 它有兩個(gè)互相絕緣的線圈 ， 套在一個(gè)閉合的鐵芯柱上 ， 在電路中與被測(cè)線路串聯(lián)的線圈叫一次側(cè) ， 與儀表相連的叫二次側(cè) 。 電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為 400/5 的電流互感器，可以把實(shí)際為 400A 的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?5A 的電流。 在本電路中我選用型號(hào)為 LQJ10 電流互感器 ,額定一次電流 150～ 400A,二次側(cè)額定電流為 5A,1s 熱穩(wěn)定倍數(shù)為 90，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 225； 電流變送器選擇 工業(yè)上普遍需要測(cè)量 的 溫度、壓力、速度、角度等各類物理量，都需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號(hào)才能傳輸?shù)綆装倜淄?的控制室或顯示設(shè)備上。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的設(shè)備稱為變送器。 電流變送器是一種將交流電流轉(zhuǎn)換成按比例輸出的與負(fù)載無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)直流電流的裝置，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個(gè)行業(yè)需要電流測(cè)控的電氣測(cè)量，自動(dòng)控制以及調(diào)度系統(tǒng)。 工業(yè)上最廣泛采用的是用 4～ 20mA 電流來傳輸模擬量。 我選用型號(hào)為 BSMI150U／ I 的電流變送器，檢測(cè)電流為 AC150／ 5A， 輸入電流： AC 05A， 變送輸出：電流 DC 420mA，負(fù)載電阻 ≤500Ω， 電壓 DC210V，負(fù)載電阻 ≥5kΩ。 斷路器選擇 斷路器 可以是在 正常情況下接通和斷開高壓電路中的空載及負(fù)荷電流 ，也可以 在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能與保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置相配合 ,迅速切斷故障電流 ,防止事故擴(kuò)大 ,從而保證系統(tǒng)安全運(yùn)行 。在主電機(jī)電路中我選擇 DZ20200J 型低壓電路器，其額定電壓 380V，額定電流 200A,脫扣器額定電流 160A,最大分?jǐn)嗄芰﹄娏鳎ㄓ行е担?42kA；在油泵電機(jī)電路中我選擇型號(hào)為 DZ20100Y 的斷路器，其觸頭額定電流 100A，額定電壓 380V，最大分?jǐn)嗄芰﹄娏鳛?18kA； 第 6 章 對(duì)輥式破碎機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 25 熱過載繼電器選擇 熱過載繼電器 主要用來對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保 護(hù)，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而將電動(dòng)機(jī)控制電路斷開實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)斷電停車，起到過載保護(hù)的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中，熱量的傳遞需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因此，熱繼電器不能用作短路保護(hù)，而只能用作過載保護(hù) 。本次電路中主電路電機(jī) M M2 我選用 TKE6PC型熱過載繼電器，額定電流為 110～ 160A，油泵電機(jī) M3我選擇型號(hào)為 SZZM1E 的熱過載繼電器， 適用于 AC220/230V， 的電路； 中間繼電器選擇 中間繼電器 用于在 控制電路中傳遞中間信號(hào) ， 主要用于交流 50/60Hz 額定工作電壓至 660V 及直流額定電壓 220V（ 550V)的繼電器控制，信號(hào)放大，隔離等電路中，做接通，放大之用。 本次電路主電路電機(jī) M M2我選用西門子 3TH80型中間繼電器， 適用于交流 50Hz 或 60Hz，電壓至 660V 和直流電壓至 600V 的控制電路 ，有 4 對(duì)觸頭可組合，油泵電機(jī) M3 的中間繼電器 KM1 我選用 OMRON 中間繼電器型號(hào) 為 MY4J，常用線圈電壓 AC200/220/240V DC24V， 4觸點(diǎn)，額定通電電流 5A。 變頻器的選擇 變頻 器的容量應(yīng)滿足以下規(guī)則：變頻器的容量應(yīng)比變頻器說明書中的“配用電動(dòng)機(jī)容量”加大一檔至二檔，并應(yīng)具有無反饋矢量控制功能；變頻器的電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的電流。我選用西門子 MM440，額定功率 55KW，額定電流 110A 的變頻器。該變頻器采用高性能的矢量控制技術(shù)，具有超強(qiáng)的過載能力，能提供持續(xù)3S的 200%過載能力。 PLC 硬件選擇 PLC 電源選擇 S7300 PLC有四種電源模塊，因?yàn)樗x電路為交流電路，輸入電壓為 DC24V,輸出電壓為 220V,所以我選用 PLC 的電源型號(hào)型為： PS 307 5A，序列號(hào)為： 6ES7 河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 26 3071EA000AA0； CPU 選擇 因?yàn)閷?duì)輥式破碎機(jī)是一種小規(guī)模應(yīng)用工程，而且 CPU312 適用于對(duì)處理速度有中等要求的小規(guī)模工程應(yīng)用，所以我將 CPU選型為： CPU312, 序列號(hào)為： 6ES7 3211AD100AB0； 數(shù)字量輸入模塊選擇與接線 因?yàn)閷?duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)的輸入點(diǎn)數(shù)較多，所以應(yīng)選用輸入點(diǎn)數(shù)為 32 的模塊，又根據(jù)所選 PLC 電源輸入電壓 DC24V,輸出電壓 AC220V,所以數(shù)字量輸入模塊應(yīng)選型為： DI32xDC24V,序列號(hào)為： 6ES7 3211BL000AA0,下圖 為其數(shù)字量輸入接線圖； 圖 數(shù)字量輸入接線圖 數(shù)字量輸出模塊選擇與接線 因?yàn)閷?duì)輥式破碎機(jī)控制系統(tǒng)的輸出點(diǎn)數(shù)較多，所以應(yīng)選用輸出點(diǎn)數(shù)為 32 的模塊，又根據(jù)所選 PLC 電源輸入電壓 DC24V,輸出電壓 AC220V,所以數(shù)字量輸出模塊應(yīng)選型為 選型為： DI32xDC24V/，序列號(hào)為： 6ES7 3221BL000AA0，下圖