【導(dǎo)讀】決實(shí)際問題的能力；④工作量的大?。虎萑〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑥寫作的規(guī)范程度；有了較大的發(fā)展空間。方便等方面的要求日益提高。設(shè)備的發(fā)展、控制系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀等進(jìn)行了全面論述。組成，對(duì)其配料稱量控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。然后闡述了三相鼠籠異步電機(jī)的控制方法，重點(diǎn)介紹了軟啟動(dòng)器和變頻器的原理與使用。最后根據(jù)穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的工藝流程，對(duì)基于。拌設(shè)備控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的標(biāo)準(zhǔn)。

　　

【正文】 子秤稱量系統(tǒng)。由于減法秤稱量系統(tǒng)需要控制的量比較多，而且對(duì)于連續(xù)工作制的穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，加料過程中，加料與卸料同時(shí)進(jìn)行，不能再通過重量變化來計(jì)量流量，所以加料的整個(gè)過程屬于控制死區(qū)，因此會(huì)對(duì)整個(gè)計(jì)量系統(tǒng)的精度產(chǎn)生影響。 在本產(chǎn)品中，采用螺旋電子秤對(duì)粉 料進(jìn)行計(jì)量和輸送。在螺旋輸送機(jī)的計(jì)量段下面裝有稱重傳感器，當(dāng)粉料流經(jīng)計(jì)量段時(shí)，傳感器將重量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送給 PLC， PLC 內(nèi)部進(jìn)行合成運(yùn)算并與設(shè)定值進(jìn)行比較，并發(fā)出電信號(hào)通過控制變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速以調(diào)整粉料輸送量，使之與設(shè)定值趨于一致，其計(jì)量精度可達(dá) 1～ 2%。在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由于倉壓、環(huán)境等因素容易造成粉料堵塞或瞬間流量的增大，易引起粉料的偶然超差，影響粉料的計(jì)量精度。這里在水泥倉和螺旋電子秤之間增加了螺旋給料機(jī)，較好的控制了粉料流量的穩(wěn)定。 粉料螺旋電子秤的結(jié)構(gòu) 粉料螺旋電子稱是由螺旋輸送機(jī)和稱量系統(tǒng) 兩部分組成，如圖 2 9 所示。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 P L C變 頻 器料 倉軟 連 接瞬 時(shí) 稱 重 量螺 旋 給 料 機(jī)電 機(jī)稱 重 傳 感 器支 點(diǎn)螺 旋 輸 送 機(jī)軟 連 接落 料 口 圖 2 9 粉料螺旋電子秤結(jié)構(gòu)示意圖 螺旋給料機(jī)為異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由變頻器控制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速在連續(xù)工作狀態(tài)下保持恒定。 粉料螺旋電子稱的工作原理 粉料螺旋電子稱的工作原理與電子皮帶秤的工作原理相似，為保證物料的連續(xù)配給精度，在粉料螺旋電子稱中間同樣采用了壓力傳感器，壓力信號(hào)和速度信號(hào) (從變頻器取出 )被連續(xù)采集，計(jì)算機(jī)從而計(jì)算出物料的瞬時(shí)流量信號(hào)，最后經(jīng)螺旋電子稱計(jì)量給出物料，粉料的供給由設(shè)置在底部的螺旋 輸送機(jī)直接送入攪拌機(jī)中間，避免了環(huán)境污染。其稱重原理以及表達(dá)式與電子皮帶秤基本相同，這里就不再詳細(xì)敘述 [7]。 水計(jì)量系統(tǒng) 在水計(jì)量系統(tǒng)中，采用“水泵 +可調(diào)流量閥”，通過調(diào)節(jié)流量閥來改變水的流量。由于沒有顯示儀表，設(shè)定和調(diào)節(jié)比較麻煩，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐來確定水的流量。受水泵轉(zhuǎn)速、水壓的影響，計(jì)量精度不穩(wěn)定，計(jì)量誤差較大，但其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，在某些場(chǎng)合仍在使用。另一種方法是采用“水泵 + 智能渦輪流量計(jì)”，通過調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速來改變水的流量。在流量計(jì)上裝有顯示儀表，能夠顯示水的流量。雖然克服了設(shè)定 和調(diào)節(jié)的麻煩，但其計(jì)量精度仍然受到水質(zhì)、水壓等因素的影響，計(jì)量精度較低，精度可達(dá)到 1%%。因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，基本能滿足穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的要求，為大多數(shù)用戶所接受。本課題產(chǎn)品中 水計(jì)量裝置采用數(shù)顯靶式流量計(jì)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 ,計(jì)量精度高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，操作方便。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 流 量 計(jì)調(diào) 節(jié) 閥手 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 閥流 量 顯 示 儀 表 圖 2 10 水計(jì)量系統(tǒng) 本章小結(jié) 本章介紹了穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的分類和本課題所要研究的徐工科技股份公司 XC（ WD） 500稱重式穩(wěn)定土廠拌設(shè)備 的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，而后對(duì)設(shè)備的配料 稱重控制系統(tǒng) ，包括骨料配料系統(tǒng)、粉料配料系統(tǒng)和水計(jì)量系統(tǒng)， 做了具體的介紹和分析。 第三章 三相籠型 異步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)實(shí)際中，它的應(yīng)用占到了使用電動(dòng)機(jī)的 80%以上。本 穩(wěn)定土 廠拌設(shè)備的電動(dòng)機(jī)也都是采用了三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，所以本章主要介紹三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。 三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 的基本控制線路 全壓啟動(dòng)控制線路 圖 31 所示為三相籠型異步電動(dòng)機(jī) 單向全壓啟動(dòng)控制線路。主電路由自動(dòng)開關(guān) QA0、接觸器 QA1 的主觸點(diǎn)、熱繼電器 BB 的熱元件和電動(dòng)機(jī) MA 構(gòu)成?？刂凭€路由熱繼電器 BB 的常閉觸點(diǎn)、停止按鈕 SF啟動(dòng)按鈕 SF接觸器 QA1 的常開觸點(diǎn)以及它的線圈組成。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 Q A 1B BQ A 0M3 ～F AF AS F 2Q A 1B BS F 1Q A 1 圖 3 1 單向全壓啟動(dòng)控制線路 控制線路工作原理 啟動(dòng)時(shí)，合上自動(dòng)開關(guān) QA0，主電路引入三相電源。按下啟動(dòng)按鈕 SF2，接觸器 QA 的 線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)接觸器 QA1 的常開 輔助觸點(diǎn)閉合，使 接觸器線圈有兩條通電 路徑。這樣當(dāng)松開啟動(dòng)按鈕 SF2 后，接觸器的線圈仍能通過其輔助觸點(diǎn)通電并保持吸合狀態(tài)。 這種依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象叫做自鎖。 要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，按下停止按鈕 SF1，接觸器線圈試點(diǎn)，其主觸點(diǎn)斷開，從而切斷電動(dòng)機(jī)三相電源，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車；同時(shí)接觸器自鎖觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖。松開停止按鈕 SF1，控制電路又回到啟動(dòng)前的狀態(tài)。 控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié) （ 1）短路保護(hù) 當(dāng)控制線路發(fā)生斷路故障時(shí)，控制線路應(yīng)能迅速切除電源 ，自動(dòng)開關(guān)可以完成主電路的短路保護(hù)任務(wù)， 熔斷器 FA 完成控制線路的短路保護(hù)任 務(wù) 。 （ 2）過載保護(hù) 電動(dòng)機(jī)長期超載運(yùn)行，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)繞組溫升超過其允許值而損壞，通常要采取過載保護(hù)。過載保護(hù)的特點(diǎn)是：負(fù)載電流越大，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越快；但不能受電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流影響而動(dòng)作。 過載保護(hù)由熱繼電器 BB 完成。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不長的情況下，熱繼電器是不會(huì)動(dòng)作的。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 只有過載時(shí)間比較長時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，常閉觸點(diǎn) BB 斷開，接觸器 QA1 線圈失電，其主觸點(diǎn)QA1 斷開主電路，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。 （ 3）欠壓和失壓保護(hù) 在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，如果因?yàn)殡娫措妷旱南Ф闺妱?dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí) 電動(dòng)機(jī)就可能自行啟動(dòng)；電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)可能會(huì)造成人身事故或設(shè)備事故。 防止電源電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的保護(hù)叫做失壓保護(hù)，也叫零電壓保護(hù)。 在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電源電壓過分降低會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降和轉(zhuǎn)矩降低。若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，是電流過大，造成電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)和損壞電動(dòng)機(jī)。由于電源電壓過分降低可能會(huì)引起一些電器釋放，造成電路不正常工作，可能會(huì)產(chǎn)生事故。因此，需要在電源電壓下降達(dá)到最小允許的電壓值時(shí)將電動(dòng)機(jī)電源切除，這樣的保護(hù)稱作欠壓保護(hù)。 圖 31 所示電路中，依靠接觸器本身實(shí)現(xiàn)欠壓和失壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓低到一定程度或失電時(shí) ，接觸器 QA1 的電磁吸力小于反力，電磁機(jī)構(gòu)會(huì)釋放，主觸點(diǎn)把主電源斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 這時(shí)如果電源恢復(fù)，由于控制電路失去自鎖，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng)。只有操作人員再次按下啟動(dòng)按鈕 SF2，電動(dòng)機(jī)才會(huì)重新啟動(dòng)。 以上三種保護(hù)是三相籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)，它對(duì)保證三相籠型異步電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行非常重要。 正反轉(zhuǎn)控制線路 各種生產(chǎn)機(jī)械常常要求具有上下、左右、前后等相反方向的運(yùn)動(dòng)，就要求電動(dòng)機(jī)能可逆運(yùn)行。由電動(dòng)機(jī)原理克制，三相異步電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中任意兩相對(duì)調(diào)，電動(dòng)機(jī)即可反向運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，可借助接觸器改變 定子繞組相序來實(shí)現(xiàn)正反向的切換工作。 Q A 1B BQ A 0M3 ～M AQ A 2B BQ A 1 Q A 2S F 1S F 2S F 3Q A 1Q A 1Q A 2Q A 2S F 1S F 2S F 3Q A 1Q A 1Q A 2Q A 2B BS F 2S F 3Q A 2Q A 1（ a ） “ 正 停 反 ” 控 制 （ b ） “ 正 — 反 停 ” 控 制 圖 3 2 正反向工作控制線路 如圖 32 所示控制線路中，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須要避免觸點(diǎn) QA1 和觸點(diǎn) QA2 同時(shí)閉合，以防止電源發(fā)生短路。因此如（ a）所示電路，將其中一個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)傳入另一個(gè)接觸 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 器線圈電路中，則任一接觸器線圈先帶電后，及時(shí)按下相反方向按鈕，另一接觸器也無法得電。這種聯(lián)鎖叫做互鎖，即兩種存在相互制約的關(guān)系。 圖 32（ a）所示電路要實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，必須先停 止正轉(zhuǎn)運(yùn)行，再按反向啟動(dòng)按鈕才行；反之亦然。所以此電路稱作“正 停 反”控制。圖 32（ b）所示的電路可以實(shí)現(xiàn)不按停止按鈕，直接按反向按鈕就能是電動(dòng)機(jī)反向工作。所以這個(gè)電路稱作“正 反 ?！笨刂啤? 多點(diǎn)控制線路 有些機(jī)械和生產(chǎn)設(shè)備，由于種種原因，常要在兩地或多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行操作，有些場(chǎng)合，為了便于集中管理，有中央控制臺(tái)景象控制，但每臺(tái)設(shè)備調(diào)整檢修時(shí)，又需要就地進(jìn)行機(jī)旁控制。 Q A 1B BQ A 0M3 ～M AB BS F 1S F 2S F 3 S F 4Q A 1Q A 1 圖 3 3 實(shí)現(xiàn)多 地點(diǎn)控制線路 要在兩地進(jìn)行控制，就應(yīng)該有兩組按鈕，而且這兩組按鈕的連接原則必須是：接通電路使用的常開按鈕要并聯(lián)，即邏輯“或”的關(guān)系；斷開電路使用的常閉按鈕應(yīng)串聯(lián)，即邏輯“與非”的關(guān)系。 圖 33 所示就是實(shí)現(xiàn)兩地控制的控制線路。這一原則也適用于三地或更多地點(diǎn)的控制。 順序控制線路 生產(chǎn)實(shí)踐中常要求各種運(yùn)動(dòng)部件之間能夠按順序工作。例如本文所研究的 XC500 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備，設(shè)備中有骨料配料系統(tǒng)、粉料計(jì)量系統(tǒng)、集料皮帶機(jī)、上料皮帶機(jī)和攪拌系統(tǒng)等都要用到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，控制系統(tǒng)要求這幾個(gè)電動(dòng)機(jī)之間要按照一定順 序啟動(dòng)和制動(dòng)。因此 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 需要順序控制線路來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的順序控制。 Q A 1B B 1Q A 0M3 ～Q A 2B B 2M3 ～M A 1 M A 2B B 1S F 1S F 2B B 2S F 3S F 4Q A 1Q A 2Q A 2Q A 1Q A 1B B 1S F 1B B 2S F 2Q A 1Q A 1 Q A 2Q A 2K FK FQ A 2（ a ） 按 動(dòng) 作 順 序 （ b ） 按 時(shí) 間 順 序 圖 3 4 順序控制線路 圖 34 所示電路就是兩種不同的順序控制線路 。圖（ a）所示是按照動(dòng)作順序進(jìn)行的順序控制。將電動(dòng)機(jī) MA1 的接觸器 QA1 的常開輔助觸點(diǎn)串入控制電動(dòng)機(jī) MA2 的接觸器 QA2 的線圈電路中，這樣只有先開啟電動(dòng)機(jī) MA1 后，才能開啟電動(dòng)機(jī) MA2，可以實(shí)現(xiàn)按順序工作的聯(lián)鎖要求；圖（ b）所示是采用時(shí)間繼電器，按時(shí)間順序啟動(dòng)的控制線路。線路要求 電動(dòng)機(jī) MA1 啟動(dòng) t 秒后，電動(dòng)機(jī) MA2 自動(dòng)啟動(dòng)，這可利用時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。按啟動(dòng)按鈕 SF2，接觸器 QA1 線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī) MA1 啟動(dòng)，同時(shí)時(shí)間繼電器 KF 線圈也通電。定時(shí) t 秒到，時(shí)間繼電器延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn) KF 閉合，接觸器 QA2 線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)MA2 啟動(dòng)，同時(shí)接觸器 QA2 的常閉觸點(diǎn)切斷了時(shí)間繼電器的線圈電源。 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路 較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)（大于 10KW）直接啟動(dòng)時(shí)，電流為其標(biāo)稱額定電流的 4～ 8倍，啟動(dòng)電流較大，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大沖擊，所以一般都采 用降壓方式來啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。因電樞電流和電壓成正比，所以，降低電壓可以減小啟動(dòng)電流，防止在電路中產(chǎn)生過大的電壓降，減少對(duì)線路電壓的影響。 降壓啟動(dòng)方式有定子電路串電阻（或電抗）、星形 —— 三角形、自耦變壓器、延邊三角形和 使用軟啟動(dòng)器等多種。其中定子電路串電阻和延邊三角形方法已基本不使用，常用的方法是星形 —— 三角形降壓啟動(dòng)和使用軟啟動(dòng)器。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 星形 —— 三角形降壓啟動(dòng)控制線路 正常運(yùn)行時(shí)定子繞組結(jié)成三角形的籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用 星形 —— 三角形降壓啟動(dòng)方式來限制啟動(dòng)電流。 啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組結(jié)成星形，加到電動(dòng)機(jī)的每相繞組上的電壓為額定值的 1/ ，從而減小了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 Q A 1B BQ A 0M3 ～B BS F 1S F 2Q A 1Q A △K F K FQ A YQ A △Q A 1 Q A Y K F Q A △Q A △Q A YM A 圖 3 5 星形 —— 三角形啟動(dòng)控制線路 圖 35 所示為星形 —— 三角形降壓啟動(dòng)控制線路。這一線路的設(shè)計(jì)思想是按時(shí)間原則控制啟動(dòng)過程，待啟動(dòng)結(jié)束后按預(yù)先整定的時(shí) 間換接成三角形接法。當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，合上自動(dòng)開關(guān) QA0，按下啟動(dòng)按鈕 SF2，接觸器 QA 與時(shí)間繼電器 KF 的線圈同時(shí)得電，接觸器的主觸點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)接成星形并經(jīng)過 QA1 的主觸點(diǎn)接至電源，電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)。當(dāng) KF 的延時(shí)時(shí)間到， 線圈失電， 線圈得電，電動(dòng)機(jī)主回路換接成三角形接法，電動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 星形 —— 三角形啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是星形啟動(dòng)電流降為原來三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的 1/3，啟動(dòng)電