【導讀】師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。合國家技術(shù)標準規(guī)范。本設(shè)計是一種基于PLC-300程序的全自動對輥式。破碎機控制系統(tǒng)，本設(shè)計包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計兩部分。破碎機的工藝、控制過程、硬件選擇和硬件的接線。其中重點介紹了對輥式破。序流程、PLC的輸入輸出I/O分配、系統(tǒng)程序的編程。本章配有系統(tǒng)程序流程圖、I/O. 程序梯形圖3套。

　　

【正文】 外部故障信號觸發(fā)跳閘 =33 禁止附加頻率設(shè)定值 DIN2 6 P0702 12 DIN3 7 P0703 9 DIN4 8 P0704 15 DIN5 16 P0705 15 DIN6 17 P0706 15 9 9 公共端 說明： 開關(guān)量的輸入邏輯可以通過 P0725 改變 開關(guān)量輸入狀態(tài)由參數(shù) r0722 監(jiān)控，開關(guān)閉合時相應(yīng)筆畫點亮。 MM440 變頻器的多段速選擇功能 多段速功能，也稱作固定頻率，就是設(shè)置參數(shù) P1000=3 的條件下，用開關(guān)量端子選擇固定頻率的組合，實現(xiàn)電機多段數(shù)運行，可通過如下 3 種方式運行實現(xiàn)： 直接選擇 在這種操作方式下一個數(shù)字輸入選擇一個固定頻率。 直接選擇 +ON 命令 在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率，又具備啟動功能。 二進制編碼選擇 +ON 命令 使用這種方法最多可以選擇 15 個固定頻率。 第 5 章 MM440 變頻器 17 MM440 變頻器的停車跟制動 停車指的 是將電機的轉(zhuǎn)速降低到零速的操作，在 MM440 變頻器支持的停車方式包括： 表 53 MM440 變頻器停車方式說明 停車方式 功能解釋 應(yīng)用場合 OFF1 變頻器按照 P1121 所設(shè)定的斜坡下降時間由全速降為 0 速 一般場合 OFF2 變頻器封鎖脈沖輸出，電機慣性滑行狀態(tài)，直至速度為 0 速 設(shè)備需要急停，配合機械抱閘 OFF3 變頻器按照 P1135 所設(shè)定的斜坡下降時間由全速降為 0 速 設(shè)備需要快速停車 為了縮短電機減速時間， MM440 支持一下兩種制動方式，可以實現(xiàn)將電機快速制動。 表 54 MM440 的兩種制 動方式 制動方式 功能解釋 相關(guān)參數(shù) 直流制動 變頻器向電機定子注入直流 P1230=1 使能直流制動 P1232=直流制動強度 P1233=直流制動持續(xù)時間 P1234=直流制動的起始頻率 能耗制動 變頻器通過制動單元和制動電阻，將電機回饋的能量以熱能的形式消耗掉 P1237=15,能耗制動的停止周期 P1240=0,禁止直流電壓控制器，從而防止斜坡下降時間的自動延長 河北聯(lián)合大學電氣工程學院 18 第 6 章 對輥式破碎機的硬件設(shè)計 對輥式破碎機簡介 對 輥式破碎機（對輥式破碎機 /雙輥破碎機）適用于在水泥，化工，電力 ，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細碎作業(yè)。 主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、輕便、工作可靠、調(diào)整破碎比較方便，無需基礎(chǔ)就能使用。對輥式破碎機其 齒形優(yōu)化設(shè)計，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻 ，將其應(yīng)用在大塊物料破碎至小塊物料的場合，是其他破碎機所望塵莫及的 ，形成了高生產(chǎn)率的機理。 對輥式破碎機的主要結(jié)構(gòu) 對輥式破碎機主要由機架、機體、對輥部分、傳動部分、動力部分等組成。機架由型鋼焊接而成，主要起支撐作用，所有部件均安裝在機架上。機體由優(yōu)質(zhì)的鑄鐵鑄 造而成，是一個上下分體結(jié)構(gòu)，并鑄成封閉式箱體形式，破碎 機兩對輥均安裝在箱體內(nèi)，為防止機體磨損，機蓋兩側(cè)安裝有耐磨襯板。動力和傳動部分是由電動機主、被動皮帶輪轉(zhuǎn)動，并通過三角皮帶，將動力傳遞給輥軸旋轉(zhuǎn)，達到破碎的目的。主、附輥軸是由鏈輪和鏈條帶動，形成反向旋轉(zhuǎn) 。 對輥式破碎機的控制要求 對輥式破碎機 采用兩組單獨傳動的輥子，由電動機通過三角皮帶帶動兩輥子相對旋轉(zhuǎn)而形成 “V”型破碎腔 （ 對輥部分是破碎機執(zhí)行破碎的主要部件，它由 45鑄鋼澆鑄而成，鑲在主、附軸上 ），啟動破碎機后，有油泵運行給兩輥上油潤滑， 當 兩對輥相向旋轉(zhuǎn)時，物料從料斗定量給入，切向進入對輥中間，由于對輥的調(diào)整系統(tǒng)的強度遠大于物料，物料被破碎，被擠碎的物料隨著對輥的旋轉(zhuǎn)逐漸達到最小粒度后，進入機器的底部出料斗內(nèi)，并隨著有斜度的料槽流出機器，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運行，而且能夠通過遠程 PLC 進行控制。 第 6 章 對輥式 破碎機的硬件設(shè)計 19 對輥式破碎機的控制過程 對輥式破碎機的控制模式 本控制系統(tǒng)有兩種控制模式：就地控制跟遠程集中控制。 /遠程旋鈕切換到就地，系統(tǒng)進入就地手動狀態(tài)。在就地手動狀態(tài)下，可以獨立的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動主電 機，停止按鈕或禁啟按鈕均可以停止主電機的運行；也可以通過油泵啟和油泵停按鈕獨立的啟 /停油泵。 /遠程旋鈕切換到遠程，系統(tǒng)進入遠程自動狀態(tài)。在遠程自動狀態(tài)下，主電機和油泵電機的運行亦是受 PLC 控制的，但是 PLC 是受遠程控制的。只要在遠程控制的無源接口處保持閉合， PLC 就會啟動設(shè)備并一直保持運行直到該信號消失（即觸電斷開）。 PLC 現(xiàn)場控制箱的指示按鈕 在 PLC 遠程控制箱上有如下按鈕指示燈： ：按下時切斷控制電源并停機，一直保持設(shè)備不能啟動。 ，停止主電機的運 行，不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。 ，停止油泵的運行。 ，在手動時，用于啟動主電機正轉(zhuǎn)運行；在自動時，用于給 PLC 發(fā)出啟動信號。當主電機正轉(zhuǎn)運行時，指示燈亮。 ，僅在手動時有效，用于啟動主電機反轉(zhuǎn)運行。當主電機反轉(zhuǎn)運行時，指示燈亮。 ，僅在手動時有效，用于啟動油泵電機運行。當油泵電機運行時指示燈亮。 ，指示系統(tǒng)的控制電源。 ，用于指示缺相或轉(zhuǎn)速故障。 /遠程切換旋鈕，用于控制模式的切換。 對輥式破碎機的控制原理圖 圖 為對輥式破碎機主電路運行原理圖，主電路電源選用三相電源，電機M1 和電機 M2 為對輥式破碎機的破碎輥控制電機，電機 M1 和 M2 的轉(zhuǎn)速由 MM440變頻器控制， M3 為對輥式破碎機的油泵電機，其作用是在電機運行時負責給主河北聯(lián)合大學電氣工程學院 20 電路電機 M M2 上油，起潤滑作用。 RJ RJ RJ3 為熱繼電器，在主電路電流過高或者溫度過高時起保護作用， TA43 和 TA46為電流互感器，測試 M M2電機電流，電流大小反饋熱繼電器 RJ RJ2,起保護電路的作用， S1,S2 為電流變送器，作用是把電流信號轉(zhuǎn) 換為 4～ 20mA，傳送到 PLC 控制箱。主電路電動機各配有一塊電流表。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 1 圖 為對輥式破碎機兩對輥電機運行控制原理圖，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)，遠程控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)， SF1 和 SR1 為就地控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)按鈕， RJ1 和 RJ2 為熱繼電器，起保護電路作用 ,圖中 HL HF HR1 分別為就地電源、電機正轉(zhuǎn)、電機反轉(zhuǎn)指示燈， JHLJHF JHR1 分別為電源、電機正轉(zhuǎn)、電機反轉(zhuǎn)指示燈，在 PLC 控制箱上。 第 6 章 對輥式 破碎機的硬件設(shè)計 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，此時為遠程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，電動機正轉(zhuǎn)，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉(zhuǎn)指示燈 JHF1 亮；當在PLC 箱內(nèi)按下 KA2,KMR1 得電并自保，電動機反轉(zhuǎn)，同時，電動機正轉(zhuǎn)指示燈 HF1和 JHF1 滅，電動機反轉(zhuǎn)指示燈 JHR1 亮。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 2 當在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上 45 度撥下， 3 和 4 兩端連接，此時為就地控制對輥式破碎機的正 /反轉(zhuǎn)，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電， KMF2 合上并自保，電動機正轉(zhuǎn)，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 亮；當按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動機反轉(zhuǎn)，同時，電動機正轉(zhuǎn)指示燈 HF1 和 JHF1滅，電動機反轉(zhuǎn)指示燈 HR1 亮。 圖 為對輥式破碎機油泵控制原理圖，圖中 KM KM2 為中間繼電器， KA3河北聯(lián)合大學電氣工程學院 22 為隔離繼電器 ，在 PLC 控制箱內(nèi)， HL2 和 JHL2 為電源指示燈，分別指示就地和遠程集中狀態(tài)， HLF2 和 JHF2 為油泵運行指示燈，分別指示就地和遠程集中狀態(tài)。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 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，此時為遠程PLC 集中控制油泵的運行，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，遠程油泵運 行指示 JHLF2 亮；當在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上 45 度撥下， 7 和 8 兩端連接，此時為就地控制油泵的運行，按下 SB，中間繼電器 KM2 得電， KM2 合上并自保，遠程油泵運行指示燈 JHLF2 滅，就地油泵運行指示燈 HF2 亮。 第 6 章 對輥式 破碎機的硬件設(shè)計 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 電 機 低 速電 機 高 速M M 4 4 0 圖 MM440 控制原理圖 為了控制對輥式破碎機的轉(zhuǎn)速，我選用 MM440 變頻器控制其速度。上圖 為對輥式破碎機 MM440 變頻器的控制原理圖，如圖 所示，當 PLC 輸入正轉(zhuǎn)信號時，正轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，正轉(zhuǎn)按鈕閉合，對輥式破碎機正轉(zhuǎn)運行；當 PLC輸入反轉(zhuǎn)信號時，反轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，反轉(zhuǎn)按鈕閉合，對輥式破碎機反轉(zhuǎn)運行；MM440 變頻器默認電機低速，當 PLC 輸入速度 1 選擇信號時，速度 1 輸入繼電器得電，電機速度 1 按鈕閉合，電機以速度 1 運行，當 PLC 輸入速度 2 選擇信號時，速度 2 輸入繼電器得電，電機速度 2 按鈕閉合，電機以速度 2 運行。 硬件選擇說明 主電路電動機選擇 對輥式破碎機主電路兩破碎輥電機選擇為 Y315S8 型三相異步電動機，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，電機的額定轉(zhuǎn)矩為 M，電機最大轉(zhuǎn)矩為 M，最小轉(zhuǎn)矩為 M； 油泵電機選擇 對輥式破碎機油泵電機選用 DC24V /75WVB 直流油泵電機系列 , 電源輸入220V，輸出 24V, 電機電壓 24V /75W，轉(zhuǎn)速可調(diào) ,油泵出口排量 ～ ； 河北聯(lián)合大學電氣工程學院 24 電流互感器選擇 電流互感器是一種測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 互相絕緣的線圈 ， 套在一個閉合的鐵芯柱上 ， 在電路中與被測線路串聯(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，用來進行保護、測量等用途。如變比為 400/5 的電流互感器，可以把實際為 400A 的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?5A 的電流。 在本電路中我選用型號為 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，動穩(wěn)定倍數(shù) 225； 電流變送器選擇 工業(yè)上普遍需要測量 的 溫度、壓力、速度、角度等各類物理量，都 需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號的設(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載無關(guān)的標準直流電流的裝置，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個行業(yè)需要電流測控的電氣測量，自動控制以及調(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。 我選用型號為 BSMI150U／ I 的電流變送器，檢測電流為 AC150／ 5A， 輸入電流： AC 05A， 變送輸出：電流 DC 420mA，負載電阻 ≤500Ω， 電壓 DC210V，負載電阻 ≥5kΩ。 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荷電流 ，也可以 在系統(tǒng)發(fā)生故障時能與保護裝置和自動裝置相配合 ,迅速切斷故障電流 ,防止事故擴大 ,從而保證系統(tǒng)安全運行 。在主電機電路中我選擇 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,最大分斷能力電流（有效值） 42kA；在油泵電機電路中我選擇型號為 DZ20100Y 的斷路器，其觸頭額定電流 100A，額定電壓 380V，最大分斷能力電流為 18kA； 第 6 章 對輥式