【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部門或機構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。合國家技術標準規(guī)范。本設計是一種基于PLC-300程序的全自動對輥式。破碎機控制系統(tǒng)，本設計包括硬件設計、軟件設計兩部分。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： 開關量的輸入邏輯可以通過 P0725 改變 開關量輸入狀態(tài)由參數(shù) r0722 監(jiān)控，開關閉合時相應筆畫點亮。 MM440 變頻器的多段速選擇功能 多段速功能，也稱作固定頻率，就是設置參數(shù) P1000=3 的條件下，用開關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 應用場合 OFF1 變頻器按照 P1121 所設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 設備需要急停，配合機械抱閘 OFF3 變頻器按照 P1135 所設定的斜坡下降時間由全速降為 0 速 設備需要快速停車 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：結構簡單、緊湊、輕便、工作可靠、調整破碎比較方便，無需基礎就能使用。對輥式破碎機其 齒形優(yōu)化設計，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻 ，將其應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構 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)質的鑄鐵鑄 造而成，是一個上下分體結構，并鑄成封閉式箱體形式，破碎 機兩對輥均安裝在箱體內，為防止機體磨損，機蓋兩側安裝有耐磨襯板。動力和傳動部分是由電動機主、被動皮帶輪轉動，并通過三角皮帶，將動力傳遞給輥軸旋轉，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 。 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 兩對輥相向旋轉時，物料從料斗定量給入，切向進入對輥中間，由于對輥的調整系統(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逐漸達到最小粒度后，進入機器的底部出料斗內，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，可以獨立的正轉或反轉啟動主電 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，一直保持設備不能啟動。 ，停止主電機的運 行，不論在正轉還是反轉。 ，停止油泵的運行。 ，在手動時，用于啟動主電機正轉運行；在自動時，用于給 PLC 發(fā)出啟動信號。當主電機正轉運行時，指示燈亮。 ，僅在手動時有效，用于啟動主電機反轉運行。當主電機反轉運行時，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 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 /就地轉換控制箱， KA1 和 KA2 在 PLC 箱內，遠程控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉跟反轉， SF1 和 SR1 為就地控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉跟反轉按鈕， 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、電機反轉指示燈， JHLJHF JHR1 分別為電源、電機正轉、電機反轉指示燈，在 PLC 控制箱上。 第 6 章 對輥式 破碎機的硬件設計 21 合上電源開關 QL1，主電路得電，電源指示燈 HL1 和 JHL1 亮，電源電壓正常。在集中就地轉換箱內，開關向下 45 度撥下， 1 和 2 兩端連接，此時為遠程PLC 集中控制。在 PLC 箱內按下 KA1,中間繼電器 KMF1 得電， KMF1 合上并自保，電動機正轉，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉指示燈 JHF1 亮；當在PLC 箱內按下 KA2,KMR1 得電并自保，電動機反轉，同時，電動機正轉指示燈 HF1和 JHF1 滅，電動機反轉指示燈 JHR1 亮。 圖 對輥式破碎機的控制原理圖 2 當在集中就地轉換箱內，開關向上 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，按下 SF1,中間繼電器 KMF2 得電， KMF2 合上并自保，電動機正轉，同時電源指示燈 HL1 和 JHL1 滅，電機正轉指示燈 HF1 亮；當按下 SR1,KMR2 得電并自保，電動機反轉，同時，電動機正轉指示燈 HF1 和 JHF1滅，電動機反轉指示燈 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， 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 QL2，主電路得電，電源指示燈 HL2 和 JHL2 亮，電源電壓正常。在集中就地轉換箱內，開關向下 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；當在集中就地轉換箱內，開關向上 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 輸 入反 轉 輸 入高 速 輸 入正 轉 按 鈕反 轉 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 輸入正轉信號時，正轉輸入繼電器得電，正轉按鈕閉合，對輥式破碎機正轉運行；當 PLC輸入反轉信號時，反轉輸入繼電器得電，反轉按鈕閉合，對輥式破碎機反轉運行；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,額定轉速為 740r/min，額定效率為 92%，額定頻率為 50Hz，電機的額定轉矩為 M，電機最大轉矩為 M，最小轉矩為 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，轉速可調 ,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 ， 與儀表相連的叫二次側 。 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@示設備上。這種將物理量轉換成電信號的設備稱為變送器。 電流變送器是一種將交流電流轉換成按比例輸出的與負載無關的標準直流電流的裝置，廣泛應用于冶金、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