【導(dǎo)讀】煤在配煤場經(jīng)碾碎去渣和鐵硝后，由給煤機給煤經(jīng)4A#-7A#到0#或4B#-7B#到0#送進鍋爐，共。煤部分和上煤部分兩個獨立的部分；PLC與PC機不通信。PLC控制主要是輸煤系統(tǒng)的自動控制和手。動控制部分，皮帶機和各設(shè)備的聯(lián)機控制由聯(lián)機控制面板操作。2月20日：指導(dǎo)老師布置任務(wù)、下達設(shè)計任務(wù)書；2月20日—3月11日：查閱資料、撰寫文獻綜述和開題報告并上傳到FTP；3月12日—3月25日：畢業(yè)實習(xí)、撰寫實習(xí)報告；3月26日—4月15日：整體設(shè)計；5月21日—5月30日：給煤軟件、撰寫畢業(yè)設(shè)計論文；6月1日—6月16日：指導(dǎo)老師評閱、電子文檔上傳FTP；6月17日—6月20日：畢業(yè)設(shè)計答辯；第1章緒論······························································錯誤!基于PLC的輸煤控制系統(tǒng)的意義·······························錯誤!國外礦用皮帶輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢··········錯誤!國內(nèi)煤礦用皮帶輸送機的現(xiàn)狀及存在問題·············錯誤!皮帶輸送機運行中的問題與維護·························錯誤!第2章可編程序控制器的概況·················&#183

　　

【正文】 系列三相異步電動機。電動機的定子饒阻為 △接法，采用 B級絕緣，采用全壓啟動。電動機的額定電壓為 380V，額定頻率為 50HZ，額定功率分別為： M1：卸煤部分 1輸送帶電動機 Y200L12（ 30KW） M2：卸煤部分 2輸送帶電動機 Y160M12（ 11KW） M3：卸煤部分 3輸送帶電動機 Y200L12（ 30KW） M4： 上煤部分 4A輸送帶電動機 Y132S12（ ） M5：上煤部分 5A輸送帶電動機 Y200L22（ 37KW） M6：上煤部分 6A輸送帶電動機 Y225M2（ 45KW） M7：上煤部分 7A輸送帶電動機 Y160M22（ 15KW） M8：上煤部分 4B輸送帶電動機 Y132S12（ ） M9： 上煤部分 5B輸送帶電動機 Y200L22（ 37KW） M10：上煤部分 6B輸送帶電動機 Y225M2（ 45KW） M11：上煤部分 7B輸送帶電動機 Y160M22（ 15KW） M12：上煤部分 0輸送帶電動機 Y160M12（ 11KW） M13：上煤部分犁煤機電動機（ AD） Y132S22（ ） M14：上煤部分犁煤機電動機 （ BD） Y132S22（ ） 其電機型號的選擇如表 所示。 硬件裝置的選型 （ 1） 刀開關(guān) 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 18 開關(guān)和小容量電機非頻繁啟動的操作開關(guān)。由操作手柄、刀片、觸頭座和底板等組成。刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。 接線時，應(yīng)將電源接在上端，負(fù)載接在下端，作用在電弧上的電動力和熱空氣的上升方向一致，就能使電弧迅速拉長而且熄滅， 這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外事故的發(fā)生。適用于各皮帶機、破碎機、給煤機、通風(fēng)機的電源開關(guān)。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用 HR160 型膠刀開關(guān)。 表 電機型號參數(shù)表 電 機 型 號 額定功 率（ KW） 額定電 流（ A） 同步轉(zhuǎn)速 （ r/min） 效率 （ %） 功率 因數(shù) 堵轉(zhuǎn) 電流 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 電機 臺數(shù) Y132S12 2900 2 Y132S22 15 2900 1 Y160M12 11 2930 2 Y160M22 15 2930 2 Y200L12 30 2950 2 Y200L22 37 2950 2 Y225M2 45 84 2970 2 （ 2） 按鈕 按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點和常開觸點。按鈕在系統(tǒng)中有啟動 ﹑ 停止 ﹑ 復(fù)位 ﹑ 清零 ﹑ 選擇等作用。一般性的按鈕可選用 LA1822 型，其中 常開 常閉觸頭各兩個；緊急按鈕可選用 LA1822J 型；當(dāng)按鈕作為選擇開關(guān)時可選用帶指示燈的按鈕，可選用 LA1911B/D。 （ 3） 接近開關(guān) 接近開關(guān)是一種傳感器元件，可分為電感式、電容式兩種。其電壓等級有：直流型10V 到 60V 不等；交流 型的由 24V 到 250V。其型號可根據(jù)實際情況合理選用，而且輸出電流最大為 200mA。交流型又有二線、三線、四線等幾種。三線、四線又有 NPN、PNP 兩種。廣泛使用的 PLC 輸入模板，輸入信號是以負(fù)極為參考點，此時只能選用 PNP型接近開關(guān)。在本設(shè)計中，選用 LXJ8（ 3SG） 3234ONR01，允許輸入電壓范圍 AC30～250V，動作距離 8mm.，輸出電流 20～ 300mA，動作頻率 15HZ。 在系統(tǒng)的實際工作過程中，犁煤機是不受 PLC 的控制的，而且也不帶電操作，完全由現(xiàn)場工作人員現(xiàn)場操作，當(dāng)需要用的時候才用，但是在 整個設(shè)計的要求中要有犁煤機的工作顯示，于是在每臺犁煤機上裝有一個接近開關(guān)即交流接觸器和一個顯示燈，以反映它的工作情況，當(dāng)犁煤機工作其接近開關(guān)就會動作，顯示燈亮，為了工作的安全，對犁煤機的顯示接 110V 的電壓。 （ 4）電磁閥 選型依據(jù)： 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 19 根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格 (即 DN)、接口方式 ① 按照現(xiàn)場管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來確定通徑 (DN)尺寸。 ② 接口方式，一般 DN50 要選擇法蘭接口，≤ DN50 則可根據(jù)用戶需要自由選擇。 根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組 ① 腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電 磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)電磁閥。 ② 高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的。 ③ 流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于 DN25 訂貨時一定要區(qū)分開來。 ④ 流體粘度：通常在 50cSt 以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。 根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種 ①公稱壓力：這個參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。 ②工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理 ；最低工作壓差在 以上時直動式、分步直動式、先導(dǎo)式均可選用。 電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用 AC220V、 DC24 較為方便。 根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電 ①當(dāng)電磁閥需要長時間開啟，并且持續(xù)的時間多余關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型。 ②要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時，則選常閉型。 ③但是有些用于安全保護的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測，則不能選常開的，應(yīng)選可長期通電型。 根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水 ①爆炸性環(huán)境：必須選用相應(yīng)防爆等級的電磁閥 ② 當(dāng)管內(nèi)流體有倒流現(xiàn)象時，可選擇我公司 OK71N、 OK72N 系列帶止回功能電磁閥。 ③當(dāng)需要對電磁閥進行現(xiàn)場人工操作時，可選擇我公司 OK71S、 OK72S 系列帶手動功能電磁閥。 根據(jù)以上選用原則，系統(tǒng)所用電磁閥選用 OK71S 系列帶手動功能電磁閥。 （ 5） 熱繼電器 熱繼電器的種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 20 數(shù)的金屬機械輾壓而成。 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護電器，在電路中作電動機的過 載保護。電動機在實際運行中，常遇到過載情況，過載時間長時，繞組溫升超過了允許值是將會加劇繞組絕緣老化，縮短電機的使用年限，嚴(yán)重時甚至?xí)闺姍C繞組燒壞。因此，凡電機長期運行時，都需要對其過載提供保護裝置。 選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應(yīng)大于被保護電路或設(shè)備的正常工作電流。作為電動機保護時，要考慮其型號、規(guī)格和特性、正常啟動時的啟動時間和啟動電流、負(fù)載的性質(zhì)等。在系統(tǒng)中選用 JR1620 型的熱繼電器。 （ 6） 熔斷器 熔斷器是一種簡單而有效的保護電器。在使用時，熔斷器串接在 所保護的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過載保護，主要用做短路保護。 熔斷器的容體與被保護的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時，容體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)聲短路或嚴(yán)重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達到熔體的熔點時，熔斷器斷切電路，從而達到保護電路的目的。 ①熔器類型的選擇 其類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場合和安裝條件來選擇。例如用于電動機過載保護設(shè)時，一般要求熔斷器容量不大，也不要求限流，但希望其安秒特性平穩(wěn)；用于配電時，如短路電流較大，則選高分?jǐn)嗄芰蛞髱蘖髯饔玫模?RT0系列；在經(jīng)常發(fā)生故障的地方，最好選用可折式，如 RC1A、 RL RM10 等系列；在易燃品的地方，當(dāng)然禁止選用敞開式的，并且其快速性應(yīng)該很好等。 ②熔斷器額定電壓的選擇 其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。 ③熔斷器的額定電流的選擇 其額定電流必須大于或等于所裝的熔體的額定電流。 ④熔體的額定電流的選擇 熔體的額定電流可按以下幾種情況選擇： 對于電爐、照明等阻性負(fù)載的短路保護，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，即 Ifu≥ I （ ） 式中， Ifu 為熔體的額定電流； I 為電路的工作電流。 保護一臺電動機時，考慮到電動機啟動沖擊電流的影響，應(yīng)按下式計算 Ifu≥ （ ~） IN （ ） 式中， IN為電動機的額定電流 。 保護多臺電機時，則應(yīng)按下 式計算 Ifu≥（ ~） INmax+∑ IN （ ） 式中， INmax為容量最大的一臺電機的額定電流；∑ IN為其余電動機的額定電流的總基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 21 和。 要依據(jù)動作特性校驗所選擇熔斷器以及上下級的配合，前者是熔斷器自身特性于保護對象的匹配問題，后者是熔斷器之間的配合問題，在要求時才進行校驗。 由公式得： 4KW 的電機 2= 可選用 NGT00 20A 型的熔斷器； 11KW 的電機 2=45A可 選用 NGT00 50A型的熔斷器； 15KW的電機 2=59A 可選用 NGT00 63A 型的熔斷器；同理 30KW 的電機可選用 NGT1 125A 型的熔斷器、 37KW 的電機可選用 NGT1 160A 型的熔斷器、 45KW的電機 2=169A 可選用 NGT1 160A 型、 的電機可選用 NGT00 25A、 的電機可選用 NGT00 35A 的熔斷器；對于總的電路的熔斷器選擇，可根據(jù)公式計算的，可選擇 NGT4 1000A 型的熔斷器。 表 元件列表 序號 元件名稱 元件代號 型號 數(shù)量 1 刀開關(guān) QS HR160 13 2 按鈕開關(guān) SB LA1911B/D 6 3 轉(zhuǎn)換開關(guān) SA SZLW516 3 4 拉繩開關(guān) SL RN5Ⅱ 14 5 熱繼電器 FR JR1620 12 6 熔斷器 FU NGT00 36 電機主電路圖的設(shè)計 由于所有的皮帶電機和給煤機的工作方式和工作環(huán)境是一樣的，只是功率有所不同，所以衙門的主電路的接線方式是類似的，其主電路的接線圖如圖 所示。 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 22 圖 電機接線圖 [13] 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 23 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 熱電廠輸煤控制系統(tǒng)主要是通過皮帶運機完成卸煤及上煤任務(wù)，本設(shè)計采用以 PLC為核心控制 12 臺皮帶運輸機，其中 1～ 3皮帶機完成卸煤任務(wù)； 4～ 7（有 AD、 BD兩條輸送線供選擇）皮帶機完成上煤任務(wù)。 12 臺皮帶運輸機、犁煤機分別用 14 臺電動機（ M1～ M14）帶動。 系統(tǒng)軟件控制 系統(tǒng)軟件設(shè)計分為兩部分：卸煤部分和上煤部分。卸煤部分和上煤部分都有公共程序部分以及自動、手動控制部分，在這兩部分控制中主要包括起動、停止、緊急停止和故障停止四個部分。 系統(tǒng)的自動控制控制如下： （ 1）起動 。起動時，為了避免在前段運輸皮帶上造成煤料堆積而造成事故，系統(tǒng)要求逆煤料的流動方向按一定時間間隔順序起動，即先起動該段的最后一臺皮帶機或設(shè)備，經(jīng)過 5S 延時后，再依次延時起動該段的其它皮帶機和設(shè)備。起動時，先預(yù)警各設(shè)備，經(jīng) 60S 的延時后才起動各設(shè)備。 卸煤部分：先起動 3皮帶機，經(jīng) 5S 延時，起動 2皮帶機，經(jīng)過 5S 延時，起動 1皮帶機，再經(jīng)過 5S 延時，起動料斗，完成卸煤部分的起動過程。 上煤部分：先起動 0皮帶機，同時要選擇上煤的路線，經(jīng) 5S 延時，起動 7皮帶機，經(jīng)過 5S 延時，起動 6皮帶機，經(jīng)過 5S 延時，起 動 5皮帶機，經(jīng)過 5S 延時，起動 4皮帶機，再經(jīng)過 5S 延時，犁煤機起動，完成上煤部分的起動過程。 （ 2）停止。停止時為了使運輸皮帶上不殘留煤料而造成事故，系統(tǒng)要求順煤料流動方向按一定時間間隔順序停止，即先停止最前一臺皮帶機或設(shè)備，待 30S 延時后，在依次停止其它皮帶機或設(shè)備。 卸煤部分：先停止料斗，經(jīng)過 30S 延時后， 1皮帶機停止，經(jīng) 30S 延時后， 2皮帶機停止，再經(jīng) 30S 延時， 3皮帶機停止，完成卸煤部分的停止過程。 上煤部分：先停止犁煤機，經(jīng)過 30S 延時后， 4A（或 4B）皮帶機停止，經(jīng)過 30S延時后， 5A（或 5B）皮帶機停止，經(jīng)過 30S 延時后， 6A（或 6B）皮帶機停止，經(jīng)過 30S 延時后， 7A（或 7B）皮帶機停止，再經(jīng)過 30S 延時后， 0皮帶機停止，完成上煤部分的停止過程。 （ 3）緊急停止。當(dāng)整個系統(tǒng)遇有緊急情況或故障時，系統(tǒng)將無條件的把全部皮帶機停止。 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 24 （ 4）故障停止。當(dāng)某臺皮帶機或設(shè)備發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，而該皮帶機以后的皮帶機待煤料運完后才停止，如卸煤部分 1皮帶機遇有故障時，1皮帶機和料斗立即停止，經(jīng) 30S 延時， 2皮帶機停止，再經(jīng)過 30S 延時， 3皮帶機停止 。 手動控制過程跟自動控制過程的順序是一樣的，只是每個步驟都是手動操作的，而不是通過 PLC 來自動控制的。 在設(shè)計中，首先將根據(jù)輸入輸出將 PLC 的輸入輸出點確定，分配所對應(yīng)的觸點，其 I/O 分配如表 所示： 表 系統(tǒng) I/O點分配清單 輸入設(shè)備 輸入點分配 輸出設(shè)備 輸出點分配 卸煤自動 /手動切換按鈕 卸煤啟動按鈕 卸煤停止按鈕 卸煤急停按鈕 料斗電磁閥 1皮帶傳動電機 2皮帶傳動電機 3皮帶傳動電機 上煤自動手動 /切換按鈕 上煤啟動按鈕 上煤停止按鈕 上煤急停按鈕 AD/BD 運行選擇按鈕 犁煤 機電機（ AD） 犁煤機電機（ BD） 4A 皮帶傳動電機 5A 皮帶傳動電機 6A 皮帶傳動電機 7A 皮帶傳動電機 4B 皮帶傳動電機 5B 皮帶傳動電機 6B 皮帶傳動電機 7B 皮帶傳動電機 0皮帶傳動電機 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 卸煤啟動預(yù)告電鈴 上煤啟動預(yù)告電鈴 卸煤故障電鈴 上煤故障電鈴 料斗電磁閥 1皮帶傳動電機 2皮帶傳動電機 3皮帶傳 動電機 犁煤機電機（ AD） 犁煤機電機（ BD） 4A 皮帶傳動電機 5A 皮帶傳動電機 6A 皮帶傳動電機 7A 皮帶傳動電機 4B 皮帶傳動電機