【導讀】隨著科學技術的發(fā)展，電氣控制技術在各領域中得到廣泛的應用?？煽啃愿摺㈧`活性強、使用方便的優(yōu)越性，迅速占領了工業(yè)控制領域。和PLC控制相結(jié)合來實現(xiàn)水泥磨的電氣控制。水泥的實物質(zhì)量。本設計中水泥磨的控制，主要包括主電機的電氣控制、輔助電。前兩者采用的是接觸繼電器控制，四個潤滑站采用PLC. 本設計中還有大量的聲光報警信號的設計，在水泥磨出現(xiàn)故障時，可以及。時的發(fā)現(xiàn)和處理。還用溫度傳感器將主軸承溫度測出通過A/D轉(zhuǎn)換、單片機處理。本系統(tǒng)設計正確，能滿足工藝要求，操作方法靈活多樣，安全保護功能齊全。

　　

【正文】 控 制出 料 端 主 軸 承 潤 滑 站 控 制故 障 報 警 信 號 的 控 制軟件設 計 19 3KM2 失電 ， 3KM2（ ） 常閉觸點閉合 ， 將使得 1泵回路接通 ， 1泵代替 2泵投入運行 。 ③ 2泵為主油泵且 1泵為輔助油泵時 ， 在壓力低于 的情況下 ， 3SP1壓力控制器常閉觸點 3SP1（ ） 閉合 ， 此時因 2泵正在運行 ， 常開觸點 3KM2（ ） 處 于閉合狀態(tài) ， 3KM1（ ） 得電 ， 1泵作為備用泵投入運行 ， 與 2泵一起共同打壓 ， 使壓力上升。 KT3（ T55） 主要是防止剛開機壓力處于不穩(wěn)定期間泵頻繁動作而設置的抗干擾措施 ， 只有當開機延時 1分鐘且壓力 低于 延時20 秒后 ， KT4（ T56） 閉合， 3KM1（ ） 得電 ， 備用泵才投入運行。當壓力繼續(xù)上升至 ， 達到壓力正常值時 ， 壓力控制器 3SP2（ ） 常閉觸點斷開 ， 3KM1（ ） 失電 ， 3KM1（ ） 其觸點斷開， 1泵自動停止運行。 梯形圖 如圖 所示?？刂圃韴D如圖 。 圖 低壓泵控制 梯形圖 3SP1KT3KT43SP23KM23KA7 3KA83KM13KM23KM1 3KM23KM13KM23KA83KA73KM13SP2KT4KT33SP12L13QF1 3QF22N3FR1 3FR21油泵電機 2油泵電機3HL13HL2P PP P 圖 進料端主軸承潤滑站 1低壓油泵控制 原理圖 萬花樓大學（ 學院本科畢業(yè)設計 20 電加熱器的自動投入和停止 當冬季天冷造成油溫低于 15℃時 ， 電接點溫度計 （ ） 常開觸點 閉合 ， 加熱器 （ 3KM3） 線圈吸合并自保 ， 電加熱器自動投入工作。當溫度上升至 25℃時 ， 潤滑站的油溫已達到正常 ， （ ） 常閉觸點斷開 ， 加熱器停止工作。 3ST3（ ） 是為防止電接點溫度計損壞 ， 3ST1 失靈而設置的多重保護措施。 梯形圖 如圖 所示。 圖 加熱器控制 梯形圖 冷卻水的投入或停止 當油溫高于 45℃時 ， 電接點溫度計常開觸點 （ ） 閉合 ， 驅(qū)動電磁水閥的中間繼電器線圈 3KA3（ ） 通電吸合 ， 冷卻水投入 ， 使油溫下降。當油溫降到 35℃時 ， 電接點溫度計常閉觸點 （ ） 斷開 ， 電磁水閥中間繼電器線圈 3KA3 失電 ， 冷卻水停止。 梯形圖 如圖 。 圖 電磁閥的控制 梯形圖 潤滑站綜合起停 當現(xiàn)地控制和集中控制轉(zhuǎn)換開關 SA1在現(xiàn)場 控制方向時 ， 通過按下油泵起動按鈕 3SB1（ ） ， 潤滑站綜合起動中間 繼電器 KA7（ M030） 應帶電。當按下停止按鈕 3SB2（ ） 時 ， KA7（ M030） 失電。 M030 為 PLC的的內(nèi)部輔助繼電器 ， 主要是為了油泵電機起停編程方便而設置的。當轉(zhuǎn)換開關 SA1在集中控制方向時 ，來自總廠 DCS的遠程起動信號和停止信號也應使中間 繼電器 KA8（ M031） 帶電或失電。 原理圖如圖 所示。 梯形圖 如圖 所示。 軟件設 計 21 2L 1SA 1. 1 SA 1. 23SB 1 3SB 33SB 2 3SB 43KA 7 3KA 83KM 1 3KM 2KT 3 KT 43SP 12N3KA 7 3KA 8現(xiàn)場控制總廠控制 油泵電機起動后延時 油壓低延時P 圖 進料端主軸承潤滑站綜合起停 圖 潤滑站起停控制 梯形圖 聲光報警程序 ① 當 進料端主軸承 潤滑站和 出料端主軸承潤滑站 出 現(xiàn)壓力、溫度、液位、 流油、 壓差故障時 ， 均由檢測組件觸點的開閉來起動聲光報警裝置 ， 驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警聲。 報警原理圖如圖 、 所示。 例如進料端主軸承 潤滑站壓力低的報警信號 ， 就是在起動油泵并延時后壓力低時 ， （ 3SP1） 的常閉觸點閉合 ， 電機起動延時 1分鐘 ， 壓力低延時 20 秒后閉合后 ， 若壓力仍低于 ， 則 PLC 內(nèi)部輔助繼電器 為快閃信號 ， 壓力低紅燈開始快速閃爍 ， 同時蜂鳴器發(fā)出報警聲。在按下消警按鈕后 轉(zhuǎn)為慢閃信號 ， 此時 ， 直到故障修復后閃爍紅燈自 動熄滅。 為試燈按鈕 ， 按下試燈按鈕后 ， 所有指示燈應全亮 ， 目的是為了測試指示燈是否萬花樓大學（ 學院本科畢業(yè)設計 22 完好無損 ， 保證設備運行時正常指示。 梯形圖 如圖 所示。 圖 進料端主軸承潤滑站壓力低的報警控制 梯形圖 ② 表示正常運行的指示燈驅(qū)動程序編程非常簡單 ， 只需將驅(qū)動信號直接與指示燈相連即可。另需指出的是 ， PLC 運行指示燈的觸發(fā)信號是 CPU226 內(nèi)部的一個特殊繼電器 ， 當 PLC 上電后 一直處于 ON 狀態(tài)。 PLC 運行指示燈 所連接的 PLC 輸出端 處于 ON狀態(tài)。 PLC 運行指示燈控制 梯形圖 見圖 所示 。 圖 PLC運行指示燈控制 梯形圖 1KA4 2KA4 3KA4 4KA43KA33YV2L12N綜合報警 電磁水閥工作HA3KM3 T加熱器工作KT5KT5溫度低延時3HL4 3HL3 圖 進料端主軸承潤滑站報警圖（ 1） 圖 進料端主軸承潤滑站報警圖（ 2） 3KA2 3HL12 3SF1 F 2L1 2N 壓力低 壓力高 溫度低 溫度高 液位低 液位高 濾油器堵塞 流油低 KT4 3HL5 3HL6 3SP3 P 3HL7 KT5 T 3ST3 3HL8 L 3SL1 3HL9 L 3SL2 3HL10 3KA1 3HL11 軟件設 計 23 高壓泵的控制 現(xiàn)以進料端主軸承潤滑站 1高壓泵在集中控制 （ ） 閉合時， 1高壓泵三條回路控制： ① 1高壓油泵為主油泵并 時 ， 按下起動按鈕 3SB3（ ） ， 1高壓 油泵被投入運行。當按下停止按鈕 3SB4（ ） 時 ， 1油泵停止工作。直至主電機定子合閘后 ， 延時 15 分鐘 ， KT6（ T44） 得電延時斷開， 1高壓泵停止運行。 ② 1高壓油 泵為輔助油泵時 ， 當 2高壓油泵 出現(xiàn)故障時 ， 2油泵會停止運行 ，2泵接觸器 3KM5失電 ， 3KM5（ ） 常閉觸點閉合 ， 將使得 1高壓油 泵回路接通 ，1高壓 泵代替 2高壓 泵投入運行。 直至主電機定子合閘后 ， 延時 15 分鐘 ， KT6（ T44）得電延時斷開， 1高壓泵停止運行。 ③ 2泵為主油泵且 1泵為輔助油泵時 ， 在壓力低于 的情況下 ， 3SP4壓力控制器常閉觸點 3SP4（ ） 閉合 ， 此時因 2泵正在運行 ， 處于閉合狀態(tài) ， 3KM4（ ） 得電 ， 1泵作為備用泵投入運行 ， 與 2泵一起共同打壓 ， 使壓力上升。 KT7（ T58） 主要是防止剛開機壓力處于不穩(wěn)定期間泵頻繁動作而設置的抗干擾措施 ， 只有當開機延時 1 分鐘后壓力仍 低于 ， 3KM4（ ） 得電，備用泵才投入運行。當壓力繼續(xù)上升至 ， 達到壓力正常值時 ， 壓力控制器3SP5（ ） 常閉觸點斷開 ， 3KM4（ ） 失電 ， 3KM4（ ） 斷開， 1泵自動停止運行。 控制原理圖如圖 所示。 梯形圖 如圖 所示。 萬花樓大學（ 學院本科畢業(yè)設計 24 3 S P 4K T 7P3 S P 53 K M 5P3 K M 43 K M 53 S B 43 S B 33 S A 3 . 23 S A 3 . 1S A 1 . 1 S A 1 . 23 K M 43 K M 4 3 K M 4K T 6K M 13 S A 3 . 13 S A 3 . 23 S B 33 S B 43 K M 5K T 63 F R 43 Q F 42 L 12N主電機起動后延時1 5 分鐘 1 高壓泵控制P3 K M 53 S P 5PK T 73 S P 4K T 73 K M 5高壓油泵電機起動后延時3 K M 43 K M 4 圖 1高壓泵控制 圖 原理圖 圖 高壓泵控制 梯形圖 閃爍信號的產(chǎn)生 在程序的開始是一系列定時程序代碼 ， 主要用于產(chǎn)生報警用的閃爍信號。閃爍信號有兩種方式：快閃和慢閃。它是利用定時器的常開、常閉觸點產(chǎn)生一系列不同頻率的方波輸出。一般情況下 ， 為快閃信號。只有在按下消警按鈕 SB2（ ） 后 ， 才轉(zhuǎn)為慢閃信號 ， 即周期較長的方波。 梯形圖 如圖 。 軟件設 計 25 圖 閃爍信號的產(chǎn)生 梯形圖 萬花樓大學（ 學院本科畢業(yè)設計 26 5 設計小結(jié) 本系統(tǒng)原理圖較多 ， 各環(huán) 節(jié)都有緊密的關系。閱讀原理圖時要用系統(tǒng)、整體的觀點去對待 ， 善于從中找出內(nèi)在的關聯(lián)。這對參加畢業(yè)設計的學生來說 ， 是一個難點和薄弱環(huán)節(jié)。 熟悉工藝過程和控制任務是建立 I/O 表的基礎 ， 也是關系到設計成敗的出發(fā)點。在操作方式選擇和細節(jié)設計時 ， 應最大限度地滿足操作方便、功能齊全的設計目標。 系統(tǒng)中雖然潤滑站要求對許多信號進行檢測和控制 ， 但因為沒有要求閉環(huán)控制和實時顯示 ， 只要求對超過上、下限做出相應的控制 ， 所以可簡化為通過一些電氣組件將模擬量變?yōu)槌?、下限后的接點輸出 （ 如本系統(tǒng)中電接點溫度計、液位計的使用 ） ， 可簡化設計 難度。 熟悉電氣制圖標準和元器件結(jié)構(gòu)、工作原理是設計硬件電路的基礎 ， 其中的線號、端子、圖號及常開觸點、常閉觸點、線圈等表示方法是在設計前應補課的內(nèi)容。有關的規(guī)定可查閱電氣傳動自動化技術手冊和相關產(chǎn)品說明書。 當輸入 /輸出點數(shù)較多時 ， PLC 擴展機架與 CPU 基架間要用電纜將其連接在一起 ， 并妥善安排好位號和地址。 PLC 的 I/O 模塊選好后 ， 要進行地址分配 ， 這個地址應與 I/O 表及梯形圖程序一一對應 ， 才能將整個系統(tǒng)各部分正確地聯(lián)系在一起。 水泥磨屬高耗能設備 ， 在本系統(tǒng)中加入了靜止式進相器 （ 文中未列出 ， 但目前所有大型的粉 磨系統(tǒng)均在使用 ） ， 用以提高電動機的功率因數(shù)和效率。靜止式進相器的功能為補償無功功率 ， 降低電動機和電力系統(tǒng)的損耗。它是專為大功率繞線式異步電動機設計的就地無功補償裝置 ， 將它串接于電機的轉(zhuǎn)子回路 ， 可以提高功率因數(shù)并降低損耗。 本系統(tǒng)已在多個水泥廠的粉磨車間連續(xù)運行多年 ， 運行結(jié)果表明：系統(tǒng)設計正確 ， 能滿足工藝要求 ， 操作方法靈活多樣 ， 安全保護功能齊全。采用三級操作方式 （ 總控制室、車間控制室、現(xiàn)場 ） 后 ， 改變了傳統(tǒng)的單機模式。靜止式進相器的引入 ， 使功率因數(shù)從 提高到了 ， 節(jié)能降耗效果顯著 。 參考文獻 27 參 考 文 獻 [1] 吳中俊 ， 黃永紅 .可編程序控制器原理及應用 [M].北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [2] 陳在平 .可編程序控制器 （ PLC） 系統(tǒng)設計 [M].北京 ： 電子工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 張興國 .可編程序控制器技術及應用 [M].北京 ： 中國電力出版社 ， 2021 [4] 陳金艷 ， 王浩 .可編程序控制器技術及應用（三菱 ） [M].北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [5] 陳在平 ， 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電接點溫度計 ） 1ST2 主電機潤滑站油溫正常 （ 電接點溫度計 ） 1ST3 主電機潤滑站 ， 油溫高 （ 電接點溫度計 ） 主電機潤滑站 ， 液位低（液位計 ） 主電機潤滑站 ， 液位高（液位