【正文】 u v w+ 2 4 VM M 4 4 0M3 ～ 圖 三段固定頻率控制接線圖 (1) 可由 P0703 控制數(shù)字輸入端口 “7”，作為控制電動機(jī)啟動和停止。 變頻器要實現(xiàn)三段固定頻率控制，需要 3 個數(shù)字輸入端口。功率因數(shù) 固定頻率： 15 個，可編程。 變頻器的選型和設(shè)置 本 設(shè)計選用恒定轉(zhuǎn)矩控制方式， MM440 變頻器的技術(shù)參數(shù)范圍為：數(shù)字量輸入 6 個，可編程，可切換高電平 /低電平有效。 西門子 MM440 變頻器 在制磚機(jī)控制系統(tǒng)中使用的變頻器的型號為西門子 MM440[7]，西門子MM440 變頻器是用來控制三相交流電動機(jī)調(diào)速的變頻器。變頻器的缺點主要有變頻器的輸出電流和電壓的諧波對電機(jī)的影響，對電網(wǎng)波動和對電網(wǎng)的諧波污染。變頻器的小型化，多功能化，網(wǎng)絡(luò)化和無公害化發(fā)展。因此，人們開始大量研究交流調(diào)速系統(tǒng)。由于轉(zhuǎn)換器的存在，直流電動機(jī)的維護(hù)費用非常大，且電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和單機(jī)容量不能再提高。當(dāng)時已經(jīng)成為動力機(jī)械的主要驅(qū)動裝置。由于技術(shù)的不成熟，在相當(dāng)長的時間里，交流電動機(jī)一直應(yīng)用不廣泛，變頻器的出現(xiàn)解決了這一問題。在編程是， IN2 的值為32020/50=640， AIW0 的值為 IN2 45=28800。 BYP300 壓力傳 感器的性能參數(shù) 如表 所示： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 38 頁 表 BYP300 壓力傳感器的性能參數(shù) 測量范圍 0100Mpa 精度等級 輸出信號 420mA 防暴等級 T5 防護(hù)等級 IP65 電源電壓 24V 最大過載 23 倍 (2) 模擬量的輸入設(shè)置 在本設(shè)計中，通過壓力傳感器把模擬量輸入到 PLC 中， PLC 通過比較指令做出相應(yīng)動作，從而該變變頻器的工作狀態(tài)。當(dāng)壓力作用在傳感器上是，傳感器上敏感薄片發(fā)生形變，薄片的電阻值的變化與壓力成正比關(guān)系，電阻的變化對應(yīng)著電壓電流也隨之變化。傳感器和放大電路高度集成，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便，所以應(yīng)用廣泛。本設(shè)計中 BYP300 型壓力傳感器。 P L C 控 制 系 統(tǒng)震 動 頻 率 設(shè) 定 值 壓 模 壓 力 設(shè) 定 值震 動 裝 置 震 動 頻 率 壓 頭 壓 力 控 制 圖 自動控制制磚機(jī)系統(tǒng)簡易工作圖 基于 PLC控制的制磚機(jī)中傳感器的選型 現(xiàn)在代信息技術(shù)也被稱為傳感技術(shù)，包括信息的拾取、傳輸和處理技術(shù)。若壓頭的壓 力大于設(shè)定的壓力， PLC 控制本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 38 頁 變頻器降速，減輕壓槽的壓力大小。 油 泵壓 力 傳感 器限 位 開關(guān)壓 頭 圖 制磚機(jī)的組成 基于 PLC控制的制磚機(jī)的運行過程 (1) 基于 PLC 控制的制磚機(jī)控制系統(tǒng)的簡易工作圖 自動控制的制磚機(jī)系統(tǒng)是利用 PLC 把傳感器采集的相關(guān)參數(shù) 模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號與給定值進(jìn)行比較，通過程序中參數(shù)比較處理，輸出相應(yīng)的控制信號進(jìn)行控制。 基于 PLC控制的制磚機(jī)的組成 該控制系統(tǒng)組成包括： 10 個光電開關(guān)作為限位開關(guān)檢測各個動作是否歸位，1 個壓力傳感器檢測壓模壓力大小調(diào)節(jié)壓模壓力， 2 臺變頻器分別調(diào)節(jié)震模頻率和油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 1 臺西門子 S7200PLC 控制各個器件協(xié)調(diào)運行。認(rèn)識了我國制磚機(jī)的發(fā)展的市場前景以及自動控制下的制磚機(jī)的優(yōu)勢及意義。 (4) 簡化液壓控制系統(tǒng) ,減少液壓系統(tǒng)的能耗 在 國外液壓 制 磚機(jī)系統(tǒng)動力 系統(tǒng)用 高效變量泵驅(qū)動 取代定量泵， 增加了 許多回收 系統(tǒng)，將能源的損耗將至最低 。 (2) 大噸位制磚機(jī) 數(shù)年前市場中出現(xiàn) 3000， 4000 噸大噸位液壓磚機(jī) 。德國 制造自動控制制磚機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)商 有LADS BUCHER、 DORST 等公司，國內(nèi)生產(chǎn)商也不甘落后，積極研發(fā)全自動控制的制磚機(jī)。世界上許多國家的制磚機(jī)公司不斷研發(fā)出新型的制磚機(jī)。免燒磚機(jī)市場中主要有：水泥磚機(jī)、液壓壓磚機(jī)、制磚機(jī)、砌磚機(jī)等。而且粘土磚在生產(chǎn)過程中會排放出大量的煙灰，污染嚴(yán)重，種種原因限制了燒結(jié)磚項目。面對龐大的市場需求，而且又必須保護(hù)好環(huán)境，減少能源的損耗，免燒制磚機(jī)的出現(xiàn)解決了這一棘手問題。燒結(jié)粘土磚會排放大量的二氧化碳，據(jù)統(tǒng)計每年排放到大氣中的二氧化碳超過 億噸，造成了城市的酸雨和全球的溫室效應(yīng)。過去技術(shù)落后，使用柴火燒制粘土磚。本設(shè)計是使用西門子 S7200系列 PLC，利用西門子 MM440 變頻器為基礎(chǔ)而設(shè)計的自動控制的制磚機(jī)， PLC 具有良好的操控性和穩(wěn)定性，利用變頻器的高效轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)生產(chǎn)不同規(guī)格的磚，利用組 態(tài)軟件實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和油泵壓力數(shù)據(jù)監(jiān)視。制磚機(jī)通過 PLC 控制 [1]，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定。品質(zhì)好的磚不但堅硬不易碎，而且生產(chǎn)過程不會污染環(huán)境。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 38 頁 1 緒論 在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，磚起著舉足輕重的作用。城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，對磚的需求量越來越大?；赑LC 控制的制磚機(jī)不僅能生產(chǎn)出高品質(zhì)的磚，而且具有產(chǎn)量大，工作穩(wěn)定，效率高等優(yōu)點。制磚機(jī)通過變頻器控制振動頻率，生產(chǎn)不同規(guī)格密度的磚。 選題的目的和意義 隨著人民生活水平的提高，住房條件得到顯著改善，近年來城鎮(zhèn)化步伐的加快 ,住宅建筑量日益增大，據(jù)統(tǒng)計我國每年基礎(chǔ)建設(shè)建筑量龐大，近年來增長迅速。磚窯燒磚時大量使用木炭和煤炭，高聳的煙囪排出滾滾濃煙，不僅會污染大氣破壞環(huán)境，而且還破壞了大量農(nóng)田。為了減少人類對環(huán)境的破壞， 2020年我國開始嚴(yán)格限制燒 結(jié)磚的產(chǎn)量，并且禁止使用粘土磚。 國內(nèi)外制磚機(jī)的生產(chǎn)發(fā)展趨勢 每年用于基礎(chǔ)建設(shè)產(chǎn)生和北方暖氣供暖所產(chǎn)生的能耗至少占到了我國年能耗總量的 15%。因此面對巨大的市場需求，免燒制磚機(jī)得到了快速發(fā)展。全自動制磚機(jī)在市場上應(yīng)用廣泛，其具有自動化程度高，產(chǎn)量大，品質(zhì)好等特點，備受 歡迎！ 經(jīng)過 40 多年的發(fā)展 ，國內(nèi)外 制磚機(jī)等 機(jī)械設(shè)備 發(fā)展迅速。 意大利有 SACMI、 SITI 等 四家公司 主本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 38 頁 要生產(chǎn) 墻地磚壓制成形機(jī)械設(shè)備。國內(nèi)外未來制磚機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的趨勢是 ： (1) 推出寬臺面的液壓磚機(jī) 許多企業(yè) 推出了寬臺面的液壓磚機(jī)， 制磚機(jī)中還 增加 壓制 磚坯的 模 塊數(shù)， 從而 提高 了 生產(chǎn) 效率 。 (3) 過濾 液壓油并保持 液壓系統(tǒng)的 清潔 液壓系統(tǒng) 液壓油 的不干凈往往會導(dǎo)致 液壓系統(tǒng) 發(fā)生 故障， 所以很多企業(yè)特別注重液壓系統(tǒng) 中的液壓油，保持液壓油的 清潔 ，并且 采 取 在 油泵 的進(jìn) 口和 出口 處設(shè)置 液壓油 過濾 系統(tǒng)，全面全方位保持液壓油的清潔。 本章小結(jié) 經(jīng)過對課題的初步分析，淺析了制磚機(jī)的市場需求和發(fā)展方向，認(rèn)真了解基于 PLC 控制的制磚機(jī)的發(fā)展趨 勢。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 共 38 頁 2 基于 PLC 控制的制磚機(jī)設(shè)計簡介 基于 PLC 控制系統(tǒng) 由限位開關(guān)，壓力傳感器， PLC 控制器，變頻器等部件組成，由 PLC 控制部件執(zhí)行，由組態(tài)軟件對其進(jìn)行監(jiān)控。如圖 所示。制磚機(jī)中 PLC 通過壓力傳感器檢測壓模的壓力并與設(shè)定值相比較，如果壓模的壓力比設(shè)定的壓力值小， PLC 通過控制變頻器提高油泵轉(zhuǎn)速來達(dá)到增加壓頭壓力的目的。制磚機(jī)通過震模震動制造出密度不同的磚型，通過變頻器變頻來控制震模震動頻率的快慢， 自動控制制磚機(jī)系統(tǒng)簡易工作圖 如圖 所示。傳感器 [2]對于整個制磚機(jī)的控制系統(tǒng)有著很大的關(guān)系。 (1) BYP300 壓力 傳感器工作原理 BYP300 型壓力傳感器采用先進(jìn)的擴(kuò)散硅傳感器，擴(kuò)散硅傳感器靈敏度非常高，有著高精度和載能力強(qiáng)的特點。 BYP300 壓力傳感器的特種壓力敏感元件使用擴(kuò)散等工藝技術(shù)，將其組成惠斯通電橋，通過精密的機(jī)械加工技術(shù)形成對壓力變化很敏感的薄片。在電橋上通入直流電后會產(chǎn)生一個 4～ 20mA 的直流信號。全量程方為 032020，在組態(tài)中全量程為 050MPa，在制磚機(jī)運行時正常壓力為 45 MPa，當(dāng)壓力超過 45 MPa 時，油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速 下降，組態(tài)中能實時監(jiān)控壓力的大小。程序中模擬量的輸入如圖 所示： 圖 程序中模擬量的輸入 基于 PLC控制的制磚機(jī)中變頻器 在以前，工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的是直流電動機(jī)。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 6 頁 共 38 頁