【正文】 軟啟動(dòng)器簡(jiǎn)介軟啟動(dòng)器是一種用來(lái)控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)專用的產(chǎn)品，它實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)。 研究?jī)?nèi)容及任務(wù) 本文通過(guò)分析膠帶輸送機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，介紹晶閘管降壓軟啟動(dòng)器的工作原理和以晶閘管降壓軟啟動(dòng)為基礎(chǔ)的電機(jī)起動(dòng)、調(diào)速過(guò)程，以Intel 80C196KC單片機(jī)為控制核心，根據(jù)膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)了晶閘管控制系統(tǒng)的軟起動(dòng)裝置。晶閘管調(diào)壓軟啟動(dòng)的啟動(dòng)特性曲線好，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)恒定斜率上升，對(duì)電網(wǎng)沖擊很??；可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停車功能，體積小，易維護(hù)。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與其電壓平方成正比，在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩允許的情況下，可以通過(guò)降壓?jiǎn)?dòng)來(lái)降低啟動(dòng)電流。目前，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著變頻器價(jià)格的逐漸下降，可靠性的進(jìn)一步提高，也隨著技術(shù)人員水平的提高，變頻軟起動(dòng)將會(huì)取代晶閘管軟啟動(dòng)。在沒(méi)有調(diào)速要求的使用場(chǎng)合下，起動(dòng)負(fù)載較輕時(shí)采用晶閘管調(diào)壓軟起動(dòng)，晶閘管軟起動(dòng)裝置是軟起動(dòng)的主流產(chǎn)品。但由于其造價(jià)昂貴，成本過(guò)高，主要運(yùn)用于對(duì)調(diào)速性能要求較高的場(chǎng)合。后兩種軟啟動(dòng)方式屬于電氣軟啟動(dòng)，近幾年，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和電力電子器件的價(jià)格不斷下降，以及工業(yè)自動(dòng)化、智能化的程度不斷提高，電氣軟啟動(dòng)逐漸得到了廣泛的應(yīng)用，有著良好的發(fā)展前景。目前，帶式輸送機(jī)主要的軟啟動(dòng)方法有以下幾種：（1）調(diào)速型液力偶合器軟啟動(dòng)（2）CST可控軟啟動(dòng)（3）液體黏性軟啟動(dòng)（4）變頻調(diào)速軟啟動(dòng)（5）晶閘管調(diào)壓軟啟動(dòng)這幾種軟啟動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方式不同，它們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際選用中要綜合考慮運(yùn)行成本與經(jīng)濟(jì)效益。這樣，需要在啟動(dòng)開(kāi)始階段加入一段時(shí)間延遲段。理想的速度曲線如圖11所示。因此，大功率膠帶輸送機(jī)的必須采用軟啟動(dòng)。由于采用大功率的高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)，啟動(dòng)電流較大。目前可控軟啟動(dòng)裝置大多使用國(guó)外的產(chǎn)品，這使產(chǎn)品的成本大大增加，急需國(guó)產(chǎn)化。與國(guó)外技術(shù)相比，我國(guó)帶式輸送機(jī)技術(shù)還有很大的差距，主要表現(xiàn)在可控軟啟動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)及可靠性等方面。上個(gè)世紀(jì)我國(guó)煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多。另外，國(guó)外帶式輸送機(jī)采用了大量的最新技術(shù)，如：動(dòng)態(tài)分析技術(shù)、可控啟動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)張緊技術(shù)、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)尾快速自移技術(shù)、電控與監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)等。帶式輸送機(jī)技術(shù)趨向于功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化、長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量、高帶速的方向發(fā)展。其機(jī)長(zhǎng)及裝配形式可根據(jù)用戶要求確定，傳動(dòng)可用電滾筒，也可用帶驅(qū)動(dòng)架的驅(qū)動(dòng)裝置。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。s coal production continuously improve. The use of longdistance and largecapacity belt conveyor is increasing fast. Especially it is widely used in the field of coal industry. Large distance, high speed, big angle and high power is the direction of domestic belt conveyor. So the soft startup of highpower belt conveyor is a growing problem. It has bee the bottleneck of the development of belt conveyor. At present, China has adopted some soft startup technologies, such as: hydraulic coupling technology and CST. But all have their own shortings. According to the belt conveyor’s characteristics, bined with the highspeed processing capability of 16bit SCM Intel 80C196KC and based on the theory of thyristor phased regulator，this article study and design an intelligent soft starter for the belt conveyor based on this microputer and the thyristor which is the main circuit device．Achieved the soft startup, soft stop and various protection functions of belt conveyor. The significance of studying on the soft starter is not only to ensure smooth starting and braking, but also to reduce the cost of the belt conveyor and ensure safety production.Key Words：Belt Conveyor，Thyristor，Soft Starter，Intel 80C196KC目錄摘要 IIAbstract III目錄 IV1 緒論 1 膠帶輸送機(jī)簡(jiǎn)介 1 膠帶輸送機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù) 2 研究?jī)?nèi)容及任務(wù) 42 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)的原理及分析 5 軟啟動(dòng)器簡(jiǎn)介 5 軟啟動(dòng)器工作原理 5 晶閘管調(diào)壓原理 6 軟啟動(dòng)方式 12 異步電機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方法 12 異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)方式 133 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 膠帶輸送機(jī)軟啟動(dòng)器系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu) 16 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 17 微處理器的選擇及其基本外圍電路 19 同步脈沖信號(hào)檢測(cè)電路 20 晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路 23 反饋采樣電路 25 電流采樣電路 25 電壓采樣電路 26 轉(zhuǎn)速采樣電路 26 保護(hù)系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) 28 過(guò)壓欠壓保護(hù) 28 過(guò)流保護(hù) 28 過(guò)熱檢測(cè)保護(hù) 29 膠帶輸送機(jī)膠帶跑偏檢測(cè) 30 膠帶輸送機(jī)膠帶打滑檢測(cè) 31 膠帶輸送機(jī)斷帶檢測(cè) 32 其它擴(kuò)展接口電路設(shè)計(jì) 33 存儲(chǔ)擴(kuò)展電路 33 鍵盤(pán)電路 34 顯示電路 36 故障指示燈和報(bào)警電路 37 旁路接觸器執(zhí)行電路 38 電源模塊的設(shè)計(jì) 394 膠帶輸送機(jī)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 41 系統(tǒng)主程序流程圖 41 晶閘管同步觸發(fā)程序 43 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)程序 44 按鍵處理子程序 46 液晶顯示子程序 47 故障檢測(cè)處理子程序 475 系統(tǒng)運(yùn)行 50 系統(tǒng)軟啟動(dòng)前 50 系統(tǒng)初始化 50 系統(tǒng)命令輸入 50 系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程 51 電源同步和晶閘管觸發(fā)過(guò)程 51 系統(tǒng)檢測(cè)保護(hù)過(guò)程 52 軟啟動(dòng)完成階段 53 軟停機(jī)過(guò)程 54參考文獻(xiàn) 55附錄：系統(tǒng)電氣原理圖 56致謝 571 緒論 膠帶輸送機(jī)簡(jiǎn)介膠帶輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。 軟啟動(dòng)器。研究帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)器的意義不僅在于保證平穩(wěn)地起動(dòng)、制動(dòng)，而且還可降低帶式輸送機(jī)的成本，保證安全生產(chǎn)。本文根據(jù)帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)特點(diǎn)，結(jié)合16位單片機(jī)Intel 80C196KC的高速處理能力，基于晶閘管相控調(diào)壓理論，研究并設(shè)計(jì)了一款以單片機(jī)Intel 80C196KC為控制核心、以晶閘管作為主控器件的帶式輸送機(jī)智能軟起動(dòng)器。大功率膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)問(wèn)題日益突出，已成為帶式輸送機(jī)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告基于80C196KC單片機(jī)的膠帶輸送機(jī)軟啟動(dòng)器的設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 院 系：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院指導(dǎo)老師： 杜慶楠 　 摘要近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)煤炭生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度不斷提高，長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率的膠帶輸送機(jī)的使用日益增多，特別是在煤礦等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的膠帶輸送機(jī)也應(yīng)在向著長(zhǎng)距離、高帶速、大傾角、大功率的方向發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)采用了一些軟啟動(dòng)技術(shù)，如：液力偶合器技術(shù)、液粘調(diào)速技術(shù)(CST)等，但都有各自的弊端。實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停車和多種保護(hù)功能。關(guān)鍵詞：膠帶輸送機(jī)。 晶閘管Intel 80C196KCAbstractIn recent years, along with the development of national economy, Mechanization and automation degree of China39。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過(guò)程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料及袋裝物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、糧食等，被送物料溫度小于60℃。常用的膠帶輸送機(jī)可分為：普通帆布芯膠帶輸送機(jī)、鋼繩芯高強(qiáng)度膠帶輸機(jī)、全防爆下運(yùn)膠帶輸送機(jī)、難燃型膠帶輸送機(jī)、雙速雙運(yùn)膠帶輸送機(jī)、可逆移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)、耐寒膠帶輸送機(jī)等等。 膠帶輸送機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀帶式輸送機(jī)經(jīng)過(guò)兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已成為煤炭、冶金、港口、化工、電力等領(lǐng)域廣泛使用的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，具有連續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)行阻力小、輸送量大、耗電量低、運(yùn)行平穩(wěn)、較易自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于帶式輸送機(jī)的技術(shù)來(lái)說(shuō)，國(guó)外一直處于領(lǐng)先水平，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，在本身的技術(shù)和裝備方面有了巨大的發(fā)展，如大運(yùn)量、高運(yùn)速、長(zhǎng)距離等大型帶式輸送機(jī)已成為其主要的研究和發(fā)展方向；另一方面，帶式輸送機(jī)的多元化、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大化也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，如大傾角帶式輸送機(jī)機(jī)、平面或空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型。這些新技術(shù)的采用使帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行效率、可靠性都有了極大的提高，其代表了當(dāng)今帶式輸送機(jī)發(fā)展的最新方向。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展和需要，我國(guó)對(duì)大傾角固定帶式輸送機(jī)、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)及長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。長(zhǎng)距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長(zhǎng)且為多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟啟動(dòng)方式來(lái)降低輸送機(jī)的張力，特別是采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。 膠帶輸送機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，對(duì)能源及工業(yè)原材料的需求變得更加迫切，國(guó)內(nèi)的帶式輸送機(jī)也在向著長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大傾角、大功率的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的直接啟動(dòng)方法不僅浪費(fèi)電能，而且給電網(wǎng)造成沖擊，縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命，甚至損壞生產(chǎn)設(shè)備。所謂軟啟動(dòng)是指機(jī)械系統(tǒng)即使是在滿載的工況下也能按照比較理想的速度，逐步克服整個(gè)系統(tǒng)的慣性而平穩(wěn)地啟動(dòng)。圖11 膠帶輸送機(jī)軟啟動(dòng)理想速度曲線由于輸送機(jī)在啟動(dòng)之前，輸送帶處于松弛狀態(tài)，為避免輸送帶的沖擊，將輸送帶拉緊啟動(dòng)，可進(jìn)一步改善啟動(dòng)峰值張力作用。在延遲段內(nèi)，下垂皮帶被張緊，延遲段結(jié)束后，按最小加速度或最小沖擊的方式完成輸送機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，從而最大程度地降低了膠帶輸送機(jī)的啟動(dòng)張力。就目前使用情況來(lái)看，液力偶合器仍然是帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)方面的主流選擇。變頻調(diào)速軟啟動(dòng)調(diào)速范圍寬、精度高，調(diào)速效果較為理想。晶閘管調(diào)壓軟啟動(dòng)具有較高的性價(jià)比，因此得到了廣泛的應(yīng)用。在重載或負(fù)載功率特別大的時(shí)候，才用變頻軟起動(dòng)。晶閘管調(diào)速是用改變可控硅導(dǎo)通角的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)端電壓的波形，從而改變電動(dòng)機(jī)的有效值，達(dá)到調(diào)速的目的。晶閘管調(diào)壓軟啟動(dòng)技術(shù)就是利用相位載波方式實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、功率調(diào)節(jié)，即通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角控制電壓對(duì)加速轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流進(jìn)行限制，使電動(dòng)機(jī)的電壓按照一定的規(guī)律由零上升到設(shè)定值，啟動(dòng)電流也由零線性上升到設(shè)定值，轉(zhuǎn)速也相應(yīng)平滑上升，最大限度地消除了機(jī)械及電氣沖擊，從而實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)。目前，軟起動(dòng)將仍然以高性價(jià)比的晶閘管降壓軟啟動(dòng)為主要形式。本設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)軟啟動(dòng)器的不足，分別設(shè)計(jì)了電壓、電流、轉(zhuǎn)速的采樣反饋電路，數(shù)字鍵盤(pán)及液晶顯示模塊，晶閘管同步信號(hào)檢測(cè)電路和觸發(fā)脈沖的功放電路，以及膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶輸送機(jī)的智能軟啟動(dòng)控制。其功能完善，性能優(yōu)越，能