【正文】 , coal conveyor design objects, so in turn delay counter coal conveyor start, stop delay direction along the coal, coal and coal unloading on automatically, it also has the unloading of coal and warning signal when the automatic alarm and fault capacity, coal conveyor system is powered by an electric motor, to simulate the use of GX Developer, you can directly watch the running status of each belt. Using the entire control system is simple, easy maintenance, affordable.In this paper, give full consideration to the role and operation of coal handling system reliability based on the design of a twoway multisegment mutual backup coal handling system, from the structure to ensure the coal handling system reliability. Ultimately realized by the hopper and 13 converyor belt starts to turn coal field,then by 47 and sent to the boiler belt. Key words:　Coal transfer　Conveyor　PLC53 / 60目　錄第1章　緒論 1　課題研究的目的意義 1　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1　論文研究內(nèi)容 2第2章 可編程序控制器的概況 3　PLC的概念及發(fā)展 3　可編程序控制器的歷史 3　可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu) 4　可編程序控制器的特點及應(yīng)用 4　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟 5第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 7　器件的選擇 7　PLC機型的選擇 7　電動機的選型 8　其他元件的選型 9　I/O接線圖 10　電機主電路圖的設(shè)計 11第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 12　系統(tǒng)軟件控制 12　卸煤控制部分 14　上煤部分的控制 20第5章　仿真 26第6章　結(jié)論與展望 28　結(jié)論 28　展望 28參考文獻 29致謝 30附錄 31附錄A　外文資料 31附錄B　上煤步進流程 39附錄C　梯形圖 42附錄D　指令表 47第1章　緒　論皮帶傳輸系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價低廉被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等方面，在采礦運輸、冶金送料、車站及碼頭的貨物運輸更是廣泛使用，同樣，發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)也采用皮帶傳輸?！≌n題研究的目的意義傳統(tǒng)的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器，現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，工人們通過開動承前起后的皮帶運輸機及取煤機向鍋爐前的儲煤倉輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂及落煤管堵塞等等故障。輸煤系統(tǒng)工作時盡量將煤裝滿儲煤倉，不僅可以保證輸煤系統(tǒng)故障時，工人們有足夠的時間排除故障，也可以保證輸煤設(shè)備有充分的時間檢修。傳統(tǒng)輸煤系統(tǒng)具有以下特點：(1)任務(wù)重 為了保證工業(yè)用煤，輸煤系統(tǒng)必須始終處于完好的狀態(tài)。(2)運行環(huán)境差、勞動強度大 由于各種因素造成輸煤系統(tǒng)的運行環(huán)境惡劣、臟污，需要占用大量的輔助勞動力?！鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀國外火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)大多數(shù)以采用PLC+計算機控制方式來實行高效的自動化生產(chǎn)，以國外某火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)為例，該輸煤控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，選用的是羅克韋爾公司系列產(chǎn)品，PLC主機為2臺(雙機雙攬熱備用)，備用裝置與工作主機進行在線跟蹤，在工作主機故障，退出運行時，備用主機可以進行無慣性的切換，接替主機的工作，一保證控制系統(tǒng)的無擾動運行。保證輸煤控制系統(tǒng)的信息在網(wǎng)絡(luò)上正確的傳遞，實現(xiàn)本地的監(jiān)控的需要。國內(nèi)早起火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)大多數(shù)采用的是就地手動控制方式或集中控制方式，即是一種基于繼電接觸器和技工手動方式的半自動化系統(tǒng)，一般在每條皮帶附近均沒有一個就地操作室，每個操作室內(nèi)都需要人員進行監(jiān)視和操作，并且通過電話，廣播等形式實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)動。目前國內(nèi)較新的火力發(fā)電廠中只屬于輔機系統(tǒng)之一，從而導(dǎo)致對整個輸煤系統(tǒng)往往缺少重視，缺乏統(tǒng)籌考慮及規(guī)劃，多數(shù)仍就采用集中程序控制方式，卻并沒有采用最先進的微機分級控制方式，最終使其無法體現(xiàn)出當(dāng)今自動化系統(tǒng)的優(yōu)秀特性[2]。在正常情況下，地面輸煤生產(chǎn)線上各設(shè)備按逆煤流方向順序延時起動，按順煤流方向順序延時停車。在緊急情況下，任一設(shè)備都可通過現(xiàn)場急停按鈕實現(xiàn)緊急停車。各臺設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況及故障報警等信息都可以由顯示燈顯示出來?？删幊绦蚩刂破?Programmable Controller)本來應(yīng)簡稱PC，為了與個人計算機(Personal Computer)的簡稱PC相區(qū)別，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡稱為PLC(Programmable Logic Controller)。繼電器已有上百年的歷史，它是一種用弱電信號控制強電信號的電磁開關(guān)。1968年，美國最大的汽車制造廠家——通用汽車公司(GM)提出了研制可編程序控制器的基本設(shè)想，即：(1)編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；(2)維護方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；(3)可靠性高于繼電器控制柜；(4)體積小于繼電器控制柜；(5)成本可與繼電器控制柜競爭；(6)可將數(shù)據(jù)直接送入計算機；(7)可直接使用115V交流輸入電壓；(8)輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等負(fù)載；(9)通用性強，擴展方便；(10)能存儲程序，存儲器容量可擴展到4KB。70年代初期出現(xiàn)了微處理器，它的體積小、功能強、價格便宜，很快被用于可編程序控制器，使它的功能增強、工作速度加快、體積減小、可靠性提高、成本下降。在發(fā)達的工業(yè)化國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。(1)整體式可編程序控制器整體式又叫單元式或箱體式，CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱狀機殼內(nèi)，機構(gòu)非常緊湊。(2)模塊式可編程序控制器大、中型可編程序控制器和部分小型可編程序控制器采用模塊式機構(gòu)。模塊插在模塊插座上，后者在框架中的總線連接板上。有的可編程序控制器沒有框架，各種模塊安裝在基板上。它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體，輸入、輸出點數(shù)的配置也相當(dāng)靈活，有人將這種結(jié)構(gòu)稱為疊裝式[4]。(2)PLC的應(yīng)用目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類：①開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。②模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便[5]。所謂硬件設(shè)計，是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計，而軟件設(shè)計即PLC應(yīng)用程序的設(shè)計。設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，并于相關(guān)技術(shù)人員和操作人員一起分析討論，相互配合，共同解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題。(2)硬件選擇①系統(tǒng)I/O設(shè)備的選擇:輸入設(shè)備包括按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等；輸出設(shè)備包括繼電器、接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等。③PLC的I/O端口分配：在進行I/O通道分配時應(yīng)給出I/O通道分配表，表中應(yīng)包含I/O編號、設(shè)備代號、名稱及功能等。由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖,到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。(3)編寫應(yīng)用程序根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，采用合適的設(shè)計方法來設(shè)計PLC程序。程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：①初始化程序：在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。②檢測、故障診斷和顯示等程序：這些程序相對獨立，一般在程序設(shè)計基本完成時再添加。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。程序模擬調(diào)試：以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。①硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號，并將這些信號以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時效性較強。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。(5)編寫技術(shù)文件技術(shù)文件包括硬件連接圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表、PLC程序以及使用說明書等[7]。近十幾年來，國內(nèi)外眾多生產(chǎn)廠家提供了多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，已有幾十個系列、幾百種型號。因此，合理選擇PLC，對提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)起著重要作用[8]。以此為依據(jù)，我選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。整個熱電廠輸煤控制系統(tǒng)由一臺PLC控制，共有0～7等12條輸送帶，由一個控制室控制，將這一臺PLC放在此控制室，對其說明如下： (1)控制要求整個控制系統(tǒng)可以分為卸煤和上煤兩個部分， 3輸送帶主要完成卸煤部分的工作，此部分具有緊急停止和故障報警的功能。正常停機按下停止按鈕，料斗停止下煤，經(jīng)一定延時后，各輸送帶按順煤流方向依次延時停機。0、7輸送帶主要完成上煤部分的工作，其與卸煤部分的要求一致，只是有AD、BD兩種方式選擇來運行。PLC狀態(tài)檢測實施單元 操作部分圖31　系統(tǒng)原理框圖(3)控制對象如表31。(2)輸出點：卸煤、上煤時的聯(lián)鎖啟動預(yù)告電鈴和故障報警電鈴需要4個輸出點；控制料斗電磁閥和1～3皮帶機需要4個輸出點；犁煤機(2臺)、4A～7A(4B~7B)和0皮帶機需要11個輸出點，共需要19個輸出點。　電動機的選型電機根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇Y系列三相異步電動機。電動機的額定電壓為380V，額定頻率為50HZ，輸送帶電動機Y200L12。　其他元件的選型根據(jù)選型選用元件如下表32所示。 (31)式中：為電動機的額定電流。保護多臺電動機，若各臺電動機不同時啟動熔體的額定電流按下式(32)選取。(2)熱繼電器的選型熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇主要取決于電動機繞組接法及是否要求斷相保護。在工作環(huán)境惡劣、電動機頻繁啟動情況下，熱繼電器也可根據(jù)公式(34)選取： (34)低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不小于保護線路的額定電壓；低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所安裝的脫扣器的額定電流。(3)按鈕的選擇本次設(shè)計選用LA1911B/D，主要用于交流工作電壓至380V和直流工作電壓至220V的控制電路，作控制、信號、聯(lián)鎖之用。PLC端子接線圖如圖32。 圖33　電機接線圖第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)?！∠到y(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。系統(tǒng)的自動控制控制如下：(1)起動。起動時，先預(yù)警各設(shè)備，經(jīng)5s的延時后才起動各設(shè)備。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[6]。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5S延時后，在依次停止其它皮帶機或設(shè)備。上煤部分：先停止犁煤機，經(jīng)過5s延時后，4A(或4B)皮帶機停止，經(jīng)過5s延時后，5A(或5B)皮帶機停止，經(jīng)過5s延時后，6A(或6B)皮帶機停止，經(jīng)過5s延時后，7A(或7B)皮帶機停止，再經(jīng)過5s延時后，0皮帶機停止，完成上煤部分的停止過程。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。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)5s延時，2皮帶機停止，再經(jīng)過5s延時，3皮帶機停止。表41　系統(tǒng)I/O點分配清單輸入設(shè)備輸入點分配輸出設(shè)備輸出點分配卸煤啟動按鈕