【正文】 ........................................................................................................................... 50 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 隨著我國煤炭、礦山、建筑等行業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，破碎機呈現(xiàn)出種類、數(shù)目不斷增多，機型不斷豐富的局面。 本章配有系統(tǒng)程序流程圖、 I/O符號表。 本說明書第 7 章是 對輥式破碎機的軟件設計部分，軟件設計包括了系統(tǒng)程序流程、 PLC 的輸入輸出 I/O 分配、系統(tǒng)程序的編程。 本說明書第 6 章 介紹了對輥式破碎機的硬件設計，硬件設計包括了對輥式破碎機的工藝、控制過程、硬件選擇和硬件的接線。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 3）其它 IV 摘 要 本說明書介紹了國內(nèi)破碎機的發(fā)展現(xiàn)狀及其存在的問題，同時介紹了可編程控制器 PLC 的工作原理及其編程軟件 STEP7 的使用方法，另外說明書還介紹了西門子 MM440 變頻器的使用。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并 向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： II 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設計說明書 GRADUATE DESIGN 設計題目： 對輥式破碎機控制系統(tǒng)設計 摘要 I 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 III 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制 ，所有圖紙應符合國家技術(shù)標準規(guī)范。本設計是一種基于 PLC300 程序的全自動對輥式破碎機控制系統(tǒng)，本設計包括硬件設計、軟件設計兩部分。其中重點介紹了對輥式破碎機的控制過程及其硬件接線，并且配有系統(tǒng)控制原理圖跟 PLC 硬件接線圖各一套。程序編程部分介紹了 PLC編程軟件 STEP7 的安裝和系統(tǒng)程序的編程過程 。程序梯形圖 3 套。隨著各行業(yè)對破碎機產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對破碎機技術(shù)提出了更高的要求，特別是對輥式破碎機提出了更新更高的要求。 對輥式破碎機適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破 碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細碎作業(yè)。對輥式破碎機齒形優(yōu)化設計，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻 ，將其應用在大塊物料破碎至小塊物料，是其他破碎機所望塵莫及的。本控制系統(tǒng)應該有硬件設計和軟件設計兩部分。 ，國產(chǎn)自動破碎機的功能比較單一，適應面也比較窄，對待裝破碎機的形狀與體積等均有較嚴格的規(guī)定，一般只適用于一二種破碎機，而國內(nèi)同一破碎機生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的破碎機規(guī)格各不相同，產(chǎn)量也不同，這就給相關工作帶來一定的困難。 ，進口自動也要高出國產(chǎn)一截，部分國產(chǎn)破碎機的故障率較高。 ，由于國產(chǎn)破碎機的運行速度大多在中低檔水平，且自動化程度一般，其生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國外同類產(chǎn)品，這樣就等于無形中增加了企業(yè)的成本，降低了企業(yè)的利潤，造成了極大的浪費。 國產(chǎn)破碎機所存在的問題 ，需要有雄厚的技術(shù)力量、精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國在這方面的投入甚少，行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎研究經(jīng)費的投入比例嚴重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入資金進行基礎研究。 ，破碎機低水平重復太多，應變能力不強，國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小，且大多生產(chǎn)同種類型的設備，在 市場上進行低價惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動，又無法及時轉(zhuǎn)型，從而極易被市場所淘汰。那么破碎機設備作為一種為了降低人的勞動強度的產(chǎn)品來說更應該考慮人的因素，且應該將這種觀念貫穿于機械設計的每一個細節(jié)，如操作臺面的高低、操作程序的合理化、操作界面的視覺效果（視疲勞的產(chǎn)生程度）、操作的安全性、維修的方便性、調(diào)整的方便性等。由于不同破碎機的態(tài)、特性，即使工藝相同，也會涉及到模具不同、加料方式不同等問題。如果把工序相同或類似的機械做成一種或幾種標準設備，需要更換的部位做成能獨立運行的基本單元體，通過接口相連實現(xiàn)和主機的連機，使其和主機成為一個共同體（類似積木的形式，可以根據(jù)要求進行組合），在實際應用中根據(jù)自己的需要對基本單元體進行自行組合就行了。 實現(xiàn)自動化 自動化已成為一種必然的趨勢，而且我們也正朝著這個方向努力。對形態(tài)各異、物理特性各不相同的破碎機在檢測過程中所碰到的問題會更多，而檢測之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對控制系統(tǒng)的要求也不會就停。這需要電子行業(yè)和行業(yè)的共同努力，需要醫(yī)料機械能夠?qū)⑿碌碾娮蛹夹g(shù)及時的應用到實踐中來，需要兩個行業(yè) 的共同探索。用伺服系統(tǒng)控制的傳動系統(tǒng)即可以通過程序的編寫來控制整個動作的同步問題，又可以消除傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)容易形成積累誤差的缺點，在調(diào)試的過程還可以對每個動作單獨控制，也節(jié)省了調(diào)試所形成的浪費。在對醫(yī)療機械進行自動化上，我們對自動化定義越來越廣，越來越河北聯(lián)合大學電氣工程學院 4 細，研究的 也越來越深，從一種機械自動化上升到整個車間的自動化，從的一部分工序到整個過程，整條生產(chǎn)線及整個車間的設計將成為一種必然的趨勢。 從綠色設計的角度看待機械，我們需要改進的地方還很多。剛剛修訂過的《固體環(huán)境污染防治法草案》 ,草案的實施對過度問題提出了具體的限制， 雖然仍不完善，但這說明國家已經(jīng)將所引起的環(huán)境問題提到日程上來了。順著這個思路思考一下醫(yī)料機械的整體狀況，就會發(fā)現(xiàn)我們距離“綠色”有多遠。在這條原則的下，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及原材料等方面來考慮我們的機械。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC） 。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。下面通過兩組數(shù)據(jù) (引自工控網(wǎng) ) 說明 PLC 的應用現(xiàn)狀。這些有利 因素刺激了中國冶金行業(yè)的投資。冶金設備的大量增長帶動了 PLC 在該行業(yè)的增長 , 20xx 年 PLC 在冶金行業(yè)的市場達到 216 億元 , 20xx 年有望達到 3 億元。在中國 , PLC 在紡織機械上的運用已經(jīng)有 17 年的歷史了 , 從最早的進口合成纖維生產(chǎn)設備到目前的中小型紡機 , PLC 無處不在。紡機的比例在紡織機械中 不到 5% , 卻用到更多的 PLC, 單臺紡紗機最多用到 17臺 PLC, 主要是 60個 IO點以下的微型產(chǎn)品。其它各類紡織機械基本上都采用 PLC 控制 , 只有一些相對簡單的設備采用單片機或者其它控制方式。實際上 PLC 在中國的應用已分布到各行各業(yè) , 根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查 , 20xx 年中國控制類產(chǎn)品市場 PLC的占有率已超過 50% , 而且保持著 10%～ 15%的發(fā)展速度。企業(yè)投入大量的人力和財力建立起來的 PLC 控制系統(tǒng)已經(jīng)成型 ,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系統(tǒng) ,需要更大的資金投入 ,將造成很大的浪費。 (3) 目前 , PLC 的功能增強、結(jié)構(gòu)優(yōu)化 , IO 模塊趨向分散化、智能化 ,編程工具和編程語言更具標準化和高級化。 (5) 現(xiàn)在的 PLC 系統(tǒng)與 DCS 技術(shù)、現(xiàn)場總線IO技術(shù)相結(jié)合 ,結(jié)構(gòu)開放、擴展方便、技術(shù)先進、價格低廉。 可編程序控制器 PLC 的分類 PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 7 （ 1） 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù) PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將 PLC分為整體式和模塊式兩類。小型 PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。基本單元內(nèi)有 CPU、 I/O接口、與 I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。 PLC 模塊式 PLC是將 PLC各 組成部分，分別 做 成若干個單獨的模塊，如 CPU模塊、 I/O模塊、電源模塊（有的含在 CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊裝在框架或基板的插座上。大、中型 PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。疊裝式 PLC其 CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。 （ 2） 按功能分類根據(jù) PLC所具有的功能不同，可將 PLC分為低檔、中檔、高檔三類。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。有些還可增設中斷控制、 PID控制等功能，適用于復雜控制系 統(tǒng)。高檔 PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。 PLC——I/O點數(shù) 小于 256點；單 CPU、 8位或 16位處理器、用戶存儲器容量 4K字以下。 河北聯(lián)合大學電氣工程學院 8 PLC——I/O點數(shù) 2048點；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲器容量 8～ 16K。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及 有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控制系統(tǒng)。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離 。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。 第 3 章 可編程控制器 PLC 原理及選型 9 輸入輸出（ I/O）點數(shù)的估算 I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。對輸出模塊，應考