粉煤灰螺旋送料控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、 摘 要 粉煤灰螺旋送料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是我們根據(jù)攪拌站在工作過程中，螺旋輸送機(jī)工作情況來設(shè)計(jì)的一套系統(tǒng)。在混凝土攪拌站中所使用的粉煤灰是由螺旋輸送機(jī)來輸送的，通過控制螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)、停止，達(dá)到對(duì)粉狀物料上料的控制。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)程序、選擇電氣元件中將做多方面的考慮。電機(jī)的大小、電器控制系統(tǒng)元件的大小、哪怕是開關(guān)都將直接影響攪拌站的工作進(jìn)程。機(jī)械的心臟。電器系統(tǒng)我們采用PLC智能控制。這種控制方法主要的目的是使粉煤灰輸送的控制發(fā)放簡(jiǎn)化，工作穩(wěn)定，使生產(chǎn)成本降低。此次課程設(shè)計(jì)主要是圍繞HZS180型攪拌站LS粉煤灰螺旋輸送機(jī)送料控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)來進(jìn)行的。關(guān)鍵詞：螺旋送料機(jī)；電氣元件；電動(dòng)機(jī)4第1

2、章 引言目 錄第1章 引言4第2章 螺旋送料機(jī)52.1螺旋送料機(jī)產(chǎn)品概述52.1.1 螺旋送料機(jī)作用52.1.2 螺旋送料機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)52.1.3螺旋送料機(jī)工作原理62.2螺旋送料器啟動(dòng)原理62.3 PLC基本組成及工作原理82.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)82.3.2 PLC工作原理8第3章 元器件選型93.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的選型93.1.1 電動(dòng)機(jī)容量的選擇93.1.2 電動(dòng)機(jī)種類的選擇103.1.3 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇103.1.4 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇103.1.5 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇103.1.6 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算113.3 交流接觸器選型123.4 斷路器選型133.5 熱繼電器選型

3、143.5.1 熱繼電器作用143.5.2 類型選擇143.5.3熱繼電器額定電流選擇15第4章 電氣接線圖16總 結(jié)17致 謝18參考文獻(xiàn)19第1章 引言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，工程機(jī)械行業(yè)也發(fā)展起來,混凝土拌站如雨后春筍般紛紛建立起來,而對(duì)混凝土攪拌站的控制技術(shù)要求也越來越高工程機(jī)械的性能、自動(dòng)化程度與經(jīng)濟(jì)性直接影響到施工工藝的好壞，而工程機(jī)械的電氣與電子控制系統(tǒng)的質(zhì)量與性能的優(yōu)劣又直接影響到工程機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、及使用壽命。電氣與電子控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代工程機(jī)械的重要組成部分，同時(shí)也是評(píng)價(jià)現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù)水平高低的一個(gè)重要依據(jù)。隨著對(duì)產(chǎn)品性能要求的不

4、斷提高，電子控制系統(tǒng)在工程機(jī)械中所占比重越來越大，功能越來越強(qiáng)，控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度及智能化水平也越來越高。三一牌商品混凝土攪拌站外觀設(shè)計(jì)新穎，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)主樓箱式除塵系統(tǒng)，完美地解決了除塵和攪拌主機(jī)內(nèi)負(fù)壓的問題；根據(jù)流體力學(xué)與摩擦學(xué)成果研制開發(fā)的雙臥軸攪拌機(jī)，性能穩(wěn)定，可靠性高；采用可編程控制器自動(dòng)控制，利用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)管理功能，用雙顯示屏同時(shí)顯示動(dòng)態(tài)模擬和數(shù)據(jù)管理,主要型號(hào)有：HZS60、HZS90、HZS120、HZS180、HZS240、HZS360。在混凝土攪拌站中輸送系統(tǒng)主要包括骨料輸送和粉料的輸送，下面我們針對(duì)HZS180粉煤灰螺旋送料控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。第2章 螺旋送料機(jī)2.1螺旋送料機(jī)

5、產(chǎn)品概述2.1.1 螺旋送料機(jī)作用螺旋送料機(jī)俗稱絞龍，螺旋送料機(jī)是一種利用螺旋葉片的旋轉(zhuǎn),推動(dòng)散料延著料槽向前運(yùn)動(dòng)的輸送設(shè)備,適宜于輸送粉狀,顆粒狀和小塊物料,它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中間裝料和卸料，輸送方向可逆向，也可同時(shí)向相反兩個(gè)方向輸送。輸送過程中還可對(duì)物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等作業(yè)。通過裝卸閘門可調(diào)節(jié)物料流量。但不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的及大塊的物料。輸送過程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨損。單位功率較大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋與料槽間有適當(dāng)?shù)拈g隙。圖2.1 螺旋送料機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.1.2 螺旋送料機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1 、螺旋軸與吊軸承

6、、頭、尾軸聯(lián)接均采用嵌入舌式，安裝、拆卸不需軸向移動(dòng)，維修方便。芯軸長(zhǎng)、吊掛少，故障點(diǎn)少 ； 2 、采用變徑結(jié)構(gòu)，增大吊軸承處容積，避免吊軸承與物料接觸，吊軸承壽命可達(dá)兩年以上； 3 、各傳動(dòng)部位均采用浮動(dòng)連接方式，吊軸承為萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，使螺旋體，吊軸承和尾部總成形成一個(gè)整體旋浮體，在一定范圍內(nèi)可隨輸送阻力自由旋轉(zhuǎn)避讓，不卡料，不堵料； 4 、頭尾軸承座均在殼體外，所有軸承采用多層密封和配合密封技術(shù)。2.1.3螺旋送料機(jī)工作原理物料從進(jìn)料口加入，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的徑向分力和葉片對(duì)物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于物料本身的重力和料槽對(duì)物料的摩擦力的緣

7、故，才不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動(dòng)。2.2螺旋送料器啟動(dòng)原理將斷路器QF6調(diào)至ON狀態(tài)，當(dāng)按下按鈕開關(guān)S37時(shí)，輸入信號(hào)I12.5給PLC，PLC通過程序內(nèi)部運(yùn)行，輸出Q8.6,接通粉煤灰螺旋送料器電源后，使KM6接觸器線圈得電，KM6主電路接通，電機(jī)啟動(dòng)；松開按鈕開關(guān)S37時(shí)，KM6接觸器線圈失電，KM6主電路斷開，電機(jī)停止運(yùn)行。圖2.2 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電路圖 圖2.3 PLC控制原理圖圖2.4 PLC控制原理圖2.3 PLC基本組成及工作原理2.3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖 2.3 PLC基本結(jié)構(gòu)2.3.2 PLC工作原理PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)

8、”的工作方式；1每次掃描過程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。2輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。3一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化。5掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非常快。第3章 元器件選型第3章 元器件選型 圖3.1 三相異步電機(jī) 3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的選型3.1.1 電動(dòng)機(jī)容量的選擇1)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；2)電動(dòng)

9、機(jī)在運(yùn)行時(shí)溫升不超過其容許值；3)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有一定的過載能力。即電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩必須大于生產(chǎn)機(jī)械的最大轉(zhuǎn)矩，以保證在短時(shí)過載情況下能繼續(xù)運(yùn)行。9第3章 元器件選型3.1.2 電動(dòng)機(jī)種類的選擇對(duì)調(diào)速，啟動(dòng)性能要求不高的一般生產(chǎn)機(jī)械中，如機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)、家用電器等，應(yīng)優(yōu)先采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。在啟、制動(dòng)頻繁且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，并要求有一定調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械， 如起重機(jī)、提升機(jī)等，可采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。3.1.3 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇電動(dòng)機(jī)的安裝型式有臥式和立式兩種。一般情況下用臥式，特殊情況用立式。3.1.4 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓選擇的原則應(yīng)與供電電網(wǎng)或電源電壓一致。一般工廠企業(yè)低壓電網(wǎng)

10、為380V。中小型異步電動(dòng)機(jī)都是低壓的，額定電壓為380/220V（Y/接法），或220/380V（/Y接法）及380/660 V（/Y接法）三種。一般情況下，電動(dòng)機(jī)額定功率100kW，選用380V； 電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)形式有開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式幾種。由于水泥螺旋輸送機(jī)的工作環(huán)境是常溫,有灰塵，選擇封閉式。3.1.5 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇對(duì)于經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，選擇額定轉(zhuǎn)速時(shí)則應(yīng)主要考慮縮短啟、制動(dòng)時(shí)間以提高生產(chǎn)效率。啟、制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)、短主要取決于電動(dòng)機(jī)的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速，應(yīng)選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。103.1.6 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算螺旋給料機(jī)的功率主要取決于被輸送物料的特性

11、、給料機(jī)的長(zhǎng)度和速度，其值等于在規(guī)定的速度下移動(dòng)物料所需功率和克服給料機(jī)運(yùn)動(dòng)部件摩擦阻力所需功率的總和，即P =Pm +Pf （3.1）式中：P給料機(jī)所需的總功率，W；Pm在規(guī)定速度下給料機(jī)移動(dòng)物料所需的功率，W；P f給料機(jī)克服運(yùn)動(dòng)部件摩擦阻力所需的功率，W。克服摩擦的功率Pf 與給料機(jī)長(zhǎng)度及直徑以及螺旋軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)，其值可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式求得：Pf =75.7LND1.7 （3.2）式中：L給料機(jī)的長(zhǎng)度，m。在規(guī)定的速度下移動(dòng)物料所需的功率Pm 可用下列經(jīng)驗(yàn)公式求得：Pm=FsFmQmgL （3.3）式中：Fs螺旋形式系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)螺旋葉片值為1，裝載率為45%時(shí)鋸齒或帶狀螺旋葉片值為1.2，

12、裝載率為45%時(shí)折角螺旋葉片值為1.7，每個(gè)螺距帶一個(gè)混合槳的螺旋葉片值為1.3，每個(gè)螺距帶2 個(gè)混合槳的螺旋葉片值為1.6；Fm 物料系數(shù)：干鋸木屑1.4，3.0，煤2.0；g重力加速度。此外，在一般工程實(shí)踐中要考慮超載的可能和傳動(dòng)效率的影響，因此，電機(jī)功率的最終大小應(yīng)由下式來表示：P=（Pm+ Pf）F0 /# （3.4）式中：F0超載系數(shù)，一般為1.11.2；#傳動(dòng)效率，一般為0.850.95。 根據(jù)上述原則與計(jì)算，選用HZS180攪拌站粉煤灰送料機(jī)的電機(jī)選擇輸入電壓為380V的低壓中型電動(dòng)機(jī),采用繞線轉(zhuǎn)子的臥式電動(dòng)機(jī).它的額定功率為15KW ，采用額定電壓為380V。電流計(jì)算公式：I=

13、P/1.732Ucos （3.5）cos不是定值，與負(fù)荷率，負(fù)荷率越高，定值越大，在不清楚時(shí)，以0.8計(jì)算。算出額定電流I的值，然后根據(jù)電流I 查電氣手冊(cè)選取與電流值相匹配的其它電氣元件。同時(shí)注意匹配電氣元件的額定電壓。113.3 交流接觸器選型此類負(fù)載下接觸器的接通電流與分?jǐn)嚯娏骶鶠?.5倍電動(dòng)機(jī)的額定電流Ie。即AC2使用類別，一般選用轉(zhuǎn)動(dòng)式交流接觸器較合適。因?yàn)槠潆妷勖戎眲?dòng)式的高，而且便于維修。選用時(shí)可按電動(dòng)機(jī)額定電流查表即可。（注意：每小時(shí)操作循環(huán)次數(shù)較高的場(chǎng)合，不宜選用CJ12B）。也可選用直動(dòng)式交流接觸器，但其電壽命不如轉(zhuǎn)動(dòng)式。AC3電壽命為 120萬的直動(dòng)式接觸器，在AC2使用

14、，其電壽命約為十萬次左右。主觸頭額定電流由下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Imc=PN X 10³； -KUN （3.6）式中 Imc 主觸頭額定電流，A； PN 被控制的電動(dòng)機(jī)額定功率，KW； K 常數(shù)，一般取11.4； UN 電動(dòng)機(jī)的額定電壓，V。實(shí)際選擇時(shí)，接觸器的主觸頭額定電流大于上式計(jì)算值。圖3.2 交流接觸器123.4 斷路器選型低壓斷路器(曾稱自動(dòng)開關(guān))是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器可以手動(dòng)直接操作和電動(dòng)操作，也可以遠(yuǎn)方遙控操作。

15、斷路器的選用 ：額定電流在600A以下，且短路電流不大時(shí)，可選用塑殼斷路器；額定電流較大，短路電流亦較大時(shí)，應(yīng)選用萬能式斷路器。一般選用原則為： (1)斷路器額定電流負(fù)載工作電流； (2)斷路器額定電壓電源和負(fù)載的額定電壓； (3)斷路器脫扣器額定電流負(fù)載工作電流； (4)斷路器極限通斷能力電路最大短路電流； (5)線路末端單相對(duì)地短路電流/斷路器瞬時(shí)(或短路時(shí))脫扣器整定電流1.25； (6)斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓。圖3.3 斷路器133.5 熱繼電器選型圖3.4 熱繼電器3.5.1 熱繼電器作用熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際

16、運(yùn)行中，如拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動(dòng)機(jī)遇到過載，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動(dòng)機(jī)的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時(shí)間長(zhǎng)，過載電流大，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過允許值，使電動(dòng)機(jī)繞組老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。所以，這種過載是電動(dòng)機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。3.5.2 類型選擇一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但當(dāng)三相電壓的均衡性較差，工作環(huán)境惡劣或無

17、人看管的電動(dòng)機(jī)，宜選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。對(duì)于三角形接線的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。143.5.3熱繼電器額定電流選擇熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)額定電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流的6倍及啟動(dòng)時(shí)間不超過5S時(shí)，熱無件的整定電流調(diào)節(jié)到等于電動(dòng)機(jī)的額定電流；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、拖動(dòng)沖擊性負(fù)載或不允許停車時(shí)，熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的1.11.15倍。保護(hù)長(zhǎng)期工作或間斷長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)時(shí)熱繼電器的選用計(jì)算方法是： (1)一般情況下，按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取，使熱繼電器的整定值為(095105)IN，IN為電動(dòng)機(jī)的額定工作電流)，或選取整定范圍的中值為電動(dòng)機(jī)的額定工作電

18、流。 (2)保護(hù)Y起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)熱繼電器的3個(gè)熱元件分別串接在聯(lián)結(jié)的各相繞組內(nèi)，熱繼電器的整定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流整定。15第4章 電氣接線圖第4章 電氣接線圖圖4.1 KM6接線圖圖4.2 QF6接線圖16總結(jié)總 結(jié)在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的資料了，為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。課程設(shè)計(jì)結(jié)束了可以說得是苦多于甜，但是學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事