基于PLC的原煤采樣控制系統(tǒng)

1、河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 PLC 的原煤采樣控制系統(tǒng) 學(xué)生姓名王 紅 曉系 （部）機(jī)械工程系專 業(yè)機(jī)電一體化指導(dǎo)教師李振 杰2010 年 05 月 25 日摘要河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 我國煤炭儲(chǔ)存豐富，是煤炭資源的產(chǎn)、銷大國。針對(duì)當(dāng)前煤炭行業(yè)發(fā)展中對(duì)原煤質(zhì)量的要求不斷提高，原煤采樣技術(shù)在當(dāng)今選煤行業(yè)也發(fā)揮著越來越重要的作用.本設(shè)計(jì)就是為中小洗煤廠設(shè)計(jì)的工業(yè)生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中采用的PLC技術(shù)，系統(tǒng)安全性能好，所采煤樣代表性高,維護(hù)簡單,不需人員看守,采樣結(jié)果能正確指導(dǎo)選煤廠生產(chǎn)，提高工作效率和操作精度，也就保證正常工業(yè)生產(chǎn)中的最大產(chǎn)量和最佳產(chǎn)品質(zhì)量.物流配送是物流中一個(gè)重

2、要的環(huán)節(jié)，對(duì)于一個(gè)大規(guī)模的物流集團(tuán)來說，集約化的發(fā)展要使多個(gè)倉庫、多個(gè)配送點(diǎn)（往往達(dá)到數(shù)以千計(jì)的規(guī)模）綜合實(shí)行配送優(yōu)化成為可能。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：可編程控制器,原煤采樣,控制流程圖,傳感器ABSTRACT河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 Chinas coal stockpiles are rich in coal resources production， marketing power。 In view of the current development of the coal industry on the quality of coal rising coal sampling technol

3、ogy in the coal preparation industry today is also playing an increasingly important role。The design is designed for small and medium-sized coal washer of industrial production pipeline Control System。In the control system we use the PLC technology, better security system, the coallike representatio

4、n， maintaining simple, PLC no security guards， sampling results will correct meaning to different plant production。Improve efficiency and accuracy of operation。 Also ensure normal industrial production was the largest yield of the best quality products。To a scaled logistic company，assigning is an im

5、portant part of logistic,and further development will make the optimized assigning ofwarehouse and multi-task possible 。KEY WORDS: program logic controller，coal sampling,control flow chart,ladder graphics,censors目錄前言 .11 背景簡介.1河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 系統(tǒng)概述 .1第 1 章工藝流程 21.11.1 初級(jí)采樣機(jī).21。2 一次給料膠帶 .31。3 破碎機(jī) .31.4

6、 二次給料膠帶 .41。5 縮分器 .41。6 樣品收集器 .41.7 斗提機(jī) .4第 2 章原煤采樣控制系統(tǒng) 52。1 控制系統(tǒng)分析.52。1。1 運(yùn)行過程.52。1。2 控制系統(tǒng)功能.52.2 系統(tǒng)硬件分析.。 。62.2.1 控制單元.62。2.2 PLC 簡介.72。3 系統(tǒng)軟件分析.82。3。1 系統(tǒng)狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì).82。3。2 PLC 的 I/O 點(diǎn)地址分配及 PLC 選型.82.3。3 I/O 接點(diǎn)電氣連接圖.92。4 PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)部分.10第 3 章系統(tǒng)干擾措施 .123。1.抗電源干擾 .123。1。1 隔離變壓器.123.1.2 濾波器.123。1。3 分離供電系

7、統(tǒng) .123.2 控制系統(tǒng)接地.12河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 3.3 防 I/O 信號(hào)干擾.12第 4 章系統(tǒng)的不足之處及改善方法 .14結(jié)論 .15參考文獻(xiàn) .16致謝 .17附錄 18河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 1前 言1 1 背景簡介背景簡介我國煤炭儲(chǔ)存豐富，是煤炭資源的產(chǎn)、銷大國，整個(gè)煤炭工業(yè)在中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要的基礎(chǔ)和支柱作用。針對(duì)當(dāng)前煤炭行業(yè)發(fā)展中對(duì)原煤質(zhì)量的要求不斷提高，原煤采樣技術(shù)在當(dāng)今選煤行業(yè)也發(fā)揮著越來越重要的作用,為了進(jìn)一步了解原煤采樣的過程，更好的提高所學(xué)專業(yè)知識(shí)在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的實(shí)際運(yùn)用情況，結(jié)合了當(dāng)前選煤領(lǐng)域廣泛采用的原煤采樣的控制技術(shù)，我選取了本設(shè)計(jì)題目,采

8、用 PLC來實(shí)現(xiàn)對(duì)原煤采樣環(huán)節(jié)的控制。希望通過此次設(shè)計(jì)可以真正把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為將來參加工作做好鋪墊.我國是煤炭大國，但人均占有量都非常貧乏.隨著經(jīng)濟(jì)的飛速增長，冶金、化工、電力等行業(yè)對(duì)煤炭的需求越來越大,而我國的工業(yè)基礎(chǔ)卻相對(duì)比較薄弱。就煤炭工業(yè)而言,只有一些大的企業(yè)才實(shí)現(xiàn)了原煤采樣生產(chǎn)過程中的全部自動(dòng)化.一些中小企業(yè)，尤其是年產(chǎn)小于 30 萬噸的小企業(yè)，卻還使用著與時(shí)代技術(shù)不相稱的老的生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式不僅勞動(dòng)是巨大的，對(duì)工人身體上有一定的危害性,而且產(chǎn)品的生產(chǎn)功耗大，生產(chǎn)成本高.2 2 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為基于 PLC 控制的原煤采樣系統(tǒng)。主要控制要求是利用可

9、編程控制器控制各個(gè)部分的運(yùn)行。其主要設(shè)備有初級(jí)采樣機(jī)，一次給料膠帶，破碎機(jī),二次給料膠帶，縮分器，樣品收集器，棄料提升機(jī)。本系統(tǒng)的控制方面可分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式，就是通常我們所說的集中控制和就地控制兩種方式。選擇集中控制方式操作人員可以在控制臺(tái)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常開停；選擇就地控制方式檢修人員可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)單機(jī)的檢修和試運(yùn)。就自動(dòng)工作方式來說,輸入量有啟動(dòng)和停止兩個(gè)開關(guān),輸入量主要是采樣設(shè)備的電動(dòng)機(jī)起停及繼電器開關(guān)和電磁閥的開關(guān)。正常工作后采用連續(xù)運(yùn)行方式,采樣機(jī)和膠帶運(yùn)輸機(jī)連鎖運(yùn)行，對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔、數(shù)量、縮分質(zhì)量等參數(shù)有計(jì)算機(jī)輸入，然后由PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行，人為干擾很難，采用全封閉共同監(jiān)管，

10、安全性好?？删幊炭刂破鳎≒LC)是具有高可靠性的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，作為監(jiān)控系統(tǒng)的一種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，有出色的數(shù)據(jù)采集和可編程控制能力。第第 1 1 章章 工藝流程工藝流程本系統(tǒng)的工藝流程圖如下圖所示：河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 圖圖 1-1 原煤采原煤采樣樣系系統(tǒng)統(tǒng)流程流程圖圖11。1 1 初級(jí)采樣機(jī)初級(jí)采樣機(jī)作用是負(fù)責(zé)進(jìn)行運(yùn)煤帶上的初級(jí)采樣，選用帶式輸送機(jī)煤流采樣的刮臂式采樣機(jī)，刮臂的動(dòng)作是橫向掃過帶式輸送機(jī)的全寬刮出子樣，子樣的質(zhì)量取決于膠帶上負(fù)荷和采樣鏟的寬度和形狀。刮臂式采樣機(jī)示意圖如下圖所示:河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖圖 12 刮臂式采刮臂式采樣樣機(jī)示意機(jī)示意圖圖1停止開關(guān)；2蝸輪蝸桿減速機(jī)

11、;3電機(jī)；4運(yùn)輸帶；5接樣溜槽;6取樣機(jī)聯(lián)桿刮臂；7采樣鏟；8。-皮帶托輥11。2 2 一次給料膠帶一次給料膠帶作用是從初級(jí)采樣機(jī)輸出的煤均勻的撒到一次給料膠帶上，運(yùn)送到下一級(jí)，即破碎機(jī)。膠帶運(yùn)輸機(jī)的長短與現(xiàn)場(chǎng)工藝有關(guān)。1.31.3 破碎機(jī)破碎機(jī)滾筒破碎機(jī)又叫選擇性破碎機(jī)，是利用煤和矸石在同一沖擊破碎環(huán)境中,根據(jù)其可碎性的差異,把夾在煤中的矸石解離出來。滾筒是靠拉輪和滾筒之間的摩擦力而轉(zhuǎn)動(dòng)。在滾筒的一端，由給料溜槽給入一級(jí)的煤塊，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，給入的煤快被提升機(jī)頂起，轉(zhuǎn)到一定高度后，煤塊就順著提升機(jī)從高出自由落下，由于滾筒的不斷轉(zhuǎn)動(dòng),煤快反復(fù)地被提起和落下。在次過程中煤受到?jīng)_擊而破碎，并透過

12、篩孔排出，未被破碎的大塊矸石、金屬雜物和木塊經(jīng)篩子排矸槽排出，進(jìn)入二次給料膠帶。河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 11。4 4 二次給料膠帶二次給料膠帶其作用和上面一次給料膠帶相同.1.51.5 縮分器縮分器縮分是指在煤樣制備中,將試樣分成具有代表性的幾部分,一份或多份留下來的過程，目的在于從大量煤樣中取出一部分煤樣?？s分器應(yīng)盡量減少縮分誤差,并能使保留煤樣量盡量少。在這里我們選用旋轉(zhuǎn)式縮分器，示意圖如下所示:圖圖1-3旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式縮縮分器示意分器示意圖圖1.61.6 樣品收集器樣品收集器作用是將已經(jīng)縮分好的煤樣采集，送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步制成分析所用煤樣。1.71.7 斗提機(jī)斗提機(jī)斗提機(jī)又稱為棄料提升機(jī)，

13、因經(jīng)過上述一系列生產(chǎn)過程中，設(shè)備的高度一級(jí)級(jí)降低，所以斗提機(jī)的作用就是把經(jīng)過縮分剩余的余煤將通過斗提機(jī)送回到原煤輸送帶上.河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第第 2 2 章章 原煤采樣控制系統(tǒng)原煤采樣控制系統(tǒng)22。1 1 控制系統(tǒng)分析控制系統(tǒng)分析這章我們將對(duì)這次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析.22。1 1。1 1 運(yùn)行過程運(yùn)行過程原煤采樣系統(tǒng)啟動(dòng)后要求整個(gè)運(yùn)行過程能自動(dòng)運(yùn)行,并在某一設(shè)備故障時(shí)能及時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。下面根據(jù)原煤采樣系統(tǒng)流程圖簡述系統(tǒng)運(yùn)行過程。 啟動(dòng)過程：按下啟動(dòng)按鈕，受控設(shè)備按逆煤流方向依次起車,即由后向前啟動(dòng)。在這里斗提機(jī)最先啟動(dòng),其次為樣品收集器、縮分器、二次給料膠帶、破碎機(jī)、一次給料

14、膠帶，最后為初級(jí)采樣機(jī)。各個(gè)設(shè)備之間的啟動(dòng)間隔時(shí)間可以自己設(shè)定，這里設(shè)定為 10 秒.系統(tǒng)停止時(shí),與啟動(dòng)相反的方向順序停止。 初級(jí)采樣機(jī)工作:啟動(dòng)過程完成后，初級(jí)采樣機(jī)開始進(jìn)行采集煤樣并送入一次給料膠帶。此時(shí)，初級(jí)采樣機(jī)完成一次采樣后將處于保持狀態(tài),等待整個(gè)原煤采樣過程結(jié)束后，進(jìn)行下一次采樣過程。 破碎煤快：一次給料膠帶把初級(jí)采樣機(jī)采的煤樣運(yùn)送入破碎機(jī)。破碎機(jī)的作用是把較大的煤塊進(jìn)行破碎,以便下一級(jí)使用。破碎后的煤樣落到二次給料膠帶。 縮分：在二次給料膠帶上有個(gè)縮分器設(shè)備，膠帶上的煤樣有一部分落入縮分器進(jìn)行縮分,所謂縮分通俗的講就是把煤樣再次破碎到的供檢驗(yàn)用的合適的大小?？s分器縮分次數(shù)可以自己

15、設(shè)定。 樣品收集：由縮分器縮分的煤樣已經(jīng)達(dá)到煤樣采集的標(biāo)準(zhǔn)，可以直接落入樣品收集器，作為檢驗(yàn)這批原煤參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn). 棄料返回：由于縮分器縮分只用到很少一部分原煤，所以剩余的煤樣要返送回原煤運(yùn)輸帶，這就用到斗提機(jī)。二次給料膠帶把剩余的煤樣送入斗提機(jī),通過斗提機(jī)把余料送回原煤運(yùn)輸帶.到這步算一個(gè)工作過程完成，若按下連續(xù)工作開關(guān)，系統(tǒng)將連續(xù)工作處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài).如果不按下連續(xù)工作按鈕，各個(gè)設(shè)備將都將處于待命狀態(tài)。22。1 1。2 2 控制系統(tǒng)功能控制系統(tǒng)功能1 原煤采樣裝置的控制有兩種控制方式，即“自動(dòng)”控制與“手動(dòng)控制。這兩種控制方式可以轉(zhuǎn)換,在轉(zhuǎn)換過程中原受控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不受影響。2 “自動(dòng)”狀

16、態(tài)時(shí)，按逆煤流方向程序起車和順煤流方向按每臺(tái)設(shè)備卸料完畢的時(shí)間程序停車。3 自動(dòng)狀態(tài)下的起、停車過程及自動(dòng)運(yùn)行過程中，均保證按逆煤流方向設(shè)備間的閉鎖。河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 4 現(xiàn)場(chǎng)和操作室操作人員均可解除設(shè)備的起動(dòng)。5 無論“自動(dòng)”或“手動(dòng)”控制，現(xiàn)場(chǎng)都可以就地停車.但在自動(dòng)方式時(shí)，參加集控的設(shè)備不能就地開車。6 控制人員通過控制室內(nèi)的模擬盤監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行情況，設(shè)備運(yùn)行或故障時(shí)，均能在模擬盤上以指示燈的形式顯示。22。2 2 系統(tǒng)硬件分析系統(tǒng)硬件分析本系統(tǒng)是以可編程控制器 PLC 為核心,取得了提高生產(chǎn)效率、減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員、提高安全性的良好效果.硬件部分是不可缺少的，現(xiàn)就本系統(tǒng)的硬件做如

17、下介紹：硬件設(shè)備包括：控制單元、輸入輸出單元、電源單元以及各種電氣元件等，其硬件配置及系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容如圖：工作臺(tái)接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出模塊手動(dòng)開關(guān)傳感器輸入模塊電源FX2工作臺(tái)接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出模塊手動(dòng)開關(guān)傳感器輸入模塊電源FX2傳感器工作臺(tái)PLC采樣設(shè)備手動(dòng)開關(guān)圖圖 21 硬件配置及系硬件配置及系統(tǒng)監(jiān)統(tǒng)監(jiān)控控控制人員通過控制室內(nèi)的工作臺(tái)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行情況，設(shè)備運(yùn)行時(shí)在工作臺(tái)上都有相應(yīng)的指示燈顯示.現(xiàn)場(chǎng)的輸入設(shè)備主要是手動(dòng)開關(guān),它們?cè)谧詣?dòng)狀態(tài)下都直接受控于 PLC，在工業(yè)生產(chǎn)流程控制中廣泛采用可編程控制器。2.22.2。1 1 控制單元控制單元本系統(tǒng)選用日本三菱公司的 FX2 系列的 PLC，指令簡單易

18、用，使用繼電器符號(hào)語言和步進(jìn)順控指令編程，對(duì)基本指令處理速度為 0.74 毫秒/步,具有較高的指令處理水平,程序容量也較大，具有多種輸入輸出模塊,并可支持特殊模塊。輸入模塊：24V 直流輸入（16 點(diǎn)、32 點(diǎn)） ，110V 交流輸入，220V 交流輸入。輸出模塊：繼電器輸出，晶體管輸出，可控硅輸出，高速技術(shù)模塊，通訊模塊,河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 數(shù)據(jù)處理模塊.輸入及輸出單元：輸入單元是由 PLC 配置的繼電器輸入模塊,模擬量輸入模塊等組成。輸出單元是由 PLC 配置的數(shù)字量固態(tài)繼電器輸出。系統(tǒng)配置的其他的硬件還有 AC220/DC24V 電源，中間繼電器,控制室操作臺(tái)等。2.22.2。2

19、2 PLCPLC 簡介簡介可編程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱 PC） 。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的 PC 相區(qū)別,用 PLC 表示。PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能,建立柔性的程控系統(tǒng)。它具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中,PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。國際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì) PLC 的規(guī)定:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下

20、應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC 程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí),還為 PLC 程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。一般講，PLC 分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊 CPU 板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按 CPU

21、性能分成若干型號(hào)，并按 I/O 點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格.對(duì)模塊式 PLC,有 CPU 模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O 能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合.PLC 的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：接受驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)受控元件輸入接口部件中央處理單元CPU 板 電 源 部 件 接口部件輸出河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖圖 2-2 PLC 基本基本結(jié)結(jié)構(gòu)框構(gòu)框圖圖22。3 3 系統(tǒng)軟件分析系統(tǒng)軟件分析22。3 3。1 1 系統(tǒng)狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)啟動(dòng)運(yùn)行過程可繪出控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖，如圖所示，M8002 初始脈沖初級(jí)采樣機(jī)指示燈亮延時(shí)

22、 10 秒 斗提機(jī)提示燈亮一次給料膠帶工作延時(shí) 10 秒 傳感器 1樣品采集器指示燈亮破碎機(jī)破碎樣煤延時(shí) 10 秒傳感器 2縮分器指示燈亮二次給料膠帶工作延時(shí) 10 秒 傳感器 3二次給料膠帶指示燈亮 縮分器縮分煤樣延時(shí) 10 秒傳感器 4破碎機(jī)指示燈亮樣品收集延時(shí) 10 秒一次給料膠帶指示燈亮 棄料返回傳感器 5連續(xù)運(yùn)行圖圖 23 控制系控制系統(tǒng)統(tǒng)狀狀態(tài)態(tài)流程流程流程流程圖圖圖中 M8002 是三菱 PLC 的特殊輔助繼電器，他可以在 PLC 通電時(shí)為程序NFX2產(chǎn)生一個(gè)脈沖,激活程序處于開始運(yùn)行狀態(tài).為保證原煤采樣過程中停電后恢復(fù)供電，能在原來的步驟繼續(xù)運(yùn)行,應(yīng)選用 M5OOM1023 范

23、圍的停電保持型輔助繼電器.2.32.3。2PLC2PLC 的的 I/OI/O 點(diǎn)地址分配及點(diǎn)地址分配及 PLCPLC 選型選型從圖 23 系統(tǒng)狀態(tài)流程流程圖可知，原煤采樣控制系統(tǒng)輸入信號(hào)有 15 個(gè),其中用于啟動(dòng)、停止、連續(xù)工作和手動(dòng)開關(guān)的 10 個(gè)輸入信號(hào)是開關(guān)量，而 5 個(gè)傳感器輸M0M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 入信號(hào)是模擬量信號(hào)；輸出信號(hào)有 9 個(gè)，均為模擬量信號(hào)。根據(jù) I/O 信號(hào)數(shù)量，類型以及控制要求，選擇三菱-32MR 系列。它有 16NFX2個(gè)輸入接點(diǎn)，16 個(gè)繼電器輸出型接點(diǎn),可以滿足系統(tǒng)的控制要求，且留有一定的余量。系

24、統(tǒng)信號(hào)元件及驅(qū)動(dòng)電器與 PLC 的 I/O 點(diǎn)地址分配，以及控制系統(tǒng)狀態(tài)流程流程圖中的 13 個(gè)步序與 PLC 內(nèi)部使用的停電保持型輔助繼電器編號(hào)如下表所示：表表 1 外部外部電電器與器與 PLC I/O 口地址分配、步序與使用的口地址分配、步序與使用的輔輔助助繼電繼電器器編編號(hào)號(hào)對(duì)對(duì)照表照表輸入信號(hào)輸出信號(hào)輔助繼電器名稱功能編號(hào)名稱功能編號(hào)名稱編號(hào)SB1啟動(dòng)按鈕X000KM1初級(jí)采樣機(jī)線圈 1Y000第 0 步M500SB2停止按鈕X001KM2一次給料膠帶線圈2Y001第 1 步M501SB3連續(xù)工作開關(guān)X002KM3破碎機(jī)線圈 3Y002第 2 步M502SB4手動(dòng)啟動(dòng)初級(jí)采樣機(jī)開關(guān) 1

25、X003KM4二次給料膠帶線圈4Y003第 3 步M503SB5手動(dòng)啟動(dòng)一次給料膠帶開關(guān) 2X004KM5縮分器線圈 5Y004第 4 步M504SB6手動(dòng)啟動(dòng)破碎機(jī)開關(guān) 3X005KM6樣品收集器線圈 6Y005第 5 步M505SB7手動(dòng)啟動(dòng)二次給料膠帶開關(guān) 4X006KM7斗提機(jī)線圈 7Y006第 6 步M506SB8手動(dòng)啟動(dòng)縮分器開關(guān) 5X007HL8連續(xù)運(yùn)行指示燈 1Y007第 7 步M507SB9手動(dòng)啟動(dòng)樣品收集器開關(guān) 6X008HL9故障指示燈 2Y008第 8 步M508SB10手動(dòng)啟動(dòng)斗提機(jī)開關(guān) 7X009第 9 步M509SQ11一次膠帶壓力傳感器 1X010第 10 步M

26、510SQ12破碎機(jī)光電傳感器 2X011第 11 步M511SQ13二次膠帶壓力傳感器 3X012第 12 步M512SQ14縮分器光電傳感器 4X013第 13 步M513SQ15斗提機(jī)光電傳感器 5X01422。3.3I/O3.3I/O 接點(diǎn)電氣連接圖接點(diǎn)電氣連接圖PLC 的 I/O 接點(diǎn)電氣連接圖如圖所示河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖圖 24 I/O 接接線圖線圖注釋：圖中 SB1、SB2 分別為系統(tǒng)啟動(dòng)和停止按鈕；SB3 為系統(tǒng)啟動(dòng)后按下能連續(xù)工作的按鈕；SB4SB10 分別為初級(jí)采樣機(jī)，一次給料膠帶,破碎機(jī),二次給料膠帶，縮分器，樣品收集器，棄料提升機(jī)的手動(dòng)啟動(dòng)按鈕；傳感器 1 和

27、傳感器 3 為測(cè)定一次給料膠帶和二次給料膠帶是否超重而設(shè)置的壓力傳感器;傳感器 2 為測(cè)定破碎機(jī)是否正常工作而設(shè)置的光電傳感器，其主要原理是測(cè)定破碎機(jī)轉(zhuǎn)速是否在允許范圍內(nèi)，超出允許范圍或低于允許范圍則為故障狀態(tài)；傳感器 4 和傳感器 5 分別為測(cè)定縮分器和斗提機(jī)是否正常工作而設(shè)置的光電傳感器，其主要原理和傳感器 2 的原理基本相同，都是通過測(cè)定轉(zhuǎn)速的大小來判斷是否出現(xiàn)故障.2.42.4 PLCPLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)部分梯形圖程序設(shè)計(jì)部分控制程序的編寫我們采用了 Windows 環(huán)境下的 PLC 編程軟件 Wingpc2。作為編程平臺(tái).利用該編程平臺(tái)以梯形平臺(tái)和梯形圖的形式編寫控制程序。該軟件可

28、以方便的進(jìn)行程序的編寫、聯(lián)機(jī)查看 PLC 狀態(tài)。在聯(lián)機(jī)時(shí)模擬 PLC 運(yùn)行狀態(tài)、在線修改、河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 編寫注釋說明文檔.此外，該軟件還具有在線/離線編輯功能、模塊化、打印功能、在線修改參數(shù)功能、替換功能、強(qiáng)大的幫助功能以及適時(shí)通訊功能。在程序設(shè)計(jì)中，我們按照工藝流程和控制的要求，把程序分為三個(gè)部分，分別為啟動(dòng)部分、運(yùn)行部分和輸出部分。程序及梯形圖見附錄.河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第第 3 3 章章 系統(tǒng)干擾措施系統(tǒng)干擾措施PLC 系統(tǒng)中混入輸入、輸出的干擾，或感應(yīng)電壓，容易引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)，從而引起錯(cuò)誤的控制信號(hào)。為了使控制器穩(wěn)定地工作,提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，在控制系統(tǒng)

29、采取一些有效的抗干擾措施是非常必要的.33。1 1?？闺娫锤蓴_?？闺娫锤蓴_33。1 1。1 1 隔離變壓器隔離變壓器使用隔離變壓器將屏蔽層良好地接地,對(duì)抑制電網(wǎng)中的干擾信號(hào)有良好的效果。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果,必須注意兩點(diǎn)：一是屏蔽層要良好接地,二是次級(jí)連接線要使用雙絞線.雙絞線能減少電源線間干擾。33。1 1。2 2 濾波器濾波器使用濾波器代替隔離變壓器,在一定的頻率范圍內(nèi)有一定的抗電網(wǎng)干擾作用，慣用的方法是既使用濾波器，同時(shí)使用隔離變壓器。33。1 1。3 3 分離供電系統(tǒng)分離供電系統(tǒng)將控制器、I/O 通道和其他設(shè)備的供電分離開來，也有助于抗電網(wǎng)干擾。本系統(tǒng)采用分離供電系統(tǒng)措施，P

30、LC 控制器遠(yuǎn)離供電系統(tǒng)。3.23.2 控制系統(tǒng)接地控制系統(tǒng)接地控制系統(tǒng)的接地一般有如圖 32 所示的三種方法：圖（a）為控制器和其他設(shè)備分別接地方式，這種接地方式最好；如果做不到每個(gè)設(shè)備專用接地,也可以使用圖b）的共用接地方式;一般不采用圖（c）的串聯(lián)接地方式,特別應(yīng)該避免與電動(dòng)機(jī)、變壓器等動(dòng)力設(shè)備串聯(lián)接地。 （a) (b) (c)圖圖 3-1 接地方法接地方法本系統(tǒng)采用圖(b）的接地方式，將控制器和其他設(shè)備共用接地.33。3 3 防防 I/OI/O 信號(hào)干擾信號(hào)干擾 防止輸入信號(hào)的干擾除采用濾波器及使控制器良好接地來抑制干擾外，下面河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 介紹幾種抗輸入干擾措施: 如圖

31、 3-3 所示,在輸入端有感性負(fù)荷時(shí)，為了防止反沖擊感應(yīng)電勢(shì),在負(fù)荷兩端并接電容 C 和電阻 R（為交流輸入信號(hào)時(shí)）,或并接續(xù)流二極管 VD（為直流輸入信號(hào)） 。交流輸入方式時(shí)，C、R 的選擇要適當(dāng)，才能起到較好的效果，一般參考值為:負(fù)荷容量在 20VA 以下一般選用 0。1F147 比較適宜。如果與輸入信號(hào)并接的電感性負(fù)荷較大時(shí)，使用繼電器中轉(zhuǎn)效果更好. 防感應(yīng)電壓的措施 在感應(yīng)電壓大的場(chǎng)合，如果可能的話，改交流輸入為直流輸入；在輸入端并接浪涌吸收器（浪涌吸收器的作用是防止瞬間高壓損壞設(shè)備） ；在長距離配線和大電流場(chǎng)合，感應(yīng)電壓大，可用繼電器轉(zhuǎn)換。 （a） (b)圖圖 3-2 與與輸輸入信號(hào)

32、共接感性入信號(hào)共接感性負(fù)載負(fù)載 防止輸出信號(hào)的干擾 輸出信號(hào)的干擾可采取以下措施： 交流感性負(fù)載場(chǎng)合，在負(fù)載的兩端并接 C， R 作為浪涌吸收器.如圖 3-3 中圖 a 所示，C， R 越靠近負(fù)載，其抗干擾效果越好。 直流負(fù)載場(chǎng)合,在負(fù)載的兩端并接續(xù)流二極管 VD，如圖 3-3 中圖 b 所示，二極管也要靠近負(fù)載。二極管的反向耐壓應(yīng)是負(fù)載電壓的 4 倍。 控制器觸點(diǎn)(開關(guān)量）輸出的場(chǎng)合，不管控制器本身有無抗干擾措施，都要采取圖 3-4 中圖 a交流負(fù)載)和圖 b（直流負(fù)載)的抗干擾措施。圖圖（ （a） ） 交流感交流感應(yīng)負(fù)載應(yīng)負(fù)載的抗干的抗干擾擾 圖圖(b)直流感直流感應(yīng)負(fù)載應(yīng)負(fù)載的干的干擾擾

33、河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖圖 3-3第第 4 4 章章 系統(tǒng)的不足之處及改善方法系統(tǒng)的不足之處及改善方法設(shè)計(jì)中雖做了大量的努力與思考，但因水平和時(shí)間有限,設(shè)計(jì)中難免存在不妥,疏漏甚至錯(cuò)誤之處，針對(duì)這些不足還有待于進(jìn)一步改善。 在原煤采樣過程中，沒有很好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手動(dòng)與自動(dòng)之間的切換，沒能對(duì)每個(gè)電機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)與顯示，沒有對(duì)皮帶的打滑進(jìn)行檢測(cè)與控制。所以需要進(jìn)一步考慮這些情況,設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的電路,并很好的運(yùn)用 PLC 對(duì)其進(jìn)行控制,做到系統(tǒng)的完整性。 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警裝置也做的不是很充分,只配備了光報(bào)警,相應(yīng)的報(bào)警鈴沒有配備；另外對(duì)原煤采樣七套設(shè)備的檢測(cè)做的很不充分,只是加上了相應(yīng)

34、的傳感器，細(xì)節(jié)部分沒有處理.今后有機(jī)會(huì)繼續(xù)設(shè)計(jì)的話其主要工作就是這些細(xì)節(jié)部分的處理。河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 結(jié)論結(jié)論在研究了我國的一些中小型選煤廠仍然存在著眾多的人工進(jìn)行原煤采樣.對(duì)工人來說，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且危險(xiǎn)系數(shù)高，特別是在運(yùn)行中的生產(chǎn)工具如火車頂部采樣。對(duì)整個(gè)原煤質(zhì)量來說，由于是人工采樣，采樣地點(diǎn)不可能均勻分布,采樣質(zhì)量不高.另外，人為因素太多，不能正確顯示煤的質(zhì)量的問題。分析了如果能在其過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,不但能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可以提高生產(chǎn)效率，提高采樣精度。由此，提出并設(shè)計(jì)了設(shè)計(jì)一套自動(dòng)原煤采樣裝置。由于 PLC 在工業(yè)控制中的優(yōu)越性，它將與選煤工業(yè)緊密結(jié)合而實(shí)現(xiàn)原煤采

35、樣的自動(dòng)化，解決了選煤過程的自動(dòng)化和減少人體危害。最后使得選煤機(jī)械化采樣，工人工作環(huán)境得到改善,勞動(dòng)強(qiáng)度也大大減小.另外自動(dòng)采樣不存在人為誤差，其結(jié)果比較接近入倉原煤的真實(shí)質(zhì)量情況。河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 王整風(fēng),可編程控制器原理與實(shí)踐教程M，上海交通大學(xué)出版社, 2007;2 常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器M, 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004;3 郁有文,傳感器原理與工程應(yīng)用（第二版） M ，西安電子科技大學(xué)出版社, 2004;4 欒桂冬 張金鐸，傳感器及其應(yīng)用 M ，西安電子科技大學(xué)出版社， 2004 ；5 許寥, 王淑英電氣控制與 PLC 應(yīng)用(第三版)M 。機(jī)械

36、工業(yè)出版社， 2005;6韓安榮, 通用變頻器及其應(yīng)用 , 機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 ； 7 王兆義， 可編程序控制器實(shí)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社編著 2003 ；8 章建民, 制冷機(jī)器 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 ;9 鄒金慧， 可編程序控制器（PLC）原理及應(yīng)用, 云南科技出版社 , 2005 ；10 朱寅生, 可編程控制器原理與應(yīng)用 ,華南理工大學(xué)出版社 , 2003；致致 謝謝經(jīng)過了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。從論文的選題、開題、以及論文的完成,每一步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)在李振杰老師的細(xì)心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下順利畫上句號(hào)。值此論文完成之際，我衷心感謝三年來在學(xué)

37、習(xí)、河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 生活等方面給予的諄諄教誨和培養(yǎng)的老師們,你們辛苦啦。本設(shè)計(jì)能順利的完成也歸功于各位老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。在此向河南工程學(xué)院的全體老師表示由衷的謝意，感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中使我學(xué)到了很多，我感到不論做什么事都要真真正正用心去做,才會(huì)使自己更加的成長,沒有學(xué)習(xí)就不可能有實(shí)踐的能力,沒有自己的實(shí)踐就不會(huì)有所突破，希望這次的經(jīng)歷能讓我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)生活中不斷成長與進(jìn)步.附錄附錄1 啟動(dòng)部分：原煤采樣啟動(dòng)部分梯形圖原煤采樣啟動(dòng)部分梯形圖河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)啟啟動(dòng)動(dòng)部分程序指令表部分程序指令表:河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 0LDX00021ANIM5041OUTM50022OUTY0032LDM50023OUTT3K10