PLC控制鍋爐輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)（單片機(jī)論文）

1、；.JIU JIANG UNIVERSITY 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題 目： PLC控制鍋爐輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 自 動(dòng) 化 姓 名： 邱 濤 班 級(jí)： 電 A0631 指導(dǎo)教師： 蔡 苗 苗 二零一零年五月前言本設(shè)計(jì)論文是自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文，主要是利用FX2N系列可編程序控制器來(lái)設(shè)計(jì)鍋爐（熱電廠）輸煤控制系統(tǒng)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容即為PLC在鍋爐（熱電廠）輸煤傳送帶控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 其設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求是：輸煤系統(tǒng)分卸煤與上煤兩大部分。料斗和1#3#皮帶負(fù)責(zé)把煤由鐵路從煤場(chǎng)輸送到配煤場(chǎng)。煤在配煤場(chǎng)經(jīng)碾碎去渣和鐵硝石，由給煤機(jī)給煤經(jīng)4#A7#A到0#或者4#B7#B到0#送進(jìn)鍋

2、爐，共12條皮帶，配煤場(chǎng)靠近鐵路，與發(fā)電房側(cè)的電控室相距1000M. 方案要求用一臺(tái)PLC控制卸煤、給煤。系統(tǒng)具備很多自動(dòng)化控制的功能：(1)系統(tǒng)啟動(dòng)前各臺(tái)設(shè)備預(yù)警;(2)地面輸煤生產(chǎn)線上各設(shè)備按逆煤流方向順序延時(shí)起動(dòng),按順煤流方向順序延時(shí)停車(chē);(3)輸煤線上任一設(shè)備因故障或其它原因停車(chē)時(shí),來(lái)煤方向各設(shè)備立即停車(chē),順煤方向順序延時(shí)停車(chē),以避免堆煤,減少皮帶壓煤;(4)在緊急情況下,任一設(shè)備都可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē);(5)對(duì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè),并將信息傳輸給PLC;(6)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及故障報(bào)警等信息都可以在總控室由顯示燈顯示出來(lái)。輸煤系統(tǒng)是熱電廠中較為龐大的一個(gè)公用系統(tǒng)

3、，現(xiàn)階段的大多數(shù)熱電廠中，其輸送過(guò)程是通過(guò)皮帶輸送機(jī)來(lái)完成，整個(gè)輸煤系統(tǒng)由多臺(tái)輸送距離較長(zhǎng)的皮帶輸送機(jī)組成。輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)是由料斗和皮帶的傳遞將煤由貯煤場(chǎng)輸送到配煤場(chǎng)，由給煤機(jī)給煤，再經(jīng)由皮帶機(jī)傳送到鍋爐。在此次設(shè)計(jì)中主要概述了輸煤系統(tǒng)的卸煤和上煤的皮帶傳輸控制。該系統(tǒng)用三菱公司的FX2N系列PLC作為控制核心，整個(gè)系統(tǒng)采用了一臺(tái)PLC控制12臺(tái)皮帶機(jī)，整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)一個(gè)控制室。利用PLC控制皮帶輸煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)了逆煤?jiǎn)?dòng)、順煤停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式， 從而實(shí)現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。熱電廠輸煤系統(tǒng)大都使用皮帶機(jī)輸送，實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)備多，任務(wù)繁重

4、，系統(tǒng)戰(zhàn)線長(zhǎng)，環(huán)境惡劣，噪聲和粉塵污染嚴(yán)重，運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員身體受到嚴(yán)重危害。因而為了減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕惡劣環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員身體危害，提高工作效率和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，加裝卸煤上煤整體自動(dòng)化控制裝置勢(shì)在必行。摘 要：本篇文章介紹了一種利用先進(jìn)的PLC技術(shù)對(duì)熱電廠(鍋爐)自動(dòng)輸煤系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方案；并且敘述了皮帶機(jī)的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程設(shè)計(jì)步驟。輸煤系統(tǒng)是熱電廠中較為龐大的一個(gè)公用系統(tǒng)，現(xiàn)階段的大多數(shù)熱電廠中，其輸送過(guò)程是通過(guò)皮帶輸送機(jī)來(lái)完成，整個(gè)輸煤系統(tǒng)由多臺(tái)輸送距離較長(zhǎng)的皮帶輸送機(jī)組成。輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)是由料斗和皮帶的傳遞將煤由貯煤場(chǎng)輸送到

5、配煤場(chǎng)，由給煤機(jī)給煤，再經(jīng)由皮帶機(jī)傳送到鍋爐。在此次設(shè)計(jì)中主要概述了輸煤系統(tǒng)的卸煤和上煤的皮帶傳輸控制。該系統(tǒng)用三菱公司的FX2N系列PLC作為控制核心，整個(gè)系統(tǒng)采用了一臺(tái)PLC控制12臺(tái)皮帶機(jī)，整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)一個(gè)控制室。利用PLC控制皮帶輸煤機(jī)，實(shí)現(xiàn)了逆煤?jiǎn)?dòng)、順煤停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式， 從而實(shí)現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。關(guān)鍵詞：可編程序控制器；輸煤自動(dòng)控制系統(tǒng) ；皮帶輸送機(jī)；單機(jī)控制；聯(lián)動(dòng)控制ABSTRACT：This article introduces the advanced technique of PLC in a kind of t

6、he exploitation to transport to the hot power station the coal control system proceeds the project that technique reforms;And described the belt conveyer basic theory,PLC basic theory,PLC engineering design step.The coal system is a comparatively huge public system in the heat and power plant to fai

7、l, in most present heat and power plants, to send course to come and finish through belt conveyer, fail coal system send and make up by many set from the longer belt conveyer entirely it. Fail coal main task of system to store from hopper and transmission of belt coal yard send to buy the coal yard,

8、 give the coal by the coal giving machine, and then convey to the boiler via the belt machine. Prove and fail coal system unload coal and belt to pay coal transmitted and controlled mainly in design this. It's time and fail coal belt control system use FX2N series PLC of Mitsubishi Company as co

9、re of controlling, Whole system adopt a PLC control 12 belt machines, the whole control system sets up a control room.It make use of the machine that PLC control leather belt transport coal in this design,on the original basic ,execute reflux start,downstream stops and obstacle stops,the function of

10、 the urgent ceasing,and have the handicraft move the control with control two kinds of controls method automatically,so realize automation function that transport the coal system.KEYWORDS: Programmable logic computer; Coal strop transporting; Belt conveyer; The unit controlling; Link and control系統(tǒng)總體

11、設(shè)計(jì)在確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案之前，要先進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際和生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)查研究，現(xiàn)有系統(tǒng)信息、設(shè)備原始資料是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先提條件。熱電廠輸煤系統(tǒng)大都使用皮帶機(jī)輸送，實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)備多，任務(wù)繁重，系統(tǒng)戰(zhàn)線長(zhǎng)，環(huán)境惡劣，噪聲和粉塵污染嚴(yán)重，運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員身體受到嚴(yán)重危害。因而為了減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕惡劣環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員身體危害，提高工作效率和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，加裝卸煤上煤整體自動(dòng)化控制裝置勢(shì)在必行。本次設(shè)計(jì)的思路就是熱電廠輸煤系統(tǒng)的PLC自動(dòng)控制。輸煤系統(tǒng)有兩條輸煤線，包括料斗、給煤機(jī)、0#、1#7#等12條皮帶機(jī)，在電廠中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發(fā)電就會(huì)

12、受到影響。為了保證生產(chǎn)運(yùn)行的可靠件，輸煤系統(tǒng)采用自動(dòng)（聯(lián)鎖）、手動(dòng)（單機(jī)）兩種控制方式，自動(dòng)、手動(dòng)方式由開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。由于輸煤廊環(huán)境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進(jìn)行，儀表盤(pán)上設(shè)有各個(gè)設(shè)備的啟、停按鈕，還有為PLC提供輸入信號(hào)的控制開(kāi)關(guān)。輸煤設(shè)備控制功能由PLC實(shí)現(xiàn)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和皮帶跑偏監(jiān)測(cè)以及故障紀(jì)錄功能則由上級(jí)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)完成。在我的設(shè)計(jì)方案中其設(shè)計(jì)要求是：起動(dòng)設(shè)備時(shí)先起動(dòng)最后一臺(tái)皮帶機(jī)或者設(shè)備，經(jīng)過(guò)5S延時(shí)后，再依次起動(dòng)其他的皮帶機(jī)；停機(jī)時(shí)先停止最前一臺(tái)設(shè)備，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其他設(shè)備；當(dāng)某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該設(shè)備前面的設(shè)備立即停止，而該設(shè)備以后的皮帶機(jī)待料運(yùn)送完后才

13、停止。系統(tǒng)的自動(dòng)化控制功能：(1)系統(tǒng)啟動(dòng)前各臺(tái)設(shè)備預(yù)警;(2)地面輸煤生產(chǎn)線上各設(shè)備按逆煤流方向順序延時(shí)起動(dòng),按順煤流方向順序延時(shí)停車(chē);(3)輸煤線上任一設(shè)備因故障或其它原因停車(chē)時(shí),來(lái)煤方向各設(shè)備立即停車(chē),順煤方向順序延時(shí)停車(chē),以避免堆煤,減少皮帶壓煤;(4)在緊急情況下,任一設(shè)備都可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē);(5)對(duì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè),并將信息傳輸給PLC與總控機(jī);(6)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及故障報(bào)警等信息都可以在總控室屏幕上顯示。整套輸煤系統(tǒng)的控制由一臺(tái)PLC控制，由0#7#等12條輸送帶完成輸煤工作，整個(gè)控制系統(tǒng)分為卸煤和上煤兩個(gè)部分，由一個(gè)控制室控制。1#，2#，3#

14、皮帶輸煤帶完成卸煤工作，0#，4#，5#，6#，7#等皮帶輸送帶完成上煤工作。上煤工作分AD、BD兩種方式運(yùn)行，卸煤部分與上煤部分都具有單機(jī)和聯(lián)機(jī)控制、手動(dòng)和自動(dòng)方式供選擇，都具有聯(lián)機(jī)起動(dòng)、聯(lián)機(jī)停止、急停、故障停止和報(bào)警功能。當(dāng)運(yùn)行方式為聯(lián)機(jī)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，由預(yù)備鈴響對(duì)各崗位發(fā)出預(yù)告信號(hào)，卸煤部分首先啟動(dòng)3#皮帶輸送帶，上煤部分首先啟動(dòng)0#皮帶輸送帶，然后都按著逆煤流方向逐一啟動(dòng)每臺(tái)聯(lián)鎖電機(jī)，最后一臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)完畢后，各臺(tái)設(shè)備正常運(yùn)行。正常停機(jī)時(shí)，按下停止按鈕，卸煤部分料斗停止下煤，經(jīng)一定延時(shí)后，各輸送帶按順煤流方向依次延時(shí)停機(jī)；上煤部分給煤機(jī)停止給煤，經(jīng)一定延時(shí)后，各輸送帶也按順煤流方向依次

15、延時(shí)停機(jī)。當(dāng)需要緊急停止時(shí)，按下急停按鈕，系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行設(shè)備同時(shí)斷電，使正在運(yùn)行的皮帶機(jī)或設(shè)備同時(shí)停機(jī)。如果設(shè)備故障，該設(shè)備及其前面的設(shè)備立即停機(jī)，而該輸送帶以后的皮帶待料運(yùn)完后停機(jī)。上煤部分有兩種工作方式。AD的工作方式為：給煤機(jī)4#A5#A6#A7#A0#鍋爐；BD的工作方式為：給煤機(jī)4#B5#B6#B7#B0#鍋爐。在生產(chǎn)實(shí)踐中設(shè)計(jì)成兩種工作方式就是為了有多種輸煤途徑供選擇，不耽誤為機(jī)組保質(zhì)、保量提供燃煤的目的，當(dāng)一種發(fā)生故障，還有另一種輸煤方式可供選擇，使系統(tǒng)可以保質(zhì)、保量的照常提供燃煤。整個(gè)系統(tǒng)可顯示各皮帶輸送帶和輸煤設(shè)備的運(yùn)行狀況，并對(duì)整個(gè)輸煤過(guò)程的所有情況做出實(shí)時(shí)記錄。使用可編程

16、序控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖3.1所示，與常用的繼電器控制工藝過(guò)程分析硬件設(shè)計(jì)分析控制要求軟件設(shè)計(jì)確定I/O設(shè)備選擇PLC分配I/O點(diǎn)數(shù)繪制流程圖I/O接線圖的設(shè)計(jì)控制面板的設(shè)計(jì)主電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)梯形圖繪制程序指令表輸入程序并檢測(cè)調(diào)試選擇外部設(shè)備 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟邏輯設(shè)計(jì)比較，組件的選擇代替了原來(lái)的部件選擇，程序設(shè)計(jì)代替了原來(lái)的硬件邏輯設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中的輸煤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的因素有：（1）系統(tǒng)組成方案與網(wǎng)絡(luò)通信方式；（2）系統(tǒng)總的I/O點(diǎn)數(shù)?？紤]適當(dāng)余量，以此選擇PLC框架個(gè)數(shù)和I/O模塊數(shù)量；（3）控制系統(tǒng)的工藝流程，復(fù)雜程度。根據(jù)控制的復(fù)雜程度選定存儲(chǔ)器容量；（4）輸入/輸出設(shè)備

17、規(guī)格。包括控制信號(hào)類型、大小，負(fù)載設(shè)備的性質(zhì)。以此確定輸入/輸出模塊類型；（5）CPU選擇。由存儲(chǔ)器容量、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和模塊類型、運(yùn)算功能和運(yùn)算速度等因素選擇合適的PLC機(jī)型；（6）根據(jù)輸入信號(hào)和輸出控制設(shè)備類型，選擇合適的I/O模塊；（7）按照模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序；（8）充分考慮系統(tǒng)的抗干擾性能；在保證系統(tǒng)性能和可靠性的前提下，組成性能價(jià)格比高的控制系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)PLC工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，各功能模塊配套方便，可減少大量的繼電器，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器控制難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制，可充分利用PLC軟件，使電器控制嚴(yán)格執(zhí)行互鎖，對(duì)許多涉及安全問(wèn)題或比較重要的互鎖不易采用軟件互鎖而應(yīng)盡量采用

18、硬件互鎖，提高系統(tǒng)的可靠性。PLC硬件應(yīng)用的要求：要應(yīng)用好PLC，防止產(chǎn)生不應(yīng)有的損壞，其硬件必須符合和滿足如下應(yīng)用的要求：（1） 物理環(huán)境 1、環(huán)境溫度：060，最好40，在PLC安裝處，要安裝一個(gè)通風(fēng)排氣扇散熱。2、環(huán)境濕度：一般在3585以下并無(wú)凝結(jié)現(xiàn)象。3、防止空氣中含有金屬粉塵或腐蝕性氣體以及太陽(yáng)紫外線直射，將控制柜進(jìn)行封閉。4、避免PLC主機(jī)直接受到震動(dòng)或撞擊，遠(yuǎn)離震動(dòng)、沖擊源。（2）電氣環(huán)境1、防噪音措施：采取屏蔽電纜線、屏蔽層和遠(yuǎn)離帶噪音的電磁開(kāi)關(guān)等。2、磁波干擾：采取可靠接地和封閉方法?？删幊绦蚩刂破鱌LC的選型從以上PLC的出現(xiàn)到PLC的發(fā)展過(guò)程，以及其自身的特點(diǎn)和與繼電器

19、控制邏輯的比較，都充分體現(xiàn)了PLC控制系統(tǒng)代替繼電器控制的必然。在實(shí)際中適用于工程應(yīng)用的可編程序控制器種類繁多，性能各異，可編程序控制器PLC的選用在應(yīng)用設(shè)計(jì)的開(kāi)始即可根據(jù)工藝提供的資料及控制要求等預(yù)先進(jìn)行。一般可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)及控制方式的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序控制器分為整體式和模塊式。整體式每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比比模塊式的便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。模塊式的可編程序控制器的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程序控制器靈活的多，模塊式可編程序控制器還具備多種特

20、殊I/O模塊供用戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時(shí)更換模塊等也很方便。因此較復(fù)雜，要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式可編程序控制器。系統(tǒng)如有模擬量閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速計(jì)數(shù)、通信聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)動(dòng)控制等特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的可編程序控制器計(jì)數(shù)，也可以選用內(nèi)置相應(yīng)功能的整體式可編程序控制器?？刂品绞娇煞譃楠?dú)立式、集中式和分布式等，而在本次輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了兩臺(tái)PLC控制，按其所要完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)中采用的是集中式控制方式。 CPU的能力CPU的能力是可編程序控制器最重要的性能指標(biāo)，也是機(jī)械選擇時(shí)首要考慮的問(wèn)題。實(shí)際上I/O點(diǎn)數(shù)，響應(yīng)速度和軟件功能都屬于CPU的能力，

21、后面分點(diǎn)提出，這里只說(shuō)明除此之外的CPU能力。可編程序控制器的CPU能力還應(yīng)包括處理器的個(gè)數(shù)，根據(jù)處理器的個(gè)數(shù)和位數(shù)就可粗略了解該可編程序控制器的基本特征；CPU的存儲(chǔ)器的性能，存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的地方，從使用角度考慮存儲(chǔ)器的性能主要是可供用戶使用的存儲(chǔ)器能力。它應(yīng)包括存儲(chǔ)器的最大容量，可擴(kuò)展性，存儲(chǔ)器的種類。存儲(chǔ)器的容量選擇在下一點(diǎn)將單獨(dú)提出，存儲(chǔ)器擴(kuò)展性和種類多少則體現(xiàn)了系統(tǒng)構(gòu)成的方便和靈活；中間標(biāo)志，計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的能力，這一性能實(shí)際上也體現(xiàn)了軟件功能。中間標(biāo)志的多少和類型對(duì)系統(tǒng)的使用性能具有一定關(guān)系，如果構(gòu)成的系統(tǒng)龐大，控制功能復(fù)雜，就需要較多的中間標(biāo)志。對(duì)于計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器不但要知

22、道它們的多少，還要知道它們的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)范圍。其它的性能參數(shù)，包括電流消耗，工作環(huán)境要求，壽命時(shí)間等?？傊?，CPU的能力是一種綜合的性能指標(biāo)，而且要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，以滿足工作應(yīng)用的要求。I/O點(diǎn)數(shù)的確定I/O點(diǎn)數(shù)是可編程序控制器的一個(gè)簡(jiǎn)單明了的性能參數(shù)，也是應(yīng)用計(jì)算機(jī)賽最直接的參數(shù)。在機(jī)型選擇時(shí)必須注意一下問(wèn)題：產(chǎn)品手冊(cè)上給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)的確卻含義，由于各公司的習(xí)慣不同，所給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)含義并不完全一樣，有的給出的時(shí)I/O總點(diǎn)數(shù)，即包括輸入也包括輸出，也就是手冊(cè)上給出的點(diǎn)數(shù)是輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)之和，有的則分別給出最大輸入點(diǎn)數(shù)和最大輸出點(diǎn)數(shù)。要分清模擬量I/O點(diǎn)數(shù)和數(shù)字量I/O點(diǎn)的

23、關(guān)系。有的產(chǎn)品模擬量I/O點(diǎn)數(shù)要占數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)，有的產(chǎn)品則分別獨(dú)立給出且互相并無(wú)影響。遠(yuǎn)程I/O的考慮，對(duì)于較大的控制系統(tǒng)，控制對(duì)象較為分散，一般都要采用遠(yuǎn)程I/O，在選擇機(jī)型時(shí)，要注意可編程序控制器是否具有遠(yuǎn)程I/O的能力和能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)數(shù)。智能I/O的考慮，在機(jī)型選擇考慮I/O點(diǎn)數(shù)的同時(shí)，還要考慮智能I/O的能力，具有智能I/O模板可方便的解決高速計(jì)數(shù)，閉環(huán)控制等特殊的控制功能。I/O點(diǎn)數(shù)的余量，無(wú)論如何，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中要留有充分的I/O點(diǎn)數(shù)作為備用，這主要時(shí)基于二方面的考慮，一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更改，如果不留有充分的余量，一旦系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整，控制功能增加，就要全部推翻原有設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，

24、造成不必要的損失；二是手冊(cè)上給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)都是在理想情況下獲得的參數(shù)，一旦滿負(fù)荷運(yùn)行，就要影響整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性，給系統(tǒng)帶來(lái)不良的影響，為了保證所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，建議根據(jù)實(shí)際I/O點(diǎn)數(shù)留有2030的余量。響應(yīng)速度對(duì)于數(shù)字量控制為主的工程應(yīng)用項(xiàng)目，可編程序控制器的響應(yīng)速度都可滿足實(shí)際需要，不必給以特殊的考慮。對(duì)于模擬量控制的系統(tǒng)，特別是具有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)則必須考慮可編程序控制器的響應(yīng)速度?？紤]響應(yīng)速度主要是從二個(gè)方面考慮。一是可編程序控制器程序的語(yǔ)句處理時(shí)間，另一個(gè)是可編程序控制器的掃描周期。一般手冊(cè)上都給出語(yǔ)句處理時(shí)間，而且是以處理1K的語(yǔ)句所需時(shí)

25、間計(jì)算的。在實(shí)際應(yīng)用中要注意邏輯處理指令和字處理主令所需時(shí)間是不同的，有的產(chǎn)品中給出每條指令的處理時(shí)間。在PLC中給出的掃描周期都是最大的掃描周期時(shí)間，而系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的掃描周期則與系統(tǒng)所連接設(shè)備的多少和應(yīng)用軟件的多少及復(fù)雜程序有關(guān)。在機(jī)型選擇時(shí)還應(yīng)該注意最大的掃描周期是否可以重新設(shè)定，如果可以重新設(shè)定，適應(yīng)性則更強(qiáng)。在有個(gè)特殊響應(yīng)速度要求的情況下，還要考慮系統(tǒng)中斷處理和直接控制I/O功能，這些功能可以隨時(shí)處理，而不變掃描周期的限制，當(dāng)然這些功能都是有一定的具體要求的，有的也與系統(tǒng)硬件配置有關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度還與輸入輸出有關(guān)，因?yàn)槿魏屋斎胼敵瞿０宥加幸欢ǖ臅r(shí)間滯后?？傊?，不同的控制對(duì)象對(duì)響

26、應(yīng)速度有不同的要求，要根據(jù)實(shí)際需要選擇可編程序控制器，控制對(duì)象信號(hào)變化速度快，則要求響應(yīng)速度快，控制對(duì)象信號(hào)變化速度慢，則要求響應(yīng)的速度就不同。存儲(chǔ)器容量的選擇在初步估算時(shí)，對(duì)于僅需開(kāi)關(guān)量控制的系統(tǒng)，將I/O點(diǎn)數(shù)乘以8，就是所需的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)，這一要求一般都能滿足，在只有模擬量輸入，沒(méi)有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量信號(hào)作數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)濾波和比較運(yùn)算等操作。估算時(shí)可為每路模擬量準(zhǔn)備100個(gè)存儲(chǔ)器字，在既有模擬量輸入又有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量作閉環(huán)控制，涉及的運(yùn)算相當(dāng)復(fù)雜，需要的用戶存儲(chǔ)器比只有模擬量輸入時(shí)要多一些，估算時(shí)可為每路模擬量準(zhǔn)備200個(gè)存儲(chǔ)器字，當(dāng)模擬量路數(shù)較少時(shí)，應(yīng)

27、將系統(tǒng)適當(dāng)增大，反之則應(yīng)將系統(tǒng)適當(dāng)減小。由于本人編程水平有限，在考慮存儲(chǔ)器的容量時(shí)，多留了一些裕量。在自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)存儲(chǔ)和對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)日?chǎng)合，對(duì)存儲(chǔ)器的要求是很大的，有時(shí)甚至要求可編程序控制器有十幾K字的甚至幾十K字的存儲(chǔ)容量。在選擇可編程序控制器的型號(hào)是不應(yīng)盲目追求過(guò)高的性能指標(biāo)，在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面應(yīng)留有一定的裕量。作為單機(jī)小規(guī)?？刂剖褂玫膱?chǎng)合，由于工藝簡(jiǎn)單、程序固定，多數(shù)使用EPROM存儲(chǔ)器或EPROM+RAM存儲(chǔ)器。對(duì)于大、中規(guī)模的可編程序控制器，往往用于工藝比較復(fù)雜且多變的場(chǎng)合，程序改變較多，因此一般都使用CMOS RAM存儲(chǔ)器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時(shí)存儲(chǔ)信息。存儲(chǔ)器的選

28、擇有兩種方法：一種是根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算，這種方法可精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量，缺點(diǎn)是要編完程序之后才能計(jì)算；另一種方法，也是我們常用的方法是估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進(jìn)行估算。代替繼電器： M=Km(10*DI)+(5*DO) （4.1)模擬量控制： M=Km(10*DI)+(5*DO)+(100*AI) (4.2)多路采樣控制： M=Km(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)+1+采樣點(diǎn)*0.25 (4.3)需開(kāi)關(guān)量控制：M=I/O點(diǎn)數(shù)*8 (4.4)式中，DI數(shù)字（開(kāi)關(guān)量）輸入信號(hào) DO數(shù)字（開(kāi)關(guān)量）輸出信號(hào) AI模擬量輸入信號(hào) Km每個(gè)節(jié)

29、點(diǎn)所占有存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù) M存儲(chǔ)器容量可編程序控制器的指令系統(tǒng)由于可編程序控制器應(yīng)用的廣泛性，各種機(jī)型所具備的指令系統(tǒng)也不完全相同，現(xiàn)代的可編程序控制器的指令功能越來(lái)越強(qiáng)，內(nèi)部元件的個(gè)數(shù)也越來(lái)越多。任何一種可編程序控制器都可以滿足開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的要求，如果系統(tǒng)要求完成模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，PID閉環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)控制等工作，可編程序控制器應(yīng)有算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送等功能，有時(shí)甚至要求有開(kāi)方、對(duì)數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算等功能。在機(jī)型選擇時(shí)，從指令系統(tǒng)方向應(yīng)注意下述內(nèi)容：指令系統(tǒng)的總語(yǔ)句數(shù)，這一點(diǎn)反映了整個(gè)指令所包括的全部功能；指令系統(tǒng)的種類，主要應(yīng)包括邏輯指令，運(yùn)算指令和控制指令，具體的要求則與實(shí)際要完成的控制功

30、能有關(guān)；指令系統(tǒng)的表達(dá)方式，指令系統(tǒng)的表達(dá)方式有多種；應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)圖，程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)，有子程序式的程序結(jié)構(gòu)；軟件開(kāi)發(fā)手段。在考慮指令系統(tǒng)這一性能時(shí)，還要考慮到軟件的開(kāi)發(fā)手段，一般的廠家對(duì)可編程序控制器都配有專用的編程器，提供較強(qiáng)的軟件開(kāi)發(fā)手段，有的廠家在此基礎(chǔ)上還開(kāi)發(fā)了專用軟件，可利用通用的微型機(jī)作為軟件開(kāi)發(fā)手段，這樣就更加方便了用戶的需要。機(jī)型選擇的其他考慮在考慮上述性能后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)際考慮其它一些因素，包括：性能價(jià)格比，毫無(wú)疑問(wèn)，高性能的機(jī)型必然需要較高的價(jià)格，在考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來(lái)確定機(jī)型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無(wú)論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)

31、以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于一個(gè)工廠來(lái)說(shuō)應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機(jī)型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時(shí)還有考慮備品備件的來(lái)源，所選機(jī)型要有可靠的訂貨來(lái)源；計(jì)數(shù)支持，選定機(jī)型時(shí)還要考慮有可靠的計(jì)數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓(xùn)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)，系統(tǒng)維修等內(nèi)容?？傊谶x擇系統(tǒng)機(jī)型時(shí)要依據(jù)前面所述的根據(jù)，按照可編程序控制器本身的性能指標(biāo)對(duì)號(hào)入座，選擇合適的系統(tǒng)。以此為依據(jù)，我選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設(shè)計(jì)的要求。由以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析可知：熱電廠PLC輸煤自控系統(tǒng)共有33個(gè)輸入點(diǎn)，20個(gè)

32、輸出點(diǎn)，所以根據(jù)它的輸入輸出點(diǎn)數(shù)我選用FX2N-80MR型號(hào)的PLC。電動(dòng)機(jī)的選型電機(jī)根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的定子饒阻為接法，采用B級(jí)絕緣，采用全壓?jiǎn)?dòng)。電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V，額定頻率為50HZ，額定功率分別為：M1：卸煤部分1#輸送帶電動(dòng)機(jī) Y200L-4（30KW）M2：卸煤部分2#輸送帶電動(dòng)機(jī) Y160M-4（11KW）M3：卸煤部分3#輸送帶電動(dòng)機(jī) Y200L-4（30KW）M4：上煤部分4#A輸送帶電動(dòng)機(jī) Y132S-4（5.5KW）M5：上煤部分5#A輸送帶電動(dòng)機(jī) Y225S-4（37KW）M6：上煤部分6#A輸送帶電動(dòng)機(jī) Y225M-4（45KW）M

33、7：上煤部分7#A輸送帶電動(dòng)機(jī) Y160L-4（15KW）M8：上煤部分4#B輸送帶電動(dòng)機(jī) Y132S-4（5.5KW）M9：上煤部分5#B輸送帶電動(dòng)機(jī) Y225S-4（37KW）M10：上煤部分6#B輸送帶電動(dòng)機(jī) Y225M-4（45KW）M11：上煤部分7#B輸送帶電動(dòng)機(jī) Y160L-4（15KW）M12：上煤部分0#輸送帶電動(dòng)機(jī) Y160M-4（11KW）M13：上煤部分給煤機(jī)電動(dòng)機(jī) Y132S-2（7.5KW）其電機(jī)型號(hào)的選擇如表4.1所示。表4.1 電機(jī)型號(hào)參數(shù)對(duì)照表電 機(jī)型 號(hào)額定功率（KW）額定電流（A）同步轉(zhuǎn)速（r/min）效率（%）功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩電機(jī)臺(tái)數(shù)Y112M-

34、248.2289085.50.87702.21Y132S-25.511.1290085.50.887.02.02Y132S-27.515290086.20.887.02.01Y160M-21122.5150087.50.857.01.42Y160M-21529.53000880.887.01.72Y180M-23057.2300089.50.897.01.72Y180M-23769.8300090.50.897.01.92Y200M-24584.53000910.897.01.92按鈕及保護(hù)裝置的選型刀開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)和小容量電機(jī)非頻繁啟動(dòng)的操作開(kāi)關(guān)。由操作手柄、刀片、觸頭座和底板等組成。刀開(kāi)關(guān)安裝時(shí)

35、，手柄要向上，不得倒裝或平裝。接線時(shí)，應(yīng)將電源接在上端，負(fù)載接在下端，作用在電弧上的電動(dòng)力和熱空氣的上升方向一致，就能使電弧迅速拉長(zhǎng)而且熄滅， 這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外事故的發(fā)生。適用于各皮帶機(jī)、破碎機(jī)、給煤機(jī)、通風(fēng)機(jī)的電源開(kāi)關(guān)。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用HR1-60型膠刀開(kāi)關(guān)。按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)。按鈕在系統(tǒng)中有啟動(dòng)停止復(fù)位清零選擇等作用。一般性的按鈕可選用LA18-22型，其中-常開(kāi)-常閉觸頭各兩個(gè)；緊急按鈕可選用LA18-22J型；

36、當(dāng)按鈕作為選擇開(kāi)關(guān)時(shí)可選用帶指示燈的按鈕，可選用LA19-11B/D。接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)是一種傳感器元件，可分為電感式、電容式兩種。其電壓等級(jí)有：直流型10V到60V不等；交流型的由24V到250V。其型號(hào)可根據(jù)實(shí)際情況合理選用，而且輸出電流最大為200mA。交流型又有二線、三線、四線等幾種。三線、四線又有NPN、PNP兩種。廣泛使用的PLC輸入模板，輸入信號(hào)是以負(fù)極為參考點(diǎn)，此時(shí)只能選用PNP型接近開(kāi)關(guān)。在本設(shè)計(jì)中，選用LXJ8（3SG）3234-ONR01，允許輸入電壓范圍AC30250V，動(dòng)作距離8mm.，輸出電流20300mA，動(dòng)作頻率15HZ。在系統(tǒng)的實(shí)際工作過(guò)程中，犁煤機(jī)是不受PLC

37、的控制的，而且也不帶電操作，完全由現(xiàn)場(chǎng)工作人員現(xiàn)場(chǎng)操作，當(dāng)需要用的時(shí)候才用，但是在整個(gè)設(shè)計(jì)的要求中要有犁煤機(jī)的工作顯示，于是在每臺(tái)犁煤機(jī)上裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān)即交流接觸器和一個(gè)顯示燈，以反映它的工作情況，當(dāng)犁煤機(jī)工作其接近開(kāi)關(guān)就會(huì)動(dòng)作，顯示燈亮，為了工作的安全，對(duì)犁煤機(jī)的顯示接110V的電壓。熱繼電器熱繼電器的種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機(jī)械輾壓而成。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器，在電路中作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常遇到過(guò)載情況，過(guò)載時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，繞組溫

38、升超過(guò)了允許值是將會(huì)加劇繞組絕緣老化，縮短電機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺姍C(jī)繞組燒壞。因此，凡電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，都需要對(duì)其過(guò)載提供保護(hù)裝置。選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應(yīng)大于被保護(hù)電路或設(shè)備的正常工作電流。作為電動(dòng)機(jī)保護(hù)時(shí)，要考慮其型號(hào)、規(guī)格和特性、正常啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)電流、負(fù)載的性質(zhì)等。在接線時(shí)對(duì)星型聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動(dòng)機(jī)的額定電流相等。在此系統(tǒng)中選用JR16-20型的熱繼電器。 熔斷器熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在使用時(shí)，熔斷器串接在所保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)

39、，主要用做短路保護(hù)。熔斷器的容體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，容體允許通過(guò)一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)聲短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中流過(guò)很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時(shí)，熔斷器斷切電路，從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。（1） 熔器類型的選擇 其類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合和安裝條件來(lái)選擇。例如用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)設(shè)時(shí)，一般要求熔斷器容量不大，也不要求限流，但希望其安秒特性平穩(wěn)；用于配電時(shí)，如短路電流較大，則選高分?jǐn)嗄芰蛞髱蘖髯饔玫?，如RT0系列；在經(jīng)常發(fā)生故障的地方，最好選用可折式，如RC1A、RL1、RM10等系列；在易燃品的地方，當(dāng)然禁止選用敞開(kāi)式的，并且其快速性應(yīng)該

40、很好等。（2） 熔斷器額定電壓的選擇 其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（3） 熔斷器的額定電流的選擇 其額定電流必須大于或等于所裝的熔體的額定電流。（4）熔體的額定電流的選擇 熔體的額定電流可按以下幾種情況選擇：1）、對(duì)于電爐、照明等阻性負(fù)載的短路保護(hù)，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，即 IfuI （4.5）式中，Ifu為熔體的額定電流；I為電路的工作電流。2）、保護(hù)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊電流的影響，應(yīng)按下式計(jì)算 Ifu（1.52.5）IN （4.6）式中，IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流 。3）、保護(hù)多臺(tái)電機(jī)時(shí)，則應(yīng)按下式計(jì)算 Ifu（1.52.5）INmax+IN （

41、4.7）式中，INmax為容量最大的一臺(tái)電機(jī)的額定電流；IN為其余電動(dòng)機(jī)的額定電流的總和。4）、要依據(jù)動(dòng)作特性校驗(yàn)所選擇熔斷器以及上下級(jí)的配合，前者是熔斷器自身特性于保護(hù)對(duì)象的匹配問(wèn)題，后者是熔斷器之間的配合問(wèn)題，在要求時(shí)才進(jìn)行校驗(yàn)。由公式得：4KW的電機(jī)8.2×2=16.4A可選用NGT00 20A型的電機(jī)；11KW的電機(jī)22.5×2=45A可選用NGT00 50A型的熔斷器；15KW的電機(jī)29.5×2=59A 可選用NGT00 63A型的熔斷器；同理30KW的電機(jī)可選用NGT1 125A型的熔斷器、37KW的電機(jī)可選用NGT1 160A型的熔斷器、45KW的電

42、機(jī)84.5×2=169A 可選用NGT1 160A型、5.5KW的電機(jī)可選用NGT00 25A、7.5KW的電機(jī)可選用NGT00 35A的熔斷器；對(duì)于總的電路的熔斷器選擇，可根據(jù)公司計(jì)算的，可選擇NGT4 1000A型的熔斷器。電機(jī)主電路圖的設(shè)計(jì)MFL3NL2L1由于所有的皮帶電機(jī)和給煤機(jī)的工作方式和工作環(huán)境是一樣的，只是功率有所不同，所以它們的主電路的接線方式是類似的。其主電路接線圖如圖4.1所示：FRKMFL3NL2L1M圖4.1 主電路接線圖軟件設(shè)計(jì)熱電廠輸煤皮帶控制系統(tǒng)主要是通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)完成卸煤及上煤任務(wù)，本設(shè)計(jì)采用以PLC為核心控制12臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)，其中1#3#皮帶機(jī)完成

43、卸煤任務(wù)；4#7#（有A、B兩條輸送線）皮帶機(jī)完成上煤任務(wù)。12臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)、給煤機(jī)分別用13臺(tái)電動(dòng)機(jī)（M1M13）帶動(dòng)。系統(tǒng)軟件控制要求為：（1）起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，為了避免在前段運(yùn)輸皮帶上造成煤料堆積而造成事故，系統(tǒng)要求逆煤料的流動(dòng)方向按一定時(shí)間間隔順序起動(dòng)，即先起動(dòng)該段的最后一臺(tái)皮帶機(jī)或設(shè)備，經(jīng)過(guò)5S延時(shí)后，再依次延時(shí)起動(dòng)該段的其它皮帶機(jī)和設(shè)備。卸煤部分：先起動(dòng)3#皮帶機(jī)，經(jīng)5S延時(shí)，2#皮帶機(jī)起動(dòng)，經(jīng)過(guò)5S延時(shí)，起動(dòng)1#皮帶機(jī)，再經(jīng)過(guò)5s延時(shí)，起動(dòng)料斗。卸煤部分的起動(dòng)過(guò)程完成。上煤部分：先起動(dòng)0#皮帶機(jī)，經(jīng)5S延時(shí)，7#皮帶機(jī)起動(dòng)，經(jīng)過(guò)5S延時(shí)，6#皮帶機(jī)起動(dòng)，經(jīng)過(guò)5S延時(shí)，5#皮帶機(jī)起動(dòng)，

44、經(jīng)過(guò)5S延時(shí)，4#皮帶機(jī)起動(dòng)，再經(jīng)過(guò)5S延時(shí)，給煤機(jī)起動(dòng)，上煤部分的起動(dòng)過(guò)程完成。（2）停止。停止時(shí)為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留煤料而造成事故，系統(tǒng)要求順煤料流動(dòng)方向按一定時(shí)間間隔順序停止，即先停止最前一臺(tái)皮帶機(jī)或設(shè)備，待30S延時(shí)后，在依次停止其它皮帶機(jī)和設(shè)備。卸煤部分：先停止料斗，經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，1#皮帶機(jī)停止，經(jīng)30S延時(shí)后，2#皮帶機(jī)停止，再經(jīng)305S延時(shí)，3#皮帶機(jī)停止。卸煤部分的停止過(guò)程完成。上煤部分：先停止給煤機(jī)，經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，4#皮帶機(jī)停止，經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，5#皮帶機(jī)停止，經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，6#皮帶機(jī)停止，經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，7#皮帶機(jī)停止，再經(jīng)過(guò)30S延時(shí)后，0#皮帶機(jī)停止。

45、上煤部分的停止過(guò)程完成。（3）緊急停止。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)遇有緊急情況時(shí)，這種情況下，系統(tǒng)將無(wú)條件地把全部皮帶機(jī)停止。（4）故障停止。當(dāng)某臺(tái)皮帶機(jī)或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待煤料運(yùn)完后才停止。如2#皮帶機(jī)遇有故障時(shí)，2#、1#皮帶機(jī)和料斗立即停止，經(jīng)30S延時(shí)，3#皮帶機(jī)上無(wú)煤料時(shí)，3#皮帶機(jī)停止。整個(gè)熱電廠輸煤控制系統(tǒng)由一臺(tái)PLC控制，而在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)輸煤系統(tǒng)的卸煤部分和上煤部分是兩個(gè)不同的工作過(guò)程，其工作的過(guò)程互不受干擾和影響。此輸煤系統(tǒng)的卸煤部分和上煤部分分別有單機(jī)和聯(lián)機(jī)控制、手動(dòng)和自動(dòng)控制的方式供選擇。在熱電廠的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，在每一臺(tái)皮帶機(jī)

46、或設(shè)備上都裝有一個(gè)選擇轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以供其選擇自動(dòng)控制方式或是單機(jī)（手動(dòng)）控制方式，綜合考慮實(shí)際操作的方便性和工廠設(shè)備投資成本的高低（可編程序控制器輸入輸出點(diǎn)數(shù)越多價(jià)格就會(huì)越昂貴），單機(jī)（手動(dòng)）控制方式的設(shè)計(jì)與PLC的控制和犁煤機(jī)的工作顯示沒(méi)有關(guān)系，即在每一臺(tái)設(shè)備或皮帶機(jī)的繼電器線圈之間串接一顯示燈，在犁煤機(jī)的接近開(kāi)關(guān)線路上串接一顯示燈，顯示其工作狀態(tài)即可。所以軟件部分的設(shè)計(jì)主要是自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，將其分為公共程序、卸煤部分和上煤部分的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，其系統(tǒng)程序的示意框圖如圖5.1所示。公 用 程 序卸煤部分自動(dòng)程序上煤部分自動(dòng)程序 圖5.1 系統(tǒng)程序示意框圖因?yàn)檎麄€(gè)熱電廠輸煤控制系統(tǒng)由一臺(tái)PLC控制

47、，共有0#7#等12條輸送帶，由一個(gè)控制室控制，將這一臺(tái)PLC放在此控制室，對(duì)其說(shuō)明如下： （1）控制要求整個(gè)控制系統(tǒng)可以分為卸煤部分和上煤部分。1#、2#、3#輸送帶主要完成卸煤工作，即卸煤部分，此部分具有單機(jī)控制和聯(lián)動(dòng)控制，手動(dòng)和自動(dòng)方式供選擇且具有急停和報(bào)警功能。當(dāng)運(yùn)行方式確定為聯(lián)動(dòng)后，按下起動(dòng)按鈕，電鈴響對(duì)各崗位發(fā)出預(yù)告信號(hào)，電鈴響一分鐘后自動(dòng)停止，然后起動(dòng)3#輸送帶，再按逆煤流方向逐一起動(dòng)每臺(tái)聯(lián)鎖電機(jī)，最后一臺(tái)電機(jī)起動(dòng)完后，各臺(tái)設(shè)備正常運(yùn)行。正常停機(jī)按下停止按鈕，料斗停止下煤，經(jīng)一定延時(shí)后，各輸送帶按順煤流方向依次延時(shí)停機(jī)。如果遇其設(shè)備故障，該設(shè)備及其前面的設(shè)備立即停機(jī)，而該輸送帶以

48、后的皮帶待料運(yùn)完后停機(jī)。0#、4#、5#、6#、7#輸送帶主要完成上煤工作，即上煤部分，其與卸煤部分的要求一致，只是分AD、BD兩種方式運(yùn)行。（2）控制對(duì)象卸煤部分：a、料斗電磁閥1個(gè)b、1#輸送帶皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)1臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)1個(gè)c、2#輸送帶皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)1臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)1個(gè)d、3#輸送帶皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)1臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)1個(gè)犁煤機(jī)3臺(tái)，每臺(tái)裝設(shè)1個(gè)接近開(kāi)關(guān)，共3個(gè)。卸煤部分的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)如下：1）輸入信號(hào)。自動(dòng)/手動(dòng)方式的選擇需要1個(gè)輸入點(diǎn)；聯(lián)鎖啟動(dòng)、停車(chē)、急停車(chē)需要3個(gè)輸入點(diǎn)；給煤機(jī)、13號(hào)皮帶機(jī)的熱繼電器觸點(diǎn)需要4個(gè)輸入點(diǎn)；1#3#號(hào)皮帶機(jī)的拉繩開(kāi)關(guān)需要3個(gè)輸入點(diǎn)。 共需11個(gè)輸入點(diǎn)。2）輸出信號(hào)

49、。聯(lián)鎖啟動(dòng)預(yù)告電鈴和故障報(bào)警電鈴需要2個(gè)輸出點(diǎn)；控制料斗電磁閥和1#3#號(hào)皮帶機(jī)的3個(gè)交流線圈需要4個(gè)輸出點(diǎn)；共需要6個(gè)輸出點(diǎn)。上煤部分：a、給煤機(jī)1臺(tái)，包括電機(jī)1臺(tái)b、4#輸送帶（A）、（B）皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)2個(gè)c、5#輸送帶（A）、（B）皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)2個(gè)d、6#輸送帶（A）、（B）皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)2個(gè)e、7#輸送帶（A）、（B）皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)2臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)2個(gè)A、B每條輸送帶需犁煤機(jī)1臺(tái)，共需接近開(kāi)關(guān)2個(gè) f、0#輸送帶皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)1臺(tái)拉繩開(kāi)關(guān)1個(gè)犁煤機(jī)3臺(tái)，需接近開(kāi)關(guān)3個(gè)。卸煤部分的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)如下：1）輸入信號(hào)。聯(lián)鎖啟動(dòng)、停車(chē)、急停車(chē)需要3個(gè)輸入點(diǎn)；

50、給煤機(jī)、4#7#和0#號(hào)皮帶機(jī)的熱繼電器觸點(diǎn)需要10個(gè)輸入點(diǎn)；4#7#和0#號(hào)皮帶機(jī)的拉繩開(kāi)關(guān)需要9個(gè)輸入點(diǎn)。 共需22個(gè)輸入點(diǎn)。2）輸出信號(hào)。聯(lián)鎖啟動(dòng)預(yù)告電鈴和故障報(bào)警電鈴需要2個(gè)輸出點(diǎn)；AD和BD的工作方式的顯示需要2個(gè)輸出點(diǎn)；控制給煤機(jī)和1#3#號(hào)皮帶機(jī)的10個(gè)交流線圈需要10個(gè)輸出點(diǎn)；共需要14個(gè)輸出點(diǎn)。綜上所述，共需要33個(gè)輸入點(diǎn)，20個(gè)輸出點(diǎn)，我選擇在設(shè)計(jì)中，首先將根據(jù)輸入輸出將PLC的輸入輸出端確定，分配所對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)，其I/O分配如表5.1所示：表5.1 系統(tǒng)I/O分配表輸入設(shè)備輸入點(diǎn)分配輸出設(shè)備輸出點(diǎn)分配手動(dòng)/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)卸煤部分啟動(dòng)按鈕卸煤部分停止按鈕卸煤部分急停按鈕上煤部分

51、啟動(dòng)按鈕上煤部分停止按鈕上煤部分急停按鈕料斗YV0熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)1#皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)2#皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)3#皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)AD/BD運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)給煤機(jī)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)4#A皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)5#A皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)6#A皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)7#A皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)4#B皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)5#B皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)6#B皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)7#B皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)0#皮帶熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)1#皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)2#皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)3#皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)4#A皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)5#A皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)6#A皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)7#A皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)4#B

52、皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)5#B皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)6#B皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)7#B皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)0#皮帶拉繩開(kāi)關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41料斗YV0電磁閥1#皮帶機(jī)(M1)交流線圈2#皮帶機(jī)(M2)交流線圈3#皮帶機(jī)(M3)交流線圈給煤機(jī)電機(jī)(M13)交流線圈4#A皮帶機(jī)(M4)交流線圈5#A皮帶機(jī)(M5)交流線圈6#A皮帶機(jī)(M6)交流線圈7#A皮帶機(jī)(M7)交流線圈4#B皮帶機(jī)(M8)交流線圈5#B帶機(jī)(M9)交流線圈6

53、#B帶機(jī)(M10)交流線圈7#B帶機(jī)(M11)交流線圈0#皮帶機(jī)(M12)交流線圈卸煤?jiǎn)?dòng)預(yù)告電鈴卸煤故障電鈴上煤?jiǎn)?dòng)預(yù)告電鈴上煤故障電鈴上煤部分AD工作方式顯示上煤部分BD工作方式顯示Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23控制系統(tǒng)的公共程序在SA0處于自動(dòng)狀態(tài)（X0接通）時(shí)，功能繼電器M8002將中間繼電器M0和M1初始化，利用M0和M1使卸煤部分和上煤部分的狀態(tài)初始化。另外存在著上煤系統(tǒng)和卸煤系統(tǒng)故障電鈴的處理情況，發(fā)生故障有兩種可能：皮帶機(jī)或設(shè)備過(guò)載；皮帶機(jī)的拉繩開(kāi)關(guān)作用。不管是什么時(shí)候發(fā)生故障，都會(huì)發(fā)出報(bào)警鈴聲。其梯形圖

54、及指令表見(jiàn)附圖二卸煤部分自動(dòng)程序卸煤部分的自動(dòng)程序分為起動(dòng)、停止、緊急停止、故障停止四大部分。起動(dòng)：按下起動(dòng)按鈕SB1，X1接通，Y16接通發(fā)出預(yù)告電鈴信號(hào)，同時(shí)定時(shí)器T33接通開(kāi)始定時(shí)，一分鐘后，T33的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電鈴聲停止，為防止皮帶打滑或橫向斷裂造成落煤管堵煤和跑煤事故發(fā)生，系統(tǒng)按逆煤流方向起動(dòng)最后一臺(tái)皮帶機(jī)即Y3接通，M3起動(dòng)，3#皮帶機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。T3開(kāi)始計(jì)時(shí)，在此時(shí)間段內(nèi)若停止按鈕SB2動(dòng)作，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入停止程序；若停止按鈕SB2不動(dòng)作，5S后T3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y2接通，M2起動(dòng)，2#皮帶機(jī)運(yùn)。T2開(kāi)始計(jì)時(shí)，在此時(shí)間段內(nèi)若停止按鈕SB2動(dòng)作，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入停止程序；若停止按鈕SB2不動(dòng)作，5S后T2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y1