湖南工程學(xué)院-電收塵振打機電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、湖南工程學(xué)院-電收塵振打機電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計湖南工程學(xué)院課程設(shè)計課程名稱 電氣控制與 PLC課題名稱 電收塵振打機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師劉星平 譚梅2013年6月21日湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電氣控制與PLC課題名稱電收塵振打機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級班姓 名學(xué)號指導(dǎo)教師劉星平、譚 梅、賴指南等審批黃峰任務(wù)書下達日期2013年6月10日課程設(shè)計完成日期 2013年6月21日設(shè)計內(nèi)容與要求一. 課程設(shè)計的性質(zhì)與目的本課程設(shè)計是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中不可缺少的一個綜合性教 學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要手段。 它的主要目的是培養(yǎng)學(xué) 生綜合運用本課程所學(xué)知識和技能去

2、分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般 工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程序和方法。 通過課程設(shè)計使學(xué)生得到工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本 課程的知識和技術(shù)去解決工程實際問題的能力。二. 課程設(shè)計的內(nèi)容1根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運動形式、工藝過程、工作環(huán) 境和控制要求，確定控制方案。2繪制電收塵振打機電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLCI/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。3. 選擇電器元件，列出電器元件明細表。4. 上機調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計說明書三. 課程設(shè)計的要求1. 所選控制方案合理，所設(shè)計的控制系統(tǒng)能夠滿足控制對象的工藝 要求，并且技術(shù)先進，安全可靠

3、，操作方便。2. 所繪制的設(shè)計圖紙符合國家標準局頒布的 GB4728- 84電氣圖用 圖形符號、GB6988-87電氣制圖、GB7159-87電氣技術(shù)中的文字 符號制定通則。3. 設(shè)計說明書應(yīng)重點突出，層次清楚，條理分明，篇幅不少于7000字。主要設(shè)計條件電氣控制技術(shù)課程設(shè)計題選（賴指南編，院內(nèi)印刷）一本。實物PLC設(shè)計說明書裝訂順序1. 課程設(shè)計說明書封面。2. 課程設(shè)計任務(wù)書。3. 說明書目錄。4. 正文（按設(shè)計內(nèi)容逐項書寫）5. 參考文獻。6. 附錄。7. 課程設(shè)計評分表。設(shè)計進度安排1第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要 求，收集

4、設(shè)計資料，準備設(shè)計工具。3. 第一周星期二第一周星期五：確定控制方案。繪制 電收塵 振打機電氣控制系統(tǒng) 的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和 梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細表。4. 第二周星期二：試驗調(diào)試5. 第二周星期三第二周星期五：編寫設(shè)計說明書 ，答辯。參考文獻1劉星平.PLC原理及工程應(yīng)用M.北 京：中國電力出版社 廖常初.PLC編程及應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社3 萬太福.可編程序控 制器及其應(yīng)用M.重慶：重慶大學(xué)出版社4 工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組.工廠 常用電氣設(shè)備手冊M.北京：水利電力出 版社5 謝桂林.電力拖動與控制M.北京：中 國礦業(yè)大學(xué)

5、出版社劉星平.電氣控制技術(shù)實驗指導(dǎo)書. 湖南工程學(xué)院附錄：課題簡介及控制要求1.課題介紹電收塵的基本原理是迫使煙氣通過直流高壓電場（電壓可高達75KV來達到收集塵埃的目的。由于直流高壓產(chǎn)生的高電場使電場內(nèi)的 氣體游離，變成帶正電和負電的正離子和電子， 當離子和電子與煙氣中 的煙塵碰撞時，便附在煙塵上，使煙塵顆粒也變成有不同極性的帶電體。 在電場的作用下，這些帶電體向兩級移動，并粘附在電極上，這就使煙 塵凈化了。為了收集這些塵埃，電極上方安裝有振打機，對電極進行定 時振打，使塵埃下落。這些振打機械就構(gòu)成了電收塵振打系統(tǒng)。下圖是一個八電場電收塵振打機示意圖。引風(fēng)機迫使煙氣分別進 入1、3、5、7和

6、2、4、6、8電場，凈化后由褲衩煙道排出。圖中 M1 M8是八個陽極振打電機；YM1 YM2是兩個電動閥門；M9 M10是兩個 電動閥門電機，可以正、反轉(zhuǎn)。分別用于完成 YM1 YM2的打開與關(guān)閉； SQ1 SQ2分別是YM1的開門、關(guān)門限位開關(guān)；SQ3 SQ4分別是YM2的 開門、關(guān)門限位開關(guān)。MM8分別由接觸器KMKM8控制，M9 M10 的正反轉(zhuǎn)由KMKM12控制。八電場電收塵陽極振打機示意圖2.控制要求該裝置對陽極采用自動間斷振打， 振打5分鐘，停振15分鐘。為 防止M8 M9振打時，下落的灰塵被0.97的煙氣帶出電場，M7和M9之 間應(yīng)有一定的連鎖關(guān)系；M7振打時，M9先關(guān)閉閥門YM

7、1振打完再打開。 同理，M8振打時，M10先關(guān)閉閥門YM2振打完再打開。閥門與振打配 合的規(guī)律是：閥門關(guān)閉一分鐘開始振打，振打完畢1.5分鐘后打開閥門。電收塵振打機的啟動和停止由啟動按鈕 SB1和停止按鈕SB2來操 作。按啟動按鈕SB1后振打機就按流程圖的順序自動循環(huán)工作。 按停止 按鈕SB2后，無論振打進行到哪個工作都全部停止。電動機的功率由設(shè)計者確定。目錄一、概述 9.二、方案論證 92.1 PLC 控制與繼電器控制相比較 92.2 總結(jié) 10三、系統(tǒng)硬件設(shè)計 113.1 電動機控制線路的設(shè)計 113.1.1 電器元件的選擇 113.1.2 電動機控制線路原理圖 . 123.2 控制系統(tǒng)設(shè)

8、計 143.2.1 PLC 元件選擇 143.2.2 PLC 接線圖 14四、系統(tǒng)軟件設(shè)計 154.1 軟件設(shè)計總體規(guī)劃 1574.2 順序功能圖 16五、總結(jié) 17附錄 1. 9參考文獻 26一、概述高壓靜電除塵器作為一種技術(shù)成熟、 制作相對簡單、 維護費用低的 工業(yè)煙氣凈化設(shè)備，長期以來在大氣污染治理行業(yè)中得到了廣泛的推 廣應(yīng)用。但是，當電除塵器電機表面粉塵沉積較厚時，將導(dǎo)致?lián)舸╇?壓降低，電暈電流減小，塵粒的有效驅(qū)進速度顯著下降，是電除塵器 性能受到嚴重影響。因此，及時有效地清除電極表面的積灰，防止二 次揚塵，是實現(xiàn)電除塵的最后一個物理過程，也是保證電除塵器高效 運行的重要條件。電極清灰

9、方法有濕式清灰、機械清灰和聲波清灰 3 種，其中，機械清灰應(yīng)用較廣。在充分理解靜電除塵原理與工作過程 的基礎(chǔ)上，按照優(yōu)化時序控制原則設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)，對電除塵器的 陰極和陽極進行周期性振打清灰控制，以保證電除塵器高效、可靠運 行，具有十分重要的意義。從 PLC控制角的來看，電除塵振打控制系 統(tǒng)具有時序控制特點，正好能發(fā)揮PLC的優(yōu)勢。所以，電除塵振打PLC 控制系統(tǒng)在工業(yè)電除塵器種得到了廣泛應(yīng)用。二、方案論證2.1 PLC 控制與繼電器控制相比較(1) 邏輯控制 繼電器控制是利用各電器件機械觸點的串、并聯(lián)組合成邏輯控制。采用硬線連接 , 連線多而復(fù)雜 , 對今后的邏輯修改、增加功能很困 難

10、。而PLC中邏輯控制是以程序的方式存儲在內(nèi)存當中，改變程序， 便可改變邏輯。連線少、體積小、方便可靠。(2) 控制速度依靠機械觸點的吸合動作來完成控制的繼電器控制系統(tǒng) , 工作頻率 低，工作速度慢。而PLC由于采用程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控 制 , 穩(wěn)定、可靠 , 運行速度大大提高了。(3) 順序控制繼電器控制是利用時間繼電器的滯后動作來完成時間上的順序控 制。時間繼電器內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響 , 造 成定時的精度不高。在 PLC 內(nèi)部 是由半導(dǎo)體電路組成的定時器以及 由晶體振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖計時 , 定時精度高。使用者根據(jù)需要 , 定時值在程序中便可設(shè)置 , 靈活性

11、大 , 定時時間不受環(huán)境影響。(4) 靈活性可擴展性繼電器系統(tǒng)安裝后 , 受電器設(shè)備觸點數(shù)目的有限性和連線復(fù)雜等原 因的影響 , 人和輸出模塊 , 理論上連接可以無窮多。連線少 , 靈活性可擴展性 好。(5) 計數(shù)功能繼電器控制可實現(xiàn)邏輯功能 , 但不具備計數(shù)的功能。 PLC 內(nèi)部有特 定的計數(shù)器 , 可實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的步進控制。(6) 可靠性和可維護性繼電器控制使用大量的機械觸點 , 觸點在開閉時會產(chǎn)生電弧 , 造 成損傷并伴有機械磨損 , 使用壽命短 , 運行可靠性差 , 不易維護。而 PLC 采用微電子技術(shù) , 內(nèi)部的開關(guān)動作均由無觸點的半導(dǎo)體電路來完 成。體積小 , 壽命長 , 可靠性

12、高 , 并且能夠隨時顯示給操作人員 , 及 時監(jiān)視控制程序的執(zhí)行狀況 , 為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供便利。2.2 總結(jié)PLC 經(jīng)過多年在工業(yè)領(lǐng)域的運用后 , 按其功能 , 它主要應(yīng)用在以 下幾個方面(1) 數(shù)據(jù)處理：PLC是具有微處理器的一種智能電子產(chǎn)品，它具有數(shù) 值運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及數(shù)據(jù)傳輸通信等功能。(2) 邏輯控制：PLC具有邏輯運算功能,可實現(xiàn)多種通斷控制。(3) 定時控制：由于 PLC為用戶提供了很多計時器,且時間設(shè)定值 可由用戶程序設(shè)定修改，所以有很強的定時功能。(4) 計數(shù)功能：同時PLC為用戶提供了很多的計數(shù)器,也可通過軟 件進行計數(shù)值的設(shè)定。(5) 順序控制：可依據(jù)生產(chǎn)

13、加工過程，實現(xiàn)定位輸出、順序啟動等 控制。(6) 通信聯(lián)網(wǎng)：可以對調(diào)節(jié)器、變頻器等實現(xiàn)遠程控制。也可與其它PLC或計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸通信 ，構(gòu)成“集中管理分散控 制”的分布式控制系統(tǒng)。所以，選擇PLC控制方案更有利。三、系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1電動機控制線路的設(shè)計電器元件的選擇序號名稱符號數(shù)量型號主要技術(shù)參數(shù)備注1隔離開關(guān)QS1H215-63/3012熔斷器FU11R11-60/30熔座60A/熔體30A3交流電流表PA1162T51-30/5A30/5A4電流互感器TA11LQG-0.5-30/5A30/5A5交流電壓表PV1162T51-450V450V6斷路器QF1-QF1 0 KM1-K

14、M1 2 FR2-FR1 010D247-63/3C6A3C/6A7交流接觸器12CJX2-0910AC220V8熱繼電器5JRS1D-259電動機M2-M105Y2-801-40.55KW10熱繼電器FR1-FR95JRS1D-2511電動機M1-M95Y2-100L1-42.2KW電動機控制線路原理圖國aa曽b5§B甘目13ss00 L-fF n_r.-_1-廠*nurrT_F"1L廠TPLL<、 c1n口3.2控制系統(tǒng)設(shè)計321 PLC元件選擇序號名稱符號數(shù)型號主要技術(shù)參數(shù)備量注1PLC主機CPU2241S7-CPU2242擴展模塊EM2231EM233DC24

15、 4I/O3斷路器QF11 QF122D247-63/2C6A2C/6A4隔離變壓器T11380V/220V,500380V/220V,500WW5按鈕SB11LA19-11（綠）6按鈕SB21LA19-11（紅）7熱繼電器FR1-FR44JRS1D-253.2.2 PLC接線圖S7-CPW24la*L1M2Mr 24Vt: FR1R2_一 r L+10110.210.3IQ .410.5Idd丄4+-0Q05203QO4QM10Qll120ILILX3L四、系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1軟件設(shè)計總體規(guī)劃SM0.1HHM0.0H H10.1KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9(Y1關(guān)）Q

16、0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5 C)0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1KM10KM11KM12SB1(SB2SQ1SQ2SQ3SQ4(YM1(YM2(YM2啟（停(YM1 (YM1 (YM1 (YM開）關(guān)）開）動）止）1122關(guān)）開）關(guān)）開）Q2.0Q2.1Q2.2I0.1 1().2 10.3H0.4 I0.5 1064.2順序功能圖、總結(jié)SM0.1十Q0.1 Q0.1 T3rvi廠T37K3000K9000MM*M0K6000.6丁41T40丁4344葉104Q0.Q0.T3K3000Q2.1K600Qk30(T't2廠K9000.5MT42K3000Q0.Q0.T4K3

17、000Q1.1M1M1M1M1T4T45Q0.T46T47Q2.0T4K3000K900M2I ,T48K3000M2I ,T49M2M2M2M2M2Q0.Q0.K3000K9000T4T50Q0.Q0.T5T51K3000K9000T52Q0.Q0.T5T53K3000K9000T54 T順序功通過兩個周的 PLC 的課程設(shè)計，在自己的努力下，最終完成 S7-200 系列 PLC 控制注塑機的設(shè)計。本控制系統(tǒng)就是充分利用了 PLC 、接 口電路芯片。實現(xiàn)了對注塑機的控制，達到了設(shè)計的目的。這次設(shè)計 的 PLC 控制注塑機的主要內(nèi)容包括設(shè)計出了硬件系統(tǒng)的接線圖、 梯形 圖等；運用步進指令進行

18、PLC 控制程序設(shè)計； 還進行了系統(tǒng)調(diào)試。 在 設(shè)計中運用所學(xué)的理論知識，進行注塑機運行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè) 計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào) 試能力、分析問題與解決問題的能力。綜合運用了所學(xué)的知識，理論 與實際相結(jié)合，提出并論證設(shè)計方案，然后進行軟、硬件的設(shè)計、制 作與調(diào)試，最后獲得正確的結(jié)果。加深了對所學(xué)理論知識的鞏固，加 強了建立 PLC 控制工業(yè)機械和生產(chǎn)過程系統(tǒng)的整體概念， 初步掌握了 PLC 控制工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的軟、 硬件開發(fā)方法， 為以后進行實際 的 PLC 軟、硬件應(yīng)用開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。 與此同時， 也加強了我 們對問題的分析解決能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)后的工作做了充 分的準備。由于缺乏閱歷與實際經(jīng)驗，本次設(shè)計還存在許多不足的地方。但是 才疏學(xué)淺專業(yè)知識匱乏的我仍對這方面很感興趣，相信本次設(shè)計會對 我的今后生活或工作中會有很大的幫助。以后我會不斷學(xué)習(xí)，不斷地 充實自己的。感謝老師在這次課程設(shè)計中對我的指導(dǎo)，使我順利地完成了課程設(shè) 計。最后祝老師身體健康！工作順利！梯形圖:附錄I網(wǎng)第1 關(guān)標題M0.1MO.QT37INTON'3X0-PT1I£)(J nosM0.2M0.1M0.2嚴）136| hiTONSOOL-PT100 ms岡路4