基于PLC的热电厂输煤控制系统毕业设计

杭杭 州州 职职 业业 技技 术术 学学 院院 继继 续续 教教 育育 学学 院院 毕业设计 论文 毕业设计 论文 10 届 届 基于基于 PLC 的热电厂输煤系统控制的热电厂输煤系统控制 系系 别别 电气电气 10 专专 业业 电气自动化电气自动化 班班 级级 电气电气 10 姓姓 名名 陈陈 滔滔 指导教师指导教师 卢卢 望望 2012 年03 月20 日 基于基于 PLCPLC 的热电厂输煤系统控制的热电厂输煤系统控制 学生姓名 陈滔 学号 专业 电气自动化 论文设计简介 论文设计简介 由于热电厂输煤系统运行条件恶劣 各类干扰信号较多 使得抗干扰问题成为输煤程 控实际运行及调试中的一大难题 直接关系到整个输煤系统的安全运行 热电厂的输 煤程控系统改造为背景 详细分析和设计了一套 PLC 控制主要是输煤系统的自动控制 和手动控制部分 皮带机和各设备的联机控制由联机控制面板操作 提高系统可靠性 的方法 提出了一些具体措施 从硬件和软件两个方面着手 研究了信号抗干扰方法 和实施手段 并在热电厂程控改造工程中予以应用 工程实践表明 该系统运行可靠 抗干扰能力强 自动化程度高 为实现设备的状态检修奠定了必要的物质基础 设计的内容 1 PLC 控制能够实现安全高效的工作 2 满足输煤系统的各项技术要求 3 具体内容包括改造输煤系统的流程 控制系统软件构成 PLC 程序编写等 设计希望解决的问题 此项设计为了研究用 PLC 来设计整个输煤系统能有效的减少对人体的伤害及加强工作 效率 设计的内容 热电厂输煤系统分卸煤与上煤两大部分 料斗和 1 3 皮带负责把煤由铁路配煤场输送 到发电房 煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝后 由给煤机给煤经 4A 7A 到 0 或 4B 7B 到 0 送进锅炉 共 12 条皮带 在我的此次设计中 综合考虑设计的实用性和其性价比 我采用了一台 PLC 控制整 个系统 有卸煤部分和上煤部分两个独立的部分 PLC 与 PC 机不通信 PLC 控制主要 是输煤系统的自动控制和手动控制部分 皮带机和各设备的联机控制由联机控制面板 操作 研究的方法和技术路线 1 查阅资料 选定设计方案 2 确定设计方案 3 PLC 的选择 4 比较得出结论 5 撰写设计论文 目目 录录 摘要 Abstrac 第 1 章 绪论 1 1 1 基于 PLC 的输煤控制系统的意义 1 第 2 章 可编程序控制器的概况 2 2 1 PLC 的概念及发展 2 2 1 1 可编程序控制的历史 2 2 2 可编程序控制器的硬件及工作原理 3 2 2 1 可编程序控制器的基本结构 3 2 2 2 可编程序控制器的物理结构 4 第 3 章 系统的硬件设计 5 3 1 PLC 机型的选择 5 3 1 1 系统机型的选择 5 3 2 电动机的机型 6 3 3 电机主电路的设计 8 第 4 章 系统的软件设计 9 4 1 系统软件控制 9 4 2 卸煤部分的控制 11 4 3 上煤部分的控制 19 第 5 章 控制面板的设计 34 结束语 36 参考文献 37 致谢 38 附录 39 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 I 热电厂输煤传送带控制系统 摘要 传统的热电厂输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统 由于输煤系统现场环境十分恶劣 不仅极大损害了工人的身体健康 而且由于输煤系 统范围大 经常有皮带跑偏 皮带撕裂及落煤管堵塞等等麻烦 大大降低了发电厂的 生产效率 随着发电厂规模的扩大 对煤量的需求大大提高 传统的输煤系统己无法 满足发电厂的需要 本文在充分考虑输煤系统的作用和运行可靠性基础上 设计了一条两路多段互为 备用的输煤系统 从结构上保证了输煤系统的运行可靠性 根据输煤系统范围大 运 行方式多 提出了基于三菱公司 PLC 的输煤控制系统实现方案 该方案不仅降低了开 发的工作量 而且降低了维护的工作量 同时也以后的升级提供了条件 关键词 输煤控制系统 可编程序控制器 PLC 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 II The heat and power plant loses theControl system of a belt of coal Summary Abstract The traditional coal transfer system of power plant is a half automation system based on relay connect and manual work As the environment of the coal transfer system is so execrable it not only does harms to the worker s health but also has problems like belt slide belt avulsion and jam of the coal falling pipe and soon for its large scope This sharply decreases the productive eficiency of the power plant Along with the development in scale the coal requirement of power plants increases greatly And the traditional coal transfer system can t meet the needs of these power plants any more This paper proposed a coalt ransfers ystem after careful consideration on the function and run reliability It involves two subways which consist of multiple segments and backup for each other This can ensure the system s reliability on configuration Considering the large scope and multi work mode this paper put forward an implemental scheme of coal transfer control system based on MITSUBISHI s PLC The scheme reduces the workload of the exploitation and the maintenance It makes future promotion feasible Keywords coal transfer system programmable logic controlller PLC 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 1 第 1 章 绪论 皮带传输系统因其结构简单 使用方便 造价低廉被广泛应用于工业 商业 农 业 医药 军事等方面 在采矿运输 冶金送料 车站及码头的货物运输更是广泛使 用 同样 发电厂的输煤系统也采用皮带传输 热电厂输煤系统是热工厂中较为庞大的一个公用系统 其任务是卸煤 配煤 上 煤以达到按时 保质 保量的为机组提供燃煤的目的 1 1 基于 PLC 的输煤控制系统的意义 传统的热电厂输煤控制系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系 统 现场环境十分恶劣 工人们通过开动承前起后的皮带运输机及取煤机向锅炉前的 储煤仓输煤 经常有皮带跑偏 皮带撕裂及落煤管堵塞等等故障 但对热电厂而言 蒸汽工序的炉膛是不容许断煤的 输煤系统工作时尽量将煤装满储煤仓 不仅可以保 证输煤系统故障时 工人们有足够的时间排除故障 也可以保证输煤设备有充分的时 间检修 随着发电厂规模的迅速扩大 输煤系统的作用日益突出 而传统的输煤系统 已无法满足热电厂的需要 因此需要对传统的发电厂输煤系统进行改造 传统输煤系统具有以下特点 1 任务重 为了保证工业用煤 输煤系统必须始终处于完好的状态 日累计运 行时间达 8 10h 以上 2 运行环境差 劳动强度大 由于各种因素造成输煤系统的运行环境恶劣 脏污 需要占用大量的辅助劳动力 3 一次起动设各多 安全联锁要求高 同时起动的设备高达 20 30 台以上 在 起动或停机过程中有严格的联锁要求 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 2 第 2 章 可编程序控制器的概况 2 1 PLC 的概念及发展 现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应 生产出小批量 多品种 多规 格 低成本和高质量的产品 为了满足这一要求 生产设备和自动生产线的控制系统 必须具有极高的可靠性和灵活性 可编程序控制器正是顺应这一要求出现的 它是以 微处理器为基础的新型工业控制装置 已经成为当代工业自动化的主要支柱之一 可编程序控制器 Programmable Controller 本来应简称 PC 为了与个人计算机 Personal Computer 的简称 PC 相区别 现在一般将可编程序控制器简称为 PLC Programmable Logic Controller 2 1 1 可编程序控制器的历史 可编程序控制器的产生和发展与继电器控制系统又很大的关系 继电器已有上百 年的历史 它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关 在复杂的继电器控制系统 中 故障的查找和排除是非常困难的 可能会花费大量时间 严重地影响生产 1968 年 美国最大的汽车制造厂家 通用汽车公司 GM 提出了研制可编程 序控制器的基本设想 即 1 编程简单 可在现场修改程序 2 维护方便 采用插件式结构 3 可靠性高于继电器控制柜 4 体积小于继电器控制柜 5 成本可与继电器控制柜竞争 6 可将数据直接送入计算机 7 可直接使用 115V 交流输入电压 8 输出采用 115V 交流电压 能直接驱动电磁阀 交流接触器等负载 9 通用性强 扩展方便 10 能存储程序 存储器容量可扩展到 4KB 1969 年 美国数字设备公司 DEC 研制出了世界上第一台可编程序控制器 70 年代初期出现了微处理器 它的体积小 功能强 价格便宜 很快被用于可编 程序控制器 使它的功能增强 工作速度加快 体积减小 可靠性提高 成本下降 可编程序控制器不仅能实现对开关量的逻辑控制 还具有数学运算 数据处理 运动 控制 模拟量 PID 控制 通信联网等功能 在发达的工业化国家 可编程序控制器已 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 3 经广泛地应用在所有的工业部门 其应用已扩展到楼宇自动化 家庭自动化 商业 公用事业 测试设备和农业等领域 2 2 可编程序控制器的硬件及工作原理 2 2 1 可编程序控制器的基本结构 可编程序控制器主要由 CPU 模块 输入模块 输出模块和编程器组成 见图 2 1 CPU 模块 输 出 模 块 输 入 模 块 编程器 可编程序控制器 接触器 电磁阀 指示灯 电 源 按 钮 选择开关 限位开关 电 源 图 2 1 PLC 控制系统示意图 1 CPU 模块 CPU 模块主要由微处理器 CPU 芯片 和存储器组成 在可编程序控制系统中 CPU 模块相当于人的大脑和心脏 它不断地采集输入信号 执行用户程序 刷新系统 的输出 存储器用来储存和数据 2 I O 模块 输入 Input 模块和输出 Output 模块简称为 I O 模块 它们是系统的眼 耳 手 脚 是联系外部现场和 CPU 模块的桥梁 输入模块用来接收和采集输入信号 输 入信号有两类 一类是从按钮 选择开关 数字拨码开关 限位开关 接近开关 压 力继电器等来的开关量输入信号 另一类是由电位器 热电偶 测速发电机 各种变 送器提供的连续变化的模拟量输入信号 3 编程器 编程器除了用来输入和编辑用户程序外 还可以用来监视可编程序控制器运行时 各种编程元件的工作状态 4 电源 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 4 可编程序控制器使用 220V 交流电源或 24V 直流电源 可编程序控制器内部的直 流稳压电源为各模块内的电路供电 某些可编程序控制器可以为输入电路和外部电子 检测装置 如接近开关 提供 24V 直流电源 驱动现场执行机构的直流电源一般由用 户提供 2 2 2 可编程序控制器的物理结构 根据硬件结构的不同 可以将可编程序控制器分为整体式 模块式和叠装式 1 整体式可编程序控制器 整体式又叫单元式或箱体式 CPU 模块 I O 模块和电源装在一个箱状机壳内 机 构非常紧凑 它的体积小 价格低 小型可编程序控制器一般采用整体式机构 2 模块式可编程序控制器 大 中型可编程序控制器和部分小型可编程序控制器采用模块式机构 模块式可 编程序控制器用搭积木的方式组成系统 它由框架和模块组成 模块插在模块插座上 后者在框架中的总线连接板上 可编程序控制器厂家备有不同槽数的框架供用户选用 如果一个框架容纳不下所选用的模块 可以增设一个或数个扩展框架 各框架之间用 I O 扩展电缆相连 有的可编程序控制器没有框架 各种模块安装在基板上 3 叠装式可编程序控制器 三菱公司的 FX 系列可编程序控制器吸取了整体式和模块式可编程序控制器的优点 它的基本单元 扩展单元和扩展模块的高度和深度相同 但是宽度不同 它们不用基 板 仅用扁平电缆连接 紧密拼装后组成一个整齐的长方体 输入 输出点数的配置 也相当灵活 有人将这种结构称为叠装式 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 5 第 3 章 系统的硬件设计 PLC 控制系统的硬件设计是指硬件选型 近十几年来 国内外众多生产厂家提供 了多种系列 功能各异的 PLC 产品 已有几十个系列 几百种型号 PLC 品种繁多 其结构形式 性能 I O 点数 用户程序存储器容量 运算速度 指令系统 编程方法 和价格等各有不同 使用场合也各有侧重 因此 合理选择 PLC 对提高 PLC 控制系 统的技术 经济指标起着重要作用 3 1 PLC 机型选择 3 1 1 系统机型的选择 在考虑上述因素后 还要根据工程应用实际考虑其它一些因素 包括 性能价格比 毫无疑问 高性能的机型必然需要较高的价格 在考虑满足需要的 性能后 还要根据工作的投资状况来确定机型 备品备件的统一考虑 无论什么样的 设备 投入生产以后都要具有一定数量的备品备件 在系统软件设计时 对于一个工 厂来说应尽量与原有设备统一机型们这样就可减少备品备件的种类和资金积压 同时 还有考虑备品备件的来源 所选机型要有可靠的订货来源 计数支持 选定机型时还 要考虑有可靠的计数支持 这些支持包括必要的技术培训 设计指导 系统维修等内 容 以此为依据 我选用三菱公司的 FX2N系列可编程序控制器 FX2N是 FX 系列中功 能最强 速度最高的微型可编程序控制器 完全符合此设计的要求 整个热电厂输煤控制系统由一台 PLC 控制 共有 0 7 等 12 条输送带 由一个 控制室控制 将这一台 PLC 放在此控制室 对其说明如下 1 控制要求 整个控制系统可以分为卸煤和上煤两个部分 而这两部分都包括自动和手动控制 1 2 3 输送带主要完成卸煤部分的工作 此部分具有自动控制和手动控制方式供 选择 并且具有紧急停止和故障报警的功能 当运行方式确定为自动控制后 按下起 动按钮 电铃向各岗位发出预告信号 电铃响 60S 后自动停止 然后起动 3 输送带 再按逆煤流方向逐一起动每台联锁电机 最后一台电机起动完后 各台设备正常运行 正常停机按下停止按钮 料斗停止下煤 经一定延时后 各输送带按顺煤流方向依次 延时停机 如果遇其设备故障 该设备及其前面的设备立即停机 而该输送带以后的 皮带待料运完后停机 0 4 5 6 7 输送带主要完成上煤部分的工作 其与卸 煤部分的要求一致 只是有 AD BD 两种方式选择来运行 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 6 2 控制对象 卸煤部分 上煤部分 料斗电磁阀 1 个 犁煤机 2 台 拉绳开关 1 个 拉绳开关 2 个 1 输送带 4 A 和 4 B 输送带 皮带传动电动机 1 台 皮带传动电动机 1 台 拉绳开关 1 个 拉绳开关 2 个 2 输送带 5 A 和 5 B 输送带 皮带传动电动机 1 台 皮带传动电动机 2 台 拉绳开关 1 个 拉绳开关 2 个 3 输送带 6 A 和 6 B 输送带 皮带传动电动机 1 台 皮带传动机 2 台 拉绳开关 1 个 拉绳开关 7 A 和 7 B 输送带 皮带传动机电动机 2 台 拉绳开关 0 输送带 皮带传动机 1 台 拉绳开关 1 个 输入 输出点数分配如下 1 输入点 卸煤 上煤时自动 手动切换需要 2 个输入点 卸煤 上煤时的联锁 启动 停止 紧急停止需要 6 个输入点 控制料斗 1 3 皮带机需要 4 个输入点 AD BD 的工作方式的选择需要 1 个输入点 犁煤机 2 台 4 A 7 A 4 B 7 B 和 0 皮带机需要 11 个输入点 共需要 24 个输入点 2 输出点 卸煤 上煤时的联锁启动预告电铃和故障报警电铃需要 4 个输出点 控制料斗电磁阀和 1 3 皮带机需要 4 个输出点 犁煤机 2 台 4 A 7 A 4 B 7 B 和 0 皮带机需要 11 个输出点 共需要 19 个输出点 综上所述 共需要 24 个输入点 19 个输出点 并考虑一定的裕量 我选择的 PLC 型号为 FX2N 64MR 的 PLC 3 2 电动机的选型 电机根据系统的要求选择Y系列三相异步电动机 电动机的定子饶阻为 接法 采 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 7 用B级绝缘 采用全压启动 电动机的额定电压为380V 额定频率为50HZ 额定功率分 别为 M1 卸煤部分1 输送带电动机 Y200L1 2 30KW M2 卸煤部分2 输送带电动机 Y160M1 2 11KW M3 卸煤部分3 输送带电动机 Y200L1 2 30KW M4 上煤部分4 A输送带电动机 Y132S1 2 5 5KW M5 上煤部分5 A输送带电动机 Y200L2 2 37KW M6 上煤部分6 A输送带电动机 Y225M 2 45KW M7 上煤部分7 A输送带电动机 Y160M2 2 15KW M8 上煤部分4 B输送带电动机 Y132S1 2 5 5KW M9 上煤部分5 B输送带电动机 Y200L2 2 37KW M10 上煤部分6 B输送带电动机 Y225M 2 45KW M11 上煤部分7 B输送带电动机 Y160M2 2 15KW M12 上煤部分0 输送带电动机 Y160M1 2 11KW M13 上煤部分犁煤机电动机 AD Y132S2 2 7 5KW M14 上煤部分犁煤机电动机 BD Y132S2 2 7 5KW 其电机型号的选择如表 3 1 所示 表 3 1 电机型号参数表 电 机 型 号 额定功 率 KW 额定电 流 A 同步转速 r min 效率 功率 因数 堵转 电流 堵转 转矩 电机 台数 Y132S1 2 5 511 1290085 50 887 02 02 Y132S2 2 7 515290086 20 887 02 01 Y160M1 2 1121 8293087 20 887 02 02 Y160M2 2 1529 4293088 20 887 02 02 Y200L1 2 3056 9295090 00 897 02 02 Y200L2 2 3769 8295090 50 897 02 02 Y225M 2 4584297091 50 897 02 02 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 8 选用原件如下表 3 2 所示 表 3 2 元件列表 序号元件名称元件代号型号数量 1刀开关QSHR1 6013 2按钮开关SBLA19 11B D 6 3转换开关SASZLW5 163 4拉绳开关SLRN5 14 5热继电器FRJR16 2012 6熔断器FUNGT0036 3 3 电机主电路图的设计 由于所有的皮带电机和给煤机的工作方式和工作环境是一样的 只是功率有所不同 所以衙门的主电路的接线方式是类似的 其主电路的接线图如图 3 1 所示 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 9 图 3 1 电机接线图 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 10 第 4 章 系统的软件设计 热电厂输煤控制系统主要是通过皮带运机完成卸煤及上煤任务 本设计采用以 PLC 为核心控制 12 台皮带运输机 其中 1 3 皮带机完成卸煤任务 4 7 有 AD BD 两条输送线供选择 皮带机完成上煤任务 12 台皮带运输机 犁煤机分别用 14 台电动机 M1 M14 带动 4 1 系统软件控制 系统软件设计分为两部分 卸煤部分和上煤部分 卸煤部分和上煤部分都有公共 程序部分以及自动 手动控制部分 在这两部分控制中主要包括起动 停止 紧急停 止和故障停止四个部分 系统的自动控制控制如下 1 起动 起动时 为了避免在前段运输皮带上造成煤料堆积而造成事故 系统 要求逆煤料的流动方向按一定时间间隔顺序起动 即先起动该段的最后一台皮带机或 设备 经过 5S 延时后 再依次延时起动该段的其它皮带机和设备 起动时 先预警各 设备 经 60S 的延时后才起动各设备 卸煤部分 先起动 3 皮带机 经 5S 延时 起动 2 皮带机 经过 5S 延时 起动 1 皮带机 再经过 5S 延时 起动料斗 完成卸煤部分的起动过程 上煤部分 先起动 0 皮带机 同时要选择上煤的路线 经 5S 延时 起动 7 皮带 机 经过 5S 延时 起动 6 皮带机 经过 5S 延时 起动 5 皮带机 经过 5S 延时 起 动 4 皮带机 再经过 5S 延时 犁煤机起动 完成上煤部分的起动过程 2 停止 停止时为了使运输皮带上不残留煤料而造成事故 系统要求顺煤料流 动方向按一定时间间隔顺序停止 即先停止最前一台皮带机或设备 待 30S 延时后 在依次停止其它皮带机或设备 卸煤部分 先停止料斗 经过 30S 延时后 1 皮带机停止 经 30S 延时后 2 皮 带机停止 再经 30S 延时 3 皮带机停止 完成卸煤部分的停止过程 上煤部分 先停止犁煤机 经过 30S 延时后 4 A 或 4 B 皮带机停止 经过 30S 延时后 5 A 或 5 B 皮带机停止 经过 30S 延时后 6 A 或 6 B 皮带机停 止 经过 30S 延时后 7 A 或 7 B 皮带机停止 再经过 30S 延时后 0 皮带机停止 完成上煤部分的停止过程 3 紧急停止 当整个系统遇有紧急情况或故障时 系统将无条件的把全部皮带 机停止 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 11 4 故障停止 当某台皮带机或设备发生故障时 该皮带机及其前面的皮带机立 即停止 而该皮带机以后的皮带机待煤料运完后才停止 如卸煤部分 1 皮带机遇有故 障时 1 皮带机和料斗立即停止 经 30S 延时 2 皮带机停止 再经过 30S 延时 3 皮带机停止 手动控制过程跟自动控制过程的顺序是一样的 只是每个步骤都是手动操作的 而不是通过 PLC 来自动控制的 在设计中 首先将根据输入输出将 PLC 的输入输出点确定 分配所对应的触点 其 I O 分配如表 4 1 所示 表4 1 系统I O点分配清单 输入设备输入点分配输出设备输出点分配 卸煤自动 手动切换按钮 卸煤启动按钮 卸煤停止按钮 卸煤急停按钮 料斗电磁阀 1 皮带传动电机 2 皮带传动电机 3 皮带传动电机 上煤自动手动 切换按钮 上煤启动按钮 上煤停止按钮 上煤急停按钮 AD BD 运行选择按钮 犁煤机电机 AD 犁煤机电机 BD 4 A 皮带传动电机 5 A 皮带传动电机 6 A 皮带传动电机 7 A 皮带传动电机 4 B 皮带传动电机 5 B 皮带传动电机 6 B 皮带传动电机 7 B 皮带传动电机 0 皮带传动电机 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 卸煤启动预告电铃 上煤启动预告电铃 卸煤故障电铃 上煤故障电铃 料斗电磁阀 1 皮带传动电机 2 皮带传动电机 3 皮带传动电机 犁煤机电机 AD 犁煤机电机 BD 4 A 皮带传动电机 5 A 皮带传动电机 6 A 皮带传动电机 7 A 皮带传动电机 4 B 皮带传动电机 5 B 皮带传动电机 6 B 皮带传动电机 7 B 皮带传动电机 0 皮带传动电机 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 整个热电厂输煤控制系统由一台 PLC 控制 而在实际的运行过程中 整个输煤系 统的卸煤部分和上煤部分是两个不同的工作过程 其工作的过程互不受干扰和影响 此输煤系统的卸煤部分和上煤部分分别有单机和联机控制 手动和自动控制的方式供 选择 软件部分的设计主要是公共程序 自动控制程序和手动控制程序三部分 X0 是 自动 手动切换开关 当它为 ON 时将跳过自动程序 执行手动程序 为 OFF 时将跳过 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 12 手动程序 执行自动程序 公共程序用于自动程序和手动程序相互切换处理 开始执 行自动程序时 要求系统处于与自动的顺序功能图中初始步对应的初始状态 如果开 机时系统没有处于初始状态 则应进入手动工作方式 用手动操作使系统进入初始状 态后再切换到自动工作方式 也可以设置使系统自动进入初始状态的工作方式 其系 统程序的自动 手动切换示意如图 4 1 所示 公共程序 CJ P0 自动程序 CJ P1 手动程序 FEND P1 X0 X0 P0 图 4 1 自动 手动程序切换示意图 4 2 卸煤部分的控制 1 卸煤部分的公共程序控制 卸煤部分的公共程序中 初始化脉冲 M8002 将辅助继电器 M0 初始化 利用 M0 使卸煤部分状态初始化 X2 和 X3 是控制卸煤的停止和紧急停止 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 13 卸煤公共部分梯形图 2 卸煤部分的自动控制 起动 按下自动 手动切换按钮 S0 卸煤进入自动控制部分 按下起动按钮 SB0 X1 接通 Y0 接通发出预告电铃信号 同时定时器 T0 接通定时 60S 后 T0 的常 闭触点断开 电铃声停止 同时 T0 的常开触点闭合 S20 被置位 系统按逆煤流方向 起动 3 皮带机即 Y7 接通 3 皮带机起动运行 同时 T1 开始定时 5S 后 T1 的常开 触点闭合 S21 被置位 Y6 接通 2 皮带机起动运行 T2 定时 5S 后 S22 被置位 Y5 接通 1 皮带机运行 T3 定时 5S 后 Y4 接通 料斗运行 停止 按停止按钮 SB1 系统按顺煤流的方向停止 M1 和 S24 被置位 各定时器 复位 同时 S24 被置位 Y4 复位 料斗停止运行 T4 定时 30S 后 S25 被置位 Y5 复位 1 皮带机停止运行 接着 2 3 皮带机同样延时 30S 停止运行 紧急停止 按紧急停止按钮 SB2 M8034 线圈 通电 禁止输出 系统停止 M2 的常闭触点串联控制定时器 T4 T6 复位 故障停止 系统的工作运行中 难免有皮带机或设备发生故障 为了及时发现故 障的设备 延长生产设备的使用寿命 确保工作人员的人身安全 在自动控制系统中 SET M0 SET M1 SET S24 SET M1 SET M2 SET M8034 X2 X3 M8002 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 14 设置故障停止程序是非常重要的环节 故障的产生有两种情况 过载时间太长 过载 保护的热继电器的常闭触点断开 皮带机的拉绳开关动作常闭触点断开 其当某台皮 带机或设备发生故障时 该皮带机或设备及其前面的皮带机或设备立即停止 而该皮 带机或设备以后的皮带机待煤料运完后才停止 如在卸煤系统中 若是料斗发生故障 则 Y4 立即复位 使料斗停止工作 而其后面的设备则按照正常的停机程序依次停机 若是 1 皮带机发生故障 Y4 和 Y5 立即复位 使料斗和 1 皮带机立即停止工作 其 后面的设备或皮带机按照正常的停机程序依次停机 在控制每个皮带机的继电器线圈的常闭触点 停止和紧急停止控制的辅助继电器 M1 的常闭触点控制输出线圈 当输出线圈接通时 常闭触点断开 不会故障报警而停 止 如果输出继电器控制的电机出现故障 常开触点断开 常闭触点闭合 系统报警 同时该继电器线圈和之前的设备停止 M1 的常闭触点串联在个继电器线圈的线路上 可以使系统在停止时不出错而报警停止 M1 的常闭触点还通过串联来控制 T1 T3 定 时器 系统停止后 定时器被复位 同时为了能使工作人员实时实地的控制整个系统的工作过程 给每一台设备或皮 带机都装了一个显示灯 当设备工作时 其显示灯熄灭 在正常运行工作时 如果有 设备或皮带机发生故障时 电铃声响起 同时显示灯亮 使工作人员知道有机器故障 通过其显示灯工作人员便知道是哪一台设备除了故障 其梯形图如图所示 3 卸煤部分的手动控制 系统启动时 默认的是手动控制方式 如果不选择自动方式 系统就进入手动控 制方式 Y0 接通发出预告电铃信号 定时器 T7 接通定时 60S 后 T7 的常闭触点断开 电铃声停止 分别启动控制料斗 1 3 皮带传动电机的手动控制控制开关 就能启动 各设备 同时 X2 X3 的常闭触点串联控制 Y4 Y7 以达到停止的目的 卸煤部分顺序功能图如下 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 15 S0 Y0 T0 S20SET Y7 T1 S21SET Y6 T2 Y2 Y2 S22SET Y5 T3 S23SET Y4 K600 K50 K50 K50 X1 T0 T1 T2 T3 Y7 M1 Y6 M1 Y2 S24 Y5 M1 Y2 Y4 M1 S26 S25 S27 RST Y4 T4 K300 M2 T4 RST Y5 T5 K300 M2 T5 RST Y6 T6 K300 M2 T6 RST Y7 RET ZRST Y4 Y5 Y6 Y7 ZRST Y4 Y5 Y6 ZRST Y4 Y5 M5 M3 M4 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 16 卸煤自动控制部分梯形图 CJ P0 SET S0 SET Y7 SET S20 SET S21 SET M3 X0 M0 S0X1 Y0 X2 T0 X3 K600 Y0 T0 T0 S20 M1 T1K50 T1 Y7 M1 Y2 SET Y6 SET S22 SET M4 M1 T2 S21 Y6M1 T2 K50 Y2 ZRST Y4 Y7 M3 ZRST Y4 Y6 M4 4 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 17 SET S22 SET Y5 SET M5 M1 M1 T3 Y5 S22 T3 K50 Y2 SET Y4 SET S24 Y4 M1 Y2 S23 RST Y4 SET S25 RST Y5 SET S26 S24 S25 M2 Y4 M2 Y5 T4 T5 K300 K300 ZRST Y4 Y5 M5 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 18 SET S22 SET S22 S26 M2 Y6 T6 K300 SET S22 S27 RET 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 19 卸煤手动控制部分梯形图 SET S22 X0 X2 X2 X2 X2 X2 X3X1 X3 X3 X3 X3 Y0 X7 X6 X5 X4 T7 Y7 Y6 Y5 Y4 K600 Y0 Y4 Y5 Y6 Y7 FEND P1 T7 P0 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 20 4 3 上煤部分的控制 1 上煤部分的公共程序控制 卸煤部分的公共程序中 初始化脉冲 M8002 将辅助继电器 M6 初始化 利用 M6 使卸煤部分状态初始化 X12 和 X13 是控制卸煤的停止和紧急停止 2 上煤部分的自动程序 起动 按下自动 手动切换按钮 S1 接着按下起动按钮 SB3 X11 接通 Y1 接通 发出预告电铃信号 同时定时器 T8 定时 60S 后 T8 的常开触点闭合 电铃声停止 同时 T8 的常开触点闭合 S30 被置位 系统按逆煤流方向起动 Y22 接通 0 皮带机 起动运行 同时 T9 开始定时 这时需要选择上煤过程的路线 即 AD BD 路线 5S 后 T9 的常开触点闭合 S31 被置位 Y15 接通 4 皮带机起动运行 5 7 皮带机 和犁煤机依次延时 5S 起动 停止 按停止按钮 SB4 X12 接通 先停止犁煤机 系统按照顺煤流方向依次使 各设备停止工作 如果系统是 AD 运行方式 首先 Y10 复位 犁煤机 AD 停止工作 T18 定时 30S 后 T18 的常开触点闭合 Y12 置位 4 A 皮带机停止工作 5 A 6 A 7 A 0 依次延时 30S 停止运行 如果系统是 BD 运行方式 首先 Y11 复位 犁煤机 BD 停止工作 T23 定时 30S 后 T23 的常开触点闭合 Y16 置位 4 B 皮带机停止工作 5 B 6 B 7 B 0 依次延时 30S 停止运行 紧急停止 按紧急停止按钮 SB5 如果系统是 AD 运行方式 则 M8034 线圈 通 电 系统停止 M8 的常闭触点串联控制定时器 T18 T22 复位 如果系统是 BD 运行 方式 则 M8034 线圈 通电 系统停止 M8 的常闭触点串联控制定时器 T23 T27 复 位 故障停止 在上煤系统中 若是犁煤机 AD 发生故障 则 Y10 立即复位 使犁 煤机停止工作 而其后面的设备则按照正常的停机程序依次停机 若是 4 A 皮带机发 生故障 Y10 和 Y12 立即复位 使犁煤机 AD 和 4 A 皮带机立即停止工作 其后 面的设备或皮带机按照正常的停机程序依次停机 每个皮带机的继电器线圈的常闭触点 停止和紧急停止控制的辅助继电器 M4 的 常闭触点控制输出线圈 当输出线圈接通时 常闭触点断开 不会故障报警而停止 如果输出继电器控制的电机出现故障 常开触点断开 常闭触点闭合 系统报警 同 时该继电器线圈和之前的设备停止 M4 的常闭触点串联在个继电器线圈的线路上 可 以使系 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 21 统在停止时不出错而报警停止 M4 的常闭触点还通过串联来控制 T8 T17 定时器 系 上煤公共部分梯形图 统停止后 定时器被复位 3 上煤部分的手动控制 系统启动时 默认的是手动控制方式 如果不选择自动方式 系统就进入手动控 制方式 Y1 接通发出预告电铃信号 定时器 T28 接通定时 60S 后 T28 的常闭触点断 开 电铃声停止 分别启动控制犁煤机 4 7 和 0 皮带传动电机的手动控制控制开关 就能启动各设备 同时 X12 X13 的常闭触点串联控制 Y12 Y22 以达到停止的目的 上煤部分顺序公共图如下 SET M6 SET M7 SET S41 SET M7 SET M8 SET M8034 X12 X13 M8002 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 22 S1 Y1 T8 S30SET Y22 T9 S31SET Y15 T10 Y3 ZRST Y12 Y15 Y22 Y3 ZRST Y12 Y15 S32SET Y14 T11 K600 K50 K50 K50 X11 T8 T9 T10 T11 Y22 M7 Y15 M7 Y14 M7 SET S31 SET S36 X14 T9 X14 T9 Y3 ZRST Y12 Y14S33SET Y13 T12K50 T12 Y13 M7 Y3 ZRST Y12 Y13 S34SET Y12 T13K50 T13 Y12 M7 Y3 SET S41 S35 SET Y10 SET S41 Y3 Y10 M7 M9 M11 M12 M13 ZRST Y16 Y22 M10 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 23 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 24 S36 SET Y21 T14 S37SET Y20 T15 Y3 ZRST Y16 Y21 Y3 ZRST Y16 Y20 S38SET Y17 T16 K50 K50 K50 T14 T15 T16 Y21 M7 Y20 M7 Y17 M7 Y3 ZRST Y16 Y17 S39SET Y16 T17K50 T17 Y16 M7 Y3 S40SET Y11 Y11 M7 Y3 SET S46 S41RST Y10 T18K300 M5 T18 M14 M15 M16 SET S47 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 25 S42 RST Y12 T19K300 M8 T19 S43RST Y13 T20K300 T20 S44 RST Y14 T21K300 M8 T21 RST Y15 T22K300 M8 T22 RST Y11 T23K300 M8 T23 S47 RST Y16 T24K300 M8 T24 S46 S45 M8 S48 RST Y17 T25K300 M8 T25 S49 RST Y20 T26K300 M8 T26 S50 RST Y21 T27K300 T27 S51 M8 RST Y22 RET 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 26 上煤自动控制部分梯形图 CJ P2 SET S1 SET Y22 SET S30 SET M9 SET S31 SET S34 X0 M6 S1X11 Y1 X12 T8 X13 K600 Y1 T8 T8 S30 M7 T9 K50 X14 Y14 T9 Y10 T9 Y3 M7 Y22 SET M10 Y11 ZRST Y12 Y22 M9 ZRST Y16 Y22 M10 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 27 S32 SET Y14 SET S33 SET M12 M7 T11 Y14M7 T11 1 Y3 K50 1 SET Y13 SET S34 SET M13 M7 T12 Y13M7 T12 1 Y3 K50 1 S33 S31 SET Y15 SET S32 SET M11 M7 T10 Y15M7 T10 K50 Y3 ZRST Y12 Y15 M11 ZRST Y12 Y14 M12 ZRST Y12 Y13 M13 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 28 S34 SET Y12 SET S34 SET S42 M7 T13 Y12M7 T13 1 Y3 K50 1 SET Y10 S35 SET S41 Y3 M7 Y10 SET Y21 SET S32 SET M14 M7 T14 Y21M7 T14 K50 Y3 S36 ZRST Y16 Y21 M14 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 29 SET Y20 SET S32 SET M15 M7 T15 Y20M7 T15 K50 Y3 S37 S38 SET Y17 SET S39 SET M16 M7 T15 Y17M7 T15 1 Y3 K50 1 ZRST Y16 Y20 M15 ZRST Y16 Y17 M16 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 30 S39 SET Y16 SET S40 SET S47 M7 T17 Y16M7 T17 1 Y3 S40 SET Y11 Y3 SET S46 Y11M7 S41 RST Y10 T18 SET Y42 T18 M8 K300 S42 RST Y12 T19 SET Y42 T19 M8 K300 K50 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 31 S47 RST Y16 T24 SET Y48 T24 M8 K300 S43 RST Y13 T20 SET Y44 T20 M8 K300 S44 RST Y14 T21 SET Y45 T21 M8 K300 S45 RST Y15 T22 SET Y51 T22 M8 K300 S46 RST Y11 T23 SET Y47 T23 M8 K300 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 32 S50 RST Y21 T27 SET S51 T27 M8 K300 S48 RST Y17 T25 SET Y49 T25 M8 K300 S49 RST Y20 T26 SET Y50 T26 M8 K300 S51 RST Y22 RET 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 33 上煤手动控制部分梯形图 CJ P3 X13 X10 K600 T28 X11 Y1 P2 X12 Y1 Y10 Y10 X15X13X12 Y11 Y11 X16X13 X12 Y12 Y12 X17X13 X12 Y13 Y13 X20X13 Y14 Y14 X21X13 Y15 Y15 X22X13 X12 X12 X12 T28 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 34 Y16 Y16 X23X13 X12 Y17 Y17 X24X13 X12 Y20 Y20 X25X13 X12 Y21 Y21 X26X13 X12 Y22 Y22 X27X13 X12 FEND P3 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 35 第 5 章 控制面板的设计 在此设计中的整个控制系统中分为卸煤和上煤两个部分 在实际的工作环境中 两个部分的距离很远 而且工作运行中互不影响 为了控制方便以及在现场的操作方 便和安全 根据电气原理图的设计可以在总控制室设计一个控制柜 它的控制面板 如 图 5 1 所示 上有电源开关及显示 卸煤和上煤部分的联机起动 停止 急停按钮及显 示 上煤部分的皮带机运行方式的选择开关和显示等 在系统的工作中 手动运行时 在每台的设备的旁边装有拉绳开关来控制各台设备 电 源 开 电 源 关 H L2 H L1 H L3 H L4 H L5 H L6 H L7 H L8 H L9 HL 10 HL1 1 HL 12 H L1 3 HL 14 S0 S B0 S B1 S B2 S1 S B3 S B4 S B5 S2 图5 1 系统控制面板 基于 PLC 的热电厂输煤控制系统设计 36 下面对控制面板图中的符号所表示的功用说明下表5 1所示 表 5 1 控制面板符号功用表 符号功能及注释 S0卸煤自动 手动切换开关 SB0卸煤启动按钮 SB1卸煤停止按钮 SB2卸煤急停按钮 S1上煤自动 手动切换开关 SB3上煤启动按钮 SB4上煤停止按钮 SB5上煤急停按钮 S2AD BD 运行方式选择开关 HL1 HL2电源开关显示灯 HL3 HL4卸煤自动 手动选择显示灯 HL5卸煤启动显示灯 HL6卸煤停止显示灯 HL7卸煤急停显示灯 HL8上煤自动 手动选择显示灯 HL9 HL10上煤启动按钮 HL11上煤停止按钮 HL12上煤急停按钮 HL13 HL14AD BD 运行方式选择显示灯 基于 PLC 的热电厂输煤控制