新疆煤校毕业论文冶炼厂矿石供料系统设计

1、.：.； TITLE * MERGEFORMAT 冶炼厂矿石供料系统设计专 业 矿 山 机 电 作者姓名 木 合 塔 江 指点教师 周 晔 定稿日期： date yyyy年MM月dd日 2021年06月18日 冶炼厂矿石供料系统设计新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计论文义务书学 生 姓 名木合塔江专业班级矿山机电08-51班设计(论文)标题 TITLE * MERGEFORMAT 冶炼厂矿石供料系统设计接受 义务 日期11年3月8日完成义务日期2021年6月16日指 导 教 师周晔指点教师单位新疆工业高等专科学校设计(论文)内容目的经过本次毕业设计论文，培育学生综合运用所学根底实际、根本知

2、识、根本技艺和专业知识，联络消费及科研实践完成某一课题，全面检验学生分析和处理问题的才干，使学生掌握根本设计方法，遭到初步工程技术训练。设计(论文)要求本次毕业设计论文培育学生独立任务才干，偏重与开发学生发明力，应在稳定所学专业实际知识的根底上，熟练掌握专业根本技艺，从而到达具有从事专业实践任务的初步才干。论文指点记录2021年3月8日-4月29日 查找资料初步确定设计标题2021年4月30日-5月14日 根据设计标题进一布查找资料2021年5月15日-5月20日 完成开题报告以设计大纲交教师批认2021年5月20日-5月30日 一稿交教师批阅2021年6月2 日- 6月26日 完成设计二稿交

3、教师批参考资料注：此表发给学生后由指点教师填写，学生按此表要求开展毕业设计论文任务。新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计论文成果表学 生 姓 名木合塔江专业班级矿山机电08-51班设计(论文)标题 TITLE * MERGEFORMAT 冶炼厂矿石供料系统设计指点教师签名周晔指点教师单位新疆工业高等专科学校指导教师评语评阅成果： 评阅教师签字： 年月日答辩记录成果： 提问教师签字： 年月日答辩小组意见争辩成果： 争辩小组组长签字： 年月日冶炼厂矿石供料系统设计 COMMENTS * MERGEFORMAT 新疆工业高等专科学校|机械工程系 摘 要传统的冶炼厂矿石供料控制系统是一种基于继电接触

4、器和人工手动方式的半自动化系统。但随着冶炼厂规模的扩展，对矿石的需求量大大提高，传统的供料系统已无法满足冶炼厂的需求。本文在对传统供料控制系统进展了仔细的分析与研讨后，结合相关实际和技术，制定出一套由PLC为控制中心的皮带传输供料控制系统。为了实现供料系统的稳定运转，处置诸如皮带跑偏、打滑及撕裂等问题，在主电路中用传感器检测缺点信号，软件中调用相应传感器检测到的缺点信号处置子程序并执行处置。运用皮带运输线进展矿石供料大大提高了任务效率。在PLC中运用子程序的方式，不仅便于实现多种运转方式，而且大大提高了程序的可维护性和可靠性。经过实验室供料控制系统的仿真，阐明了该供料控制系统运转的正确性、适用

5、性。关键词：PLC、矿石供料系统、组态软件AbstractThe traditional smelter ore material feeding control system is a kind of based on relay contactor and artificially manually half automation system. But as the smelter, the expansion of the scale of the demand for ore greatly improved, and the traditional material feeding

6、 system has failed to meet the needs of smelter. In this paper, the traditional material feeding control system has carried on the earnest analysis and research, unifies the related theory and technology, develop a set of by PLC as control core belt transmission material feeding control system. In o

7、rder to realize the material feeding system, such as the stable operation of the belt running deviation and handle problems such as skidding and tear in the main circuit fault signal using sensor detection, software invokes the sensor detects corresponding fault signal processing procedure and execu

8、te processing. Using belt transit for ore material feeding greatly improve the working efficiency. Application of subroutines in PLC, not only is easy to realize the way many kinds of operation mode, and greatly improve the reliability and maintainability of the program. After lab material feeding c

9、ontrol system, the simulation shows that the material feeding control system runs and practicability. Keywords: PLC, ore material feeding system, the configuration software目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296177753 摘 要 PAGEREF _Toc296177753 h I HYPERLINK l _Toc296177754 Abstract PAGEREF _Toc29617

10、7754 h II HYPERLINK l _Toc296177755 第 1 章 绪 论 PAGEREF _Toc296177755 h 1 HYPERLINK l _Toc296177756 1.1 课题的提出 PAGEREF _Toc296177756 h 1 HYPERLINK l _Toc296177757 1.2 矿石供料系统技术开展前景 PAGEREF _Toc296177757 h 2 HYPERLINK l _Toc296177758 1.3 本课题的主要研讨内容 PAGEREF _Toc296177758 h 2 HYPERLINK l _Toc296177759 1.4

11、课题的意义 PAGEREF _Toc296177759 h 3 HYPERLINK l _Toc296177760 第 2 章 系统总体方案设计 PAGEREF _Toc296177760 h 4 HYPERLINK l _Toc296177761 2.1 系统分析 PAGEREF _Toc296177761 h 4 HYPERLINK l _Toc296177762 2.1.1 矿石供料系统的工艺运用及特点 PAGEREF _Toc296177762 h 4 HYPERLINK l _Toc296177763 2.1.2 矿石供料系统的组成 PAGEREF _Toc296177763 h 5

12、 HYPERLINK l _Toc296177764 2.1.3 供料系统工艺流程 PAGEREF _Toc296177764 h 6 HYPERLINK l _Toc296177765 2.2 系统控制方案确实定 PAGEREF _Toc296177765 h 8 HYPERLINK l _Toc296177766 2.2.1 控制方案总体构造的实现 PAGEREF _Toc296177766 h 8 HYPERLINK l _Toc296177767 2.2.2 矿石供料系统控制流程 PAGEREF _Toc296177767 h 9 HYPERLINK l _Toc296177768 第

13、 3 章 系统硬件设计 PAGEREF _Toc296177768 h 10 HYPERLINK l _Toc296177769 3.1 系统主要设备选型 PAGEREF _Toc296177769 h 10 HYPERLINK l _Toc296177770 3.1.1 PLC简介 PAGEREF _Toc296177770 h 11 HYPERLINK l _Toc296177771 3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 PAGEREF _Toc296177771 h 15 HYPERLINK l _Toc296177772 3.1.3 皮带机的选型 PAGEREF _Toc2961777

14、72 h 15 HYPERLINK l _Toc296177773 3.1.4 电动机的选型 PAGEREF _Toc296177773 h 16 HYPERLINK l _Toc296177774 3.1.5 电机过流检测元件的选型 PAGEREF _Toc296177774 h 16 HYPERLINK l _Toc296177775 3.1.6 称重传感器的选型 PAGEREF _Toc296177775 h 17 HYPERLINK l _Toc296177776 3.1.7 皮带跑偏检测元件的选型 PAGEREF _Toc296177776 h 17 HYPERLINK l _Toc

15、296177777 3.1.8 皮带机打滑检测元件的选型 PAGEREF _Toc296177777 h 18 HYPERLINK l _Toc296177778 3.1.9 皮带机撕裂元件的选型 PAGEREF _Toc296177778 h 19 HYPERLINK l _Toc296177779 3.2 系统主电路设计 PAGEREF _Toc296177779 h 19 HYPERLINK l _Toc296177780 3.3 系统硬件配置及I/O接线图 PAGEREF _Toc296177780 h 20 HYPERLINK l _Toc296177781 第 4 章 系统软件设计

16、 PAGEREF _Toc296177781 h 24 HYPERLINK l _Toc296177782 4.1 PLC的通讯协议简介 PAGEREF _Toc296177782 h 24 HYPERLINK l _Toc296177783 4.2 PLC程序设计 PAGEREF _Toc296177783 h 25 HYPERLINK l _Toc296177784 4.2.1 系统主程序 PAGEREF _Toc296177784 h 25 HYPERLINK l _Toc296177785 4.2.2 系统顺序停顿子程序 PAGEREF _Toc296177785 h 27 HYPER

17、LINK l _Toc296177786 4.2.3 挑选机电机正反转子程序 PAGEREF _Toc296177786 h 28 HYPERLINK l _Toc296177787 4.2.4 二皮带缺点停顿子程序 PAGEREF _Toc296177787 h 30 HYPERLINK l _Toc296177788 结论 PAGEREF _Toc296177788 h 32 HYPERLINK l _Toc296177789 致谢 PAGEREF _Toc296177789 h 33 HYPERLINK l _Toc296177790 参考文献 PAGEREF _Toc296177790

18、 h 34绪 论皮带传输系统因其构造简单，运用方便，造价低廉，被广泛运用于工业、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运用，同样，冶炼厂的矿石供料控制系统也采用皮带传输。随着冶炼厂规模的逐渐扩展，矿石需求量逐渐提高，对冶炼厂供料系统的高效运输才干要求越来越高。本章对课题来源和国内外相关课题的研讨动态进展了简单描画，引见了论文的主要任务及各章内容安排。课题的提出传统的冶炼厂矿石供料控制系统是一种基于继电接触器人工手动方式的半自动化系统。现场环境非常恶劣，对设备损伤较大，使得设备会经常出现一些缺点，例如有皮带跑偏、打滑及撕裂等等。供料系统由于处在一个电网中

19、，设备不能同时启动，必需有次序的启动和停顿。假设供料系统在运转过程中某单体设备出现缺点，那么该设备及应按照顺序停顿的设备同时停顿，并给出缺点指示信号供工人们可以准确的找出缺点位置并排除缺点，以减少供料系统设备维修时间。随着冶炼厂规模的迅速扩展，供料控制系统的作用日益突出，而传统的控制系统已无法满足冶炼厂的需求，因此需求对传统的冶炼厂供料系统进展改造。同时当今世界是一个信息技术高度开展的世界，信息贯穿社会的每个角落，现代化的工厂。建立全自动化的供料系统，不仅可以让工人从恶劣的环境中、繁重的劳动中解放出来。而且可以经过建立控制网络将相距较远的各输煤机架控制器相连，实现信息的相互传送，不仅保证了控制

20、的时实性，可靠性，同时便于未来厂级或车间级的管理。传统供料系统具有以下特点:1义务重。为了保证工业用料，供料系统必需一直处于运转形状。2运转环境差、劳动强度大。由于各种要素呵斥供料系统运转环境恶劣、脏污，需求占用大量的辅助劳动力。3一次起动设备多，平安联锁要求高。同时起动的设备可高达2030台以上，在起动或停机过程中有严厉的联锁要求。因此，冶炼消费运用自动化曾经成为必然要求，其投入产出比显著，且逐渐成为冶炼工业现代化的标志。矿石供料系统技术开展前景矿石供料系统是冶炼厂重要的矿石传输部分。其后工序是冶炼厂冶炼炉，这些工序的控制都涉及过程控制技术。随着科技的不断提高，电子技术的不断开展，过程控制技

21、术阅历了三四十年代单参数仪表控制、四五十年代的单元组合仪表综合参数仪表控制以及60年代兴起的计算机过程控制等几个阶段。尤其是近一二十年来，随着微处置器、计算机技术和过程自动化控制实际的飞速开展，可编程控制器PLC性价比大幅提高，并得到了很快的普及和提高。可编程控制器具有信息存储、逻辑判别、准确、快速和自动化程度高等特点。将计算机技术运用于工业控制系统，既可大幅度地提高劳动效率，改善劳动条件，提高热效率，节约能源，降低本钱，又具有构造简单、性价比高、运用方便的优点。所以，PLC已成为工业自动化控制的有力工具，是工业自动化的开展方向。本课题的主要研讨内容本设计以矿石供料系统为控制对象，以PLC为中

22、心并结合传感器等技术，设计一套冶炼厂矿石供料控制系统，并利用计算机对供料系统进展远程监控和管理保证整个系统运转可靠，平安节能，获得最正确的运转工况。该系统的设计目的是：(1) 对冶炼炉矿石供料控制系统进展总体设计，实现冶炼厂供料的稳定运转。(2) 经过对硬件配置的选型，使控制系统的性价比到达最正确。(3) 选择适宜的检测元件和模拟量变送器，以使检测、控制更为准确。(4) 选择适宜的电力传动安装，确保各执行元件正常动作。(5) 经过对整个系统工艺流程及控制要求的分析，编制该系统的控制程序，以实现供料器、皮带机、粉碎机、挑选机、冶炼炉的自动控制。(6)经过组态王进展监控完成人机操作、现场设备的任务

23、模拟显示、报警等。根据各设备遵照先起后停的原那么及控制要求，进展系统总体控制方案设计。硬件设备选型、PLC选型，估算所需I/O点数，进展I/O模块选型，绘制系统硬件衔接图：包括系统硬件配置图、I/O衔接图，分配I/O点数，列出I/O分配表，熟练运用相关软件，设计梯形图控制程序，对程序进展调试和修正并设计监控系统。课题的意义冶炼厂矿石供料安装是炼铁消费中的重要环节，提高其自动化程度，可以大大减轻工人劳动强度，提高消费效率。采用传统的继电器控制方式可以实现对该安装的控制，但是体积大，缺点率高，抗干扰才干差，控制不准确，运用寿命较短。采用现代PLC技术控制矿石供料安装，可以抑制传统的继电控制系统的缺

24、乏之处，使控制更准确，任务效率更高，可靠性更好。系统总体方案设计系统分析矿石供料系统的工艺运用及特点矿石供料系统是冶炼厂的重要组成部分，其作用就是从矿石仓保送到冶炼炉。由于将矿石保送到冶炼炉之间环节较多，人们从不同的工艺角度出发设计可以自行设计与实践需求相符合的供料系统。PLC供料系统是在由继电器控制的根底上开展起来的。由于供料系统的设备分散且与控制室相距较远，且整个矿石供料过程中，不可防止的矿石粉末飞扬，使得整个系统所处环境非常恶劣，这些都决议了必需提高矿石供料系统的自动化程度。又由于它具有可靠性好、本钱较低、运转周期长、更改方案灵敏、节能和便于自动化管理等特点。因此70年代已在欧洲大陆广泛

25、运用。90年代以来，我国新建的大、中型冶炼厂差不多都采用了PLC控制矿石供料工艺。供料系统是冶炼厂冶炼工艺中的重要环节，而供料系统运转的稳定、可靠，是保证冶炼厂高效运转的关键。假设经过合理的设计，使供料系统经常处于最优条件下任务，既可以延伸任务周期，提高工业消费量，也可以节能和减少劳动力等。而采用PLC为中心控制系统的出现，从以下几方面改善了供料系统的输料性能： 1添加了供料系统调整的灵敏性。供料系统现场空间条件不完全一样，决议了传输线的构造各异，大多冶炼厂需求专门订制一套适宜本人供料线的系统，PLC系统的设计、安装、调试简单，任务量小。2添加了供料系统的可靠性。供料系统所处现场普通条件较恶劣

26、。PLC用软件替代大量的继电接触器，外部仅剩下与输入和输出有关的少数硬件元件，且PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰才干，因此可用于供料这种有剧烈干扰的工业消费现场。3减少了供料系统的经济开支。供料系统选用PLC作为控制系统的中心可以节省大量的费用。由于复杂控制系统运用PLC后，可以减少大量的继电接触器，故配线少了很多且开关柜体积的减少都可以节省下大量费用。由于冶炼厂供料控制部分系统设计实践很复杂，包含各方面的很多控制和检测，故本系统并未对输料系统技术进展深化的研讨与技术上的实现，而是在满足系统功能的前提下防止了系统设计的复杂性。矿石供料系统的组成供料控制系统普通由PLC、

27、电气执行机构和上位机组成。电气执行机构担任控制的详细实施，它从PLC接纳控制命令，然后相关的接触器接点闭合或断开，电路导通，设备获得动力继而进展动作。假设单体设备缺点，操作人员可以经过控制面板来进展紧急停车，也可对设备进展手动停车操作。PLC是实现自动控制的中心，一切自动控制内容都经过对它的编程实现。矿石供料系统的控制与其它车间略有不同，它的设备较多且反复，经过对PLC的编程来实现诸多设备的控制使得电气接线简单许多，这是供料控制系统开展的一种趋势。本设计冶炼厂供料系统部分由4台皮带机、1台给料器、1台粉碎机、1台挑选机等，来完成给料、粉碎、挑选、冶炼炉的工艺流程。矿石供料系统的作用就是将矿石经

28、给料器给料、粉碎、挑选后送到冶炼炉。由于其中的环节较多，所以不能够由一条皮带实现直接保送，应由多条皮带将各设备衔接而成；同时供料系统是冶炼厂众多环节中的一个重要环节，矿石不经供料系统的运输，就不能到达冶炼炉的炉膛，就不能进展冶炼消费。可见，冶炼厂矿石的供料是非常重要的，因此供料系统必需稳定、可靠。为了提高系统的平安运转，采用传感技术及其它检测元件与PLC结合运用。该供料系统由四条供料皮带机和粉碎机、挑选机衔接组成的。这四条机架的输料原理是完全一样的，都是机架上的皮带运输机。其中的挑选机包含一台可以正反转转动的电动机，它与称重传感器及三皮带共同完成矿石挑选，并将不符合要求的矿料重新送回粉碎机粉碎

29、。国内矿石供料系统普遍采用皮带运输的方式，该方式构造简单、运输的长短便于调整、负荷便于分担、便于添加中间环节。供料消费线根本工艺可分为给料、粉碎、挑选等环节组成等几个相关过程。其中挑选过程又由称重传感器及可以正反转转动的电动机组成。为了保证供料系统的可靠性，即不能延续输料，实践的供料系统采用每一机架两条皮带运输矿石见图2-1，当其中一条皮带运输机出现问题时，另一台运输机接替运转任务；或者由于运转时间条件或电动机过热条件，两运输机轮番运转任务，但在这里只研讨其简单运转方式暂不思索复杂方式。图2-1 矿石供料系统工艺过程简图供料系统工艺流程当检查好各设备正常情况后，按下启动按钮。供料器开场向一皮带

30、供料，一皮带把矿石保送到粉碎机，粉碎机把矿石料粉碎后经二皮带保送到挑选机，之后挑选机开场任务挑选机内含有称重传感器，当矿石分量比设定值大时，其控制翻板的电动机正转，将大块的矿石经过三皮带送回粉碎机重新加工粉碎，然后控制翻板的电动机反转复位，规格符合要求的矿料直接经过四皮带保送到冶炼炉。其工艺流程图如图2-2所示。给料器一皮带粉碎机三皮带四皮带挑选机二皮带冶炼炉图2-2 工艺流程图系统处于正常形状下，当接纳到启动及停顿信号时，其动作如图2-3所示。其停顿过程那么反之。图2-3 启动过程当某设备需求暂时检修时按下手动停顿按钮，该设备之前的设备按顺序停顿后该设备停顿。又当某设备出现不测紧急停车时，按

31、下手动紧急停顿按钮，此单体设备及其之前的设备同时紧急停顿，并发出报警信号。在中控室设置组态监控系统，其主要功能是担任和现场的PLC通讯，实时监测整个系统的运转情况，并记录数据以供分析。系统控制方案确实定控制方案总体构造的实现所谓供料系统的正常运转过程，就是指矿石经过给料器经皮带机、粉碎机及挑选机将矿石粉碎为规范规格，继而运输到冶炼炉的过程。现将矿石供料系统的根本工艺构造简图绘制如图2-4所示。图2-4 矿石供料系统工艺构造简图矿石供料系统分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，详细为：(l) 执行机构：执行机构是由一组皮带机、给料器、粉碎机、挑选机组成，它们用于将矿料保送到冶炼炉，由多

32、台电机组成，电机只运转于启、停，两种任务形状。(2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需求检测的信号包括电机过流、过载信号、皮带机跑偏、打滑、断裂信号和矿料质量检测信号。矿料质量检测信号反映的是矿料一次性能否粉碎合格的信号，它是供料控制的主要反响信号。另外，报警信号反映系统能否正常运转：电机能否过流、皮带能否正常。(3) 控制机构：供料控制系统普通安装在供料控制柜中，包括供料控制器(PLC系统)和电控设备两个部分。供料控制器是整个供料控制系统的中心。供料控制器直接对系统中的启动、停顿、报警信号进展采集，对人机接口和通讯接口的数据信息进展分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，经过接触器对

33、执行机构进展控制。作为一个控制系统，报警是必不可少的重要组成部分。由于本系统能适用于不同的矿石供料领域，所以为了保证系统平安、可靠、平稳的运转，防止消费线异常，系统必需求对各种报警量进展监测，由PLC判别报警类别，进展维护动作控制，以免呵斥不用要的损失。根据本供料系统的构造，思索到自动控制方式的先进性，稳定性，可靠性和延续不停运转的特点，提出如下自控方案:(1)为该供料系统配置一台PLC，分别控制这个系统在正常输料形状和出现不测形状下的运转。(2)为该 PLC编制运转程序，以保证每个单体设备按消费工艺的要求自动运转。(3)选取相关传感器与PLC衔接，实时监测各设备能否正常运转。当出现不测情况时

34、，经过传感器发出的信号与PLC共同使设备按顺序停车。(4)每个单体设备均可在2种形状下进展：1、由PLC控制正常运转2、出现不测时手动停车。(5)供料系统的控制操作和组态监控:运用一台PC机作为上位机，配有专为用户开发的监控软件。用户可以在PC机上控制供料系统以及监测系统的运转情况.矿石供料系统控制流程矿石供料系统控制流程如下:(1) 系统通电，当按下自动顺序启动按钮后，首先启动冶炼炉，当到达PLC定时器所设置的延时时间时，四皮带开场任务，这期间冶炼炉不断处于运转形状，同理下去，直至给料器上电任务，到此整个系统启动完成。(2) 给料器将矿料输出，后续设备依次负载运转，各检测器件将检测信号传送到

35、PLC，由其进展逻辑运算并经过输出口输出对设备的执行信号。(3)系统处于自动运转形状时，假设传感器检测到的信号超出平安设定值时，系统会发出报警信号并依次停车。如：给料器发生缺点，直接停顿给料器；粉碎机缺点，停顿给料器、一皮带、粉碎机；二皮带缺点，停顿给料器、一皮带、粉碎机、二皮带，其后类推。(4)系统处于手动形状时，假设某设备发生不测情况，手动停车并将该设备的允许信号置0，此单体设备之前应该停顿的设备同时停顿。系统硬件设计系统主要设备选型根据对矿石供料控制系统的分析，画出系统电气控制总框图，如图3.1所示：图3-1 系统的电气控制总框图根据对该供料系统工艺分析，确定该系统的主要硬件设备包括以下

36、几部分：PLC及其扩展模块、皮带机、电动机、电机过流检测元件、称重传感器、皮带跑偏检测元件、皮带机打滑检测安装、皮带机撕裂检测元件。主要设备选型如表3-1。表3-1 主要设备选型表PLC简介可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller)，是指以计算机技术为根底的新型工业控制安装。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)公布的PLC规范草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下运用而设计的数字运算操作的电子安装。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计

37、时、计数和算术运算等操作的指令，并能经过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或消费过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统构成一个整体，易于扩展其功能的原那么而设计。PLC的根本组成可归为四大部件:中央处置单元(CPU板)控制器的中心；输入部件(1/0部件)衔接现场设备与CPU之间；输出部件衔接驱动或受控元件的接口电路；电源部件为PLC内部电路提供能源；整体构造的PLC四部分装在同一机壳内；模块式构造的PLC各部件独立封装，称为模块，经过机架和总线衔接而成。I/O的才干可按用户需求进展扩展和组合，另外，还必需有编程器将用户程序写进规定的存储器内。PLC组成框图如图3-2

38、所示。受控元件驱动接纳现场信号输入接口部件中央处置单元CPU板电源部件输出接口部件按钮继电器触点、行程开关等接触器、电磁阀、指示灯等 图3-2 PLC的组成框图用PLC设计的控制系统具有如下的优点：(1)能顺应工业现场的恶劣环境，能抗电磁干扰与电压冲击。(2)简单，易于运用，不用要求微机软硬件方面的知识，编程不需求高级言语。(3)可靠性高，平均缺点间隔时间(MTBF)超越20000小时，罗克韦尔公司的产品MTBF到达50000小时。(4)编程或修正程序容易，程序可以保管和固化。(5)体积小，价钱低。(6)可直接将数据送入处置器中，可直接衔接到现场。 (7)可在根本系统上扩展，系统容易配置，与负

39、载最远间隔 可达10000英尺，内存可以扩展。(8)有很强的通讯功能，可与多种支持设备衔接。(9)系统化，有规范外围接口模块。(10)系统在一种现场不需求时，仍可改在另一现场运用等一系列优点。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。(1)PLC在输入采样阶段首先以扫描方式按顺序将一切暂存在输入锁存器中的输入端子的通断形状或输入数据读入，并将其写入各对应的输入形状存放器中，即刷新输入，随即封锁输入端口，进入程序执行阶段。(2)PLC在程序执行阶段按用户程序指令存放的先后顺序扫描并执行每条指令，经相应的运算和处置后，其结果再写入输出形状存放器中，输出形状存放器中一切的内容随着

40、程序的执行而改动。(3)输出刷新阶段当一切指令执行终了，输出形状存放器的通断形状在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并经过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出，驱动相应输出设备任务。本设计系统PLC采用的是梯形图编程言语。梯形图在方式上类似于继电器控制电路图，它简单，直观，易读，好懂，是PLC中普遍采用的一种编程方式。梯形图中沿用了继电器线路的一些图形符号，这些图形符号被称为编程元件，每一个编程元件对应有一个编号。不同厂家的PLC，其编程元件的多少及编号方法不尽一样，但是根本的元件及功能很相近。梯形图有如下特点：(1)梯形图按自上而下、从左到右的顺序陈列。每一个继电器为一个逻辑行，称为一个梯形

41、。每一个逻辑行起始于左母线，然后是触点的各种联接，最后是线圈，整个图形呈梯形。(2)梯形图中的继电器不是继电器控制电路中的物理继电器，它本质上是变量存储器中的位触发器，因此称为软继电器，相应的某位触发器为真态，表示该继电器通电，其常开触点闭合，常闭触点翻开。梯形图中的继电器的线圈的定义是广义的，除了输出继电器、内部继电器以外，还包括定时器、计数器等。(3)梯形图中，普通情况下某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器的触点是可以被无限制的援用，既可是常开触点也可以是常闭触点。(4)梯形图是PLC笼统化的编程方式，其左右两侧的母线不接任何电源，因此图中各个支路也没有真实的电流经过，但是为了方便，

42、常用有电流来笼统的描画输出线圈的动作条件。所以仅仅是概念上的电流，而且以为它只能从左向右流动，层次的改动只能是先上后下。PLC的任务过程根本上是用户的梯形图程序的执行过程，是在系统软件的控制下依次扫描各输入点的形状，按用户程序解算控制逻辑，然后顺序向各个输出点发出相应的控制信号。除此之外，为提高任务的可靠性和及时的接纳外来的控制命令，每个扫描周期还要进展缺点自诊断和处置与编程器、计算机的通讯恳求。因此，PLC任务过程分为以下五步：(1)自诊断自诊断功能可使PLC系统防患于未然，而在发生缺点时能尽快的修复，为此PLC每次扫描用户程序以前都对CPU、存储器、输入输出模块等进展缺点诊断，假设自诊断正

43、常便继续进展扫描，而一旦发现缺点或异常景象那么转入处置程序，保管现行任务形状，封锁全部输出，然后停机并显示出错的信息。(2)与外设通讯自诊断正常后PLC即扫描编程器、上位机等通讯接口，如有通讯恳求便呼应处置。在与编程器通讯过程中，编程器把指令和修正参数发送给主机，主机把要显示的形状、数据、错误码进展相应指示，编程器还可以向主机发送运转、停顿、清内存等监控命令。在与上位机通讯过程中PLC将接纳上位机发出的指令进展相应的操作，把现场任务形状、PLC的内部任务形状、各种数值参数发送给上位机以及执行启动、停机、修正参数等命令。(3)输入现场形状完成前两步任务后PLC便扫描各个输入点，读入各点的形状和数

44、据，如开关的通断形状、构成现场的内存映象。这一过程也称为输入采样或输出刷新，在一个扫描周期内内存映象的内容不变，即使外部实践开关形状己经发生了变化也只能在下一个扫描过程中的输入采样时刷新，解算用户逻辑所用的输入值是该输入值的内存映象值而不是当时现场的实践值。(4)解算用户逻辑即执行用户程序。普通是从用户出现存储器的最低地址存放的第一条程序开场，在无跳转的情况下按存储器地址的递增方向顺序的扫描用户程序，按用户程序进展逻辑判别和算术运算，因此称之为解算用户逻辑。解算过程中所用的计数器、定时器，内部继电器等编程元件为相应存储单元的即时值，而输入继电器，输出继电器那么用的是内存映象值。在一个扫描周期内

45、，某个输入信号的形状不论外部实践情况能否己经变化，对整个用户程序是一致的，不会呵斥结果混乱。(5)输出结果将本次的扫描过程中解算最新结果送到输出模块取代前一次扫描解算的结果，也称为输出刷新。解算用户逻辑到用户程序为止，每一步所得到的输出信号被存入输出信号存放表并未发送到输出模块，相当于输出信号被输出门阻隔，待全部解算完成后翻开输出门一并输出，所用输出信号由输出形状表送到输出模块，其相应开关动作。驱动用户输出设备即PLC的实践输出。在依次完成上述五个步骤操作后PLC又开场进展下一次扫描。如此不断的反复循环扫描，实现对全过程及设备的延续控制，直至接纳到停顿命令、停电、或出现缺点。PLC及其扩展模块

46、的选型PLC是整个供料控制系统的中心，它要完成对系统中一切输入信号的采集、一切输出单元的控制以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC时，要思索PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的才干和编程软件的方便与否等多方面要素。由于本设计矿石供料自动控制系统控制设备相对较少，因此选用德国SIEMENS公司的S7-200型PLC。S7-200型PLC的构造紧凑，价钱低廉，具有较高的性价比，广泛适用于一些小型控制系统。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可扩展性好，又有较丰富的通讯指令，且通讯协议简单等优点；PLC可以上接工控计算机，对自动控制系统进展监测控制。PLC

47、和上位机的通讯采用PC/PPI电缆，支持点对点接口(PPI)协议，PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通讯接口RS485到PC机的通讯接口RS232的转换，用户程序有三级口令维护，可以对程序实施平安维护。根据控制系统实践所需端子数目，及思索PLC端子数目要有一定的预留量，因此选用S7-200型PLC的主模块为CPU226，其开关量输出为16点，输出方式为AC220V继电器输出；开关量输入CPU226为16点，输入方式为+24V直流输入。由于实践中需求模拟量输入点1个，模拟量输出点1个，所以需求扩展，扩展模块选择的是EM235，该模块有4个模拟输入(AIW)，1个模拟输出(AQW)信号通道。输入

48、输出信号接入端口时可以自动完成A/D的转换，规范输入信号可以转换成一个字长(16bit)的数字信号；输出信号接出端口时可以自动完成D/A的转换，一个字长(16bit)的数字信号可以转换成规范输出信号。EM235模块可以针对不同的规范输入信号，经过DIP开关进展设置。皮带机的选型皮带机型号选择正确与否是供料系统中相当重要的一个环节，假设选择的型号过小那么会因负荷过大而将电机烧毁或呵斥皮带的断裂，而假设选择的型号过大，不能完全发扬其负荷才干，呵斥电能和设备的经费浪费。皮带机的选型根本原那么：根据该冶炼厂年耗费矿石量及其保送间隔 远近进展大体的选型及思索每小时皮带机需求保送多少吨矿料，根据各滚筒相互

49、之间受力比例关系算出皮带所接受的张力，据此选出皮带机的型号。本设计中选用DSJ1200/3355型皮带机。电动机的选型电动机选型根本原那么，一是要确保平稳运转；二是要确保其负载才干能满足现场需求，以到达较好的节能效果。所选用的电动机必需与系统输料量的变化幅度相匹配。那么首先要了解工业现场输料量，然后根据输料量来确定电动机的机械负载才干，根据机械负载才干额定容量、额定转速、额定电压等来选择电动机的型号。要为某一消费机械选配一台电动机，首先要合理选择电动机的功率。通常根据消费机械负载的需求来选择电动机的功率，同时，还要思索负载的任务制问题，也就是说，所选的电动机应顺应机械负载的延续、短时或延续周期

50、任务性质。功率选用时不能太大，也不能太小。选小了，保证不了电动机和消费机械的正常任务；选大了，虽然能保证正常运转，但是不经济，电动机容量不能被充分利用，而且电动机经常不能满载运转，使得效率和功率因数不高。其次，根据电源电压条件，要求所选用的电动机的额定电压与频率同供电电源电压与频率相符合。电动机的转速一定要按消费机械铭牌上的要求选择，否那么能够改动消费机械的性能。此外，电动机的构造、防护、冷却和安装方式，应顺应运用环境条件的要求，并且要力求安装、调试、检修方便，以保证电机能平安可靠的运转。由于设备处于众多矿料环境中，应选用防爆电动机，因此本设计中挑选机中用于带动翻板的电机选用功率为75KW的北

51、京高压电机厂消费的YB2防爆电动机。电机过流检测元件的选型开场思索的是电流互感器。电流互感器的任务原理，在丈量交变电流大电流时，为了可以平安丈量，在火线或接地线上串联一个变压器接在变压器的输入端，这个变压器的输出端接入电流表，由于输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数，因此输出电流小于输入电流这时的输出电压大于输入电压，但是由于变压器是串联在电路中，所以输入电压很小，输出电压也不大，电流互感器就是升压降流变压器。其输出的信号为模拟电信号。SMD系列数字型电流传感器电流互感器，能在电隔离的条件下丈量电流，并在到达额定电流时输出开关量的驱动信号。可直接衔接PLC等控制部件，特别适宜于功率器件和电路系统的

52、过流、短路维护、电流检测等，呼应速度极快，性能杰出。经过比较发现电流互感器输出的信号为模拟量，不能直接驱动PLC，难免有些费事，因此本设计中选用可以直接驱动PLC的SMD系列数字开关型电流传感器电流互感器。称重传感器的选型称重传感器实践上是一种将质量信号转变为可丈量的电信号输出的安装。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变方式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类。 其中，电磁力式传感器准确度高，可达1/20001/60000，但称量范围仅在几十毫克至10千克之间。 磁极变方式传感器的准确度不高，普通为1/100，适用于大吨位称量任务，称量范围为几十至几万千克。振动式传

53、感器有振弦式和音叉式两种。 称量范围为100克至几百千克，但构造复杂，加工难度大，造价高。电阻应变式传感器的称量范围为300g至数千kg，计量准确度达1/10001/10000，构造较简单，可靠性较好，大部分电子衡器均运用此传感器。电阻应变式传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改动的原理任务。主要由弹性元件、电阻应变片、丈量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件受力变形时，其上的应变片随之变形，并导致电阻改动。丈量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处置后以数字方式显示出被测物的质量。根据实践现场要求及经济方面综合分析，这里选用电阻应变

54、式传感器。皮带跑偏检测元件的选型皮带运输机运转时皮带跑偏是最常见的缺点，皮带跑偏轻那么呵斥撤料、皮带磨损，重那么由于皮带与机架猛烈摩擦引起皮带软化、烧焦甚至引起火灾，呵斥整个消费线停产，因此，正确地处置好皮带跑偏关系到整个消费系统的正常运转。这里思索选用光电式传感器，光电式传感器在遭到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。它除能丈量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等丈量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因此是一种运用极广泛的重要敏感器件。它是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理景象。其基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光

55、电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管(见半导体光敏元件)。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。光电式传感器还可按信号方式分为模拟式光电传感器(见位移传感器)和数字式光电传感器见转速传感器、光栅式传感器、数字式传感器。光电式传感器还有光纤传感器、固体图像传感器等。由于矿石供料系统任务现场条件恶劣，环境不适宜高精度元件任务，所以本设计选用常见的光电二极管。光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的中心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在构造上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，普通小于1微米。光电二极管

56、是在反向电压作用之下任务的。没有光照时，反向电流很小普通小于0.1微安，称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子空穴对，称为光生载流子。 它们在反向电压作用下参与漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导。光电二极管在普通照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。假设在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。皮带机打滑检测元件的选型皮带打滑是由于皮带在与自动滚筒相遇点上的实践张力大于皮带两端张力的极限值而产生的。此时皮带运输机电机输出转矩降低。皮

57、带过负荷缺点是由于皮带装载矿石量过大对托滚的正压力N添加，托滚轴上的磨擦阻力T=fN(f为磨擦系数)添加，使得皮带牵引力F小于摩擦阻力T，电机输出转矩添加。因此，为时辰检测皮带机能否发生打滑情况，现想出两种方法：一、用两个速度传感器分别检测电机和皮带的速度，经比较假设不一致那么可以为皮带打滑，但这为软件编程带来一定的难度，且不方便。二、直接用转矩传感器检测皮带能否打滑，其原理是利用扭轴把转矩转换成扭应力或改动角，再转换成与转矩成一定关系的电信号的传感器。扭轴的方式有实心轴、空心轴、矩形轴等。按照作用原理不同，扭应力式转矩传感器可分为电阻应变式和压磁式两种；改动角式转矩传感器可分为振弦式、光电式

58、和相位差式三种。本设计选用GSC200智能型速度传感器，其主要用于对煤矿井下胶带运输机因堆煤而引起的皮带打滑对皮带机的从动轮进展监控，转速分别分为1、2、3转/秒三个档,供现场整定用, 正常时，速度传感器输出端“速度输出高电平，当从动轮的速度低于整定值25%时,经过1015秒延时,GSC200型速度传感器输出端“速度输出低电平,经过主机自动切断皮带机电源,实现低速维护。GSC200型速度传感器为全封锁构造，有三个接线端子供与主机配接用。皮带机撕裂元件的选型在运输线上，物料从溜槽落下，其锋利部分往往扎透皮带，当运输线继续运转时，皮带从扎透处沿纵向依次被撕裂，成为引起大事故的缘由。等到皮带损伤到不

59、能修缮的程度，就得换皮带，使运输线不得不停运，呵斥很大损失。那么如何来检测皮带纵向撕裂事故，防止更大事故以及停产的发生呢？目前主要使采用纵向撕裂探测器来检测。纵向撕裂检测器采用拦索式方法，拦索经过滑板与开关衔接，使开关随着拦索的牵移而输出停机信号。本设计选用成都市地坤机械设计研讨所消费的2501系列纵向撕裂检测器。它主要用于检测各种规格型号的带式保送机胶带纵向撕裂恶性事故，当胶带发生纵向撕裂时能及时发出停机信号以防止撕裂事故扩展化，给用户呵斥严重损失。2501-L-Y型：无控制箱由n个传感器组成，n=m-1；m为缓冲托辊数，每个受料段设一组；从传感器内直接输出停机信号。撕裂传感器应安装在受料段

60、胶带下缓冲托辊之间，控制箱应就近安装在附近机架上;调整滑板和索杆使拦索距胶带下外表20-30mm，再调整调线器使拦索张紧，且开关也处于动作形状即可。新安装的撕裂传感器应每隔5日按上述方法重新调整24次以消除因拦索伸缩而引起误差。系统主电路设计基于PLC的矿石供料系统的主电路图如图3-3所示：八台电机分别为M1、M2、M3M8，它们分别带动给料器、一皮带、粉碎机、二皮带、挑选机、三皮带、四皮带、冶炼炉。接触器KM1、KM2、KM3KM8分别控制M1、M2、M3M8的得电运转； FR1、FR2、FR3FR8分别为八台电机过载维护用的热继电器；QS为八台电机主电路的隔分开关；FU为主电路的熔断器。接