精品碎煤机振动及轴承温度监视系统PLC毕业论文.docx
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精品碎煤机振动及轴承温度监视系统PLC毕业论文
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1工艺系统要求
1.1工艺要求
（1）监视碎煤机左右侧轴承温度及振动选择测温和测振传感器。
（2）设计碎煤机的启停控制。
（3）显示四个测点的实时值、报警灯、首出报警点的报警时间。
（4）当实值超出设定要求时报警显示并停机。
1.2工艺要求背景
考虑到碎煤机的控制以启停、联锁为主,信号多为逻辑开关量,因此采用可编程序控制器PLC对该设备进行控制。
与传统继电控制相比,PLC具有可靠性强、结构紧凑、应用灵活等特点,非常适用于这种现场粉尘大、振动强等对控制器抗振动、抗粉尘及抗电磁干扰能力要求很高的场合,完全可以满足上述控制和保护的要求。
碎煤机的控制以逻辑开关量为主,它的保护主要是设备轴瓦温度的保护。
轴瓦运行时为防止摩擦过高（超过90℃）,需要不停地给轴瓦添注润滑脂,可通过一用一备的台油泵完成。
当轴瓦温升增加时,润滑系统的油温升高,应对碎煤机内的进油和回油温差及其变化率进行实时检测,当相关参数超过上限值时,系统给出报警指示,必要时予以停机。
图1.1碎煤机原理图
2设备选型及硬件设计
2.1碎煤机设备选型
碎煤机是一种带有破碎环的冲击转子式破碎机，破碎环吊带在随转子一起旋转的悬轴上，破碎环随转子作旋转冲击运动，而且还有绕悬轴自旋运动；破碎过程是通过破碎环的两段工作来完成。
当物料进入破碎腔后，在第一段旋转的破碎环冲击破碎。
在第二段，落在筛板上的初碎颗粒，受破碎环挤压进一步破碎，同时通过筛孔排出。
少量不能被破碎的物料则进入废料室，而后定期从废料室清除。
出料粒度的调节是通过更换不同规格的筛板来实现的，转子与筛板之间的间隙，可根据需要通过调整机构进行调节。
产品的特点 1、产品设计工艺流程简化，破碎和筛选一次完成，破碎效率高。
2、噪音小、灰尘少、能耗低，破碎范围广，可破碎含水份较大的物料。
3、产品设计一机多用，破碎机自带三级筛选，不堵煤，出料粒度可调。
4、可就地操作或集中控制。
HSZ型环锤式碎煤机是利用悬挂于高速旋转的轮子上的环锤，对物料进行冲击破碎，被冲击后的物料又在环锤和筛板之间受到挤压、剪切、碾磨，达到所需颗粒后，经筛板栅空下部出料口排出，出料粒度可调、易保证。
具有效率高、能耗低、环境污染小、操作简单、检修方便、运行安全可靠等特点。
图为HSZ型环锤式碎煤机的实物图。
图4.1HSZ型环锤式碎煤机
图4.2HSZ型环锤式碎煤机内部
2.2PLC设备选型
S7-200CPU224PLC
①抗干扰能力强，可靠性高；
②控制系统结构简单，通用性强；
③编程方便，易于使用；
④功能强大，成本低；
⑤设计、施工、调试的周期短；
⑥维护方便
PLC的构成：
PLC的硬件部分由主机、IO扩展机及外部设备组成。
主机和扩展机均采用微机的结构形式，其内部主要由运算器、控制器、存储器、输入单元、输出单元以及接口等部分组成。
2.3控制系统方框图
图3.1控制系统设计方框图
2.4硬件图
2.4.1电机部分
当KM1闭合时润滑油泵电机启动，当KM2闭合时碎煤机电机启动
润滑油泵碎煤机
图4.3电机硬件接线图
2.4.2PLC部分
图4.4PLC硬件接线图
2.5IO点与地址分配
（1）列出碎煤机监视系统PLC的输入输出点分配表，见表2.3
表4.5碎煤机监视系统PLC的输入输出点分配表
输入
输出
名称
代码
地址
名称
代码
地址
确认按钮
KA
I0.6
左轴承温度报警
L1
Q0.0
复位按钮
KB
I0.7
左轴承振动报警
L2
Q0.1
启动按钮
K1
I1.0
右轴承温度报警
L3
Q0.2
停止按钮
K2
I1.1
右轴承振动报警
L4
Q0.3
润滑油泵电机
KM1
Q1.0
碎煤机电机
KM2
Q1.1
3PLC软件程序设计
3.1PLC主程序
3.2电机启停
按下启动按钮时，润滑泵启动，60S之后主泵启动。
按下停止时或有报警信号时主泵立即停止转动，60S之后润滑泵停止转动。
3.3温度及振动值传送
3.3.1在实际现场
现场由传感器模拟量分别从AI的AIW0、AIW2、AIW4、AIW6进入PLC，分别传送到VW10、VW20、VW30、VW31。
温度量程为0-150℃，振动频率量程为0-400HZ。
图为左轴承温度和左轴承振动与上位机连接时值显示。
3.3.2在实验室
由于在实验室无法实现传感器模拟量传送，因此只能自己设计模拟量
下图为实验室左轴承温度
3.4报警保护
当VW21温度大于90时开始报警；当VW22振动大于250时开始报警。
3.5报警时间显示
按下启动后，开始计时，当首初信号到达后记下此时时间。
4碎煤机监视系统监控画面
在本次设计中，我们用到了紫金桥监控软件开发系统是一个集成开发环境。
工程人员在这个环境中可以完成界面的设计、动画连接的定义、数据库的配置等等。
利用人机界面开发部分可以方便的生成各种复杂生动的画面，逼真地反映现场数据。
该软件中琮提供了多种数据类型，可以方便灵活完成统计、查找、管理、事故追忆、趋势分析等功能，能满足各种工业现场的需要。
图7.1正常运行时组态图
图7.2左轴承温度过高时组态图
结论
经历两星期的PLC设计，感觉忍不住要长出一口气。
我们组的5位成员数日来，为了这个设计可谓废寝忘食，日落不息。
将所有的时间均奉献给了这个设计。
结果怎样已然不再重要，在这几日里，我们经历了理论上成功的狂喜、程序丢失后的绝望、陷入困境时的不知所措，重新投入的振作。
这样的设计是无法孤军作战的，只有通力合作才有可能成功。
5位成员在数日里的朝夕相伴中培养出了无与伦比的默契和深厚的友谊。
除此之外，我们掌握碎煤机监视原理与设计方法与书本以外的技术知识，熟悉PLC的使用方法，培养了专心致志的学习习惯，懂得了相互之间的理解与体谅，可谓获益匪浅。
两周的课程设计结束了，它让我从课本中真实的走了出来，给我带了几分兴奋，几分焦灼，还有几分期待和收获。
因为我的盲目和知识的局限，让我在设计上吃了许多的亏，心中不由的想到，幸好我是在实习中，不然到了工作，想这样的做法不仅成为大家的笑柄，还会给施工带来巨大的麻烦，给支出带来巨大的负担。
同时，这也给了我很大的启发，让我有了更多更好的新思路，在这之后能让我画出更好的图纸和更多的功能。
这样的启发能让我在将来的设计中，铺平道路，为我们以后的生活、工作打下坚实的基础
这一周的设计终于落下了帷幕，虽然只是一周，但让我真的学到了不少受益终生的知识和认识，它不仅丰富了我的知识，更让我看到了实际上的应用。
在我的成长之路上留下了深深的脚印。
致谢
本人在次特意感谢沈阳工程学院给了我这次宝贵的设计机会，让我实现了心中的梦想，还要感谢我的设计老师们，是他们让我把梦放飞，是他们的教育让我有了新的认识，是他们把我从课本中拉了出来，让我有了生活上的真实感觉，是他们告诉我：
我不仅仅是沈阳工程学院的学生，我同时也是今后社会的贡献者，也是能为国家做出贡献地有用的人。
感谢老师对我们的教育与辅导，让我们有了这次设计的机会，使我们的只是在实际上的应用。
感谢老师！
参考文献
[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.第二版.北京：
航空航天大学出版社，2008.2.
[2]宋德玉，王桂梅，张平格.可编程序控制器原理及应用系统设计技术.北京，冶金工业出版社，2001年，P32－P44.
[3]郭纯生.可编程序控制器编程实战与提高.北京，电子工业出版社，2006年，P194－P200.
[4]戚新波，范峥，田效伍.检测技术与智能仪器.电子工业出版社，2005.8.
[5]陆颂元.汽轮发电机组振动.北京：
中国电力出版社，2000.2.
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