基于PLC的自动送料系统的设计Word文件下载.docx
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当炉膛内煤的分布不均匀,炉膛内的温度不均匀,炉膛内的矿石不能完全熔化时,影响整个系统的效率。
针对传统自动送料系统存在的问题,本文的自动送料各环节的序列功能由可编程控制器控制,合理调整传统电机的送料规律。
同时,变频器控制送料电机的速度,实现高炉送料系统的组合，体现了自动送料的合理性和科学性。
自动喂养系统的环境非常恶劣,对员工的健康有害。
因此,系统会添加人机界面。
操作人员可以通过几十米甚至数百米外的触摸屏上的按钮实时操作整个高炉进料系统。
同时,整个自动进料系统的运行可以通过防喷器HMI进行监测。
如果机器突然坏了,我们可以立即找到机器故障,尽快处理。
由于我们的自动控制系统,自动送料可以大大提高生产效率,因为工人少,会大大节省人工成本。
同时，添加人机界面和监测系统，做到实时监控，大大提高了生产效率，改善劳动环境。
第2章控制系统设计总方案
2.1炼铁工艺过程概述
根据研究，冶金行业最重要的环节是高炉炼铁的生产。
高炉冶炼,一般来说,是将提取的矿石还原为金属的生产过程。
考虑如何将其还原为金属物质,我们使用焦炭和助焊剂作为还原剂,根据规定的自动进料比将铁矿石、还原剂和其他固体作为还原剂,然后将其成批装入高炉,因此还原气体在高炉中起反应。
焦炭、矿石等原料可形成交替层状结构。
还原剂在矿石掉落时反应,但反应产生的铁渣将从收集箱中回收,以便我们能够定期从出口排出废物。
生产过程如图2-1所示。
图2-1炼铁生产工艺流程
2.2自动送料设备及工艺简介
自动送料系统是炼铁主要组成部分,图2-2为自动送料系统示意图。
图2-2自动送料系统示意图
注：
1自动送料仓2电振机3振动筛4称量斗5主皮带机6粉矿皮带机7碎焦皮带机8中间仓9料车10小钟11大钟12布料器13均压阀14左右探尺
在该系统中,PLC的I/0点分配是通过控制工艺流程来确定的,如表2-1所示。
表2-1PLC的I/O详细分配点
名称
地址编号
探尺
X00
布料器脉冲
Y00
大钟开启到位
X01
布料器方向
Y01
大钟关到位
X02
均压阀
Y02
小钟开启到位
X03
大钟开
Y03
小钟关到位
X04
大钟关
Y04
小车上行到位
X05
小车上行
Y05
小车运料到位
X06
小车下行
Y06
小车原点
X07
中间仓开
Y07
中间仓开到位
X10
中间仓关
Y10
中间仓关到位
X11
小钟开
Y11
大钟开限位
X12
小钟关
Y12
大钟关限位
X13
过载报警
Y13
中间仓开限位
X14
缺料显示
Y14
中间仓关限位
X15
小钟开限位
X16
小钟关限位
X17
消铃按钮
X20
自动/手动
X21
小车变频器过载
X22
布料电机过载
X23
大钟过载
X24
小钟过载
X25
中间仓过载
X26
急停信号
X27
2.3操作方式
自动送料系统将其分为三种操作模式:
（1）点操作方式。
操作人员按下按钮,系统将产生相应的动作一次，一旦设备发生故障,还需要移动使用点,以方便检测设备问题。
（2）半自动操作方式。
将机器控制分解为两部分:
自动进料和卸载。
我们让系统执行一个部分,即自动进料或卸载。
（3）全自动操作。
如果炉膛存在材料短缺,我们将控制操作台,按下按钮,实现汽车的自动进料、开门和自动控制过程。
通过计算机,可以逐步实现生产过程的自动控制过程。
第3章控制系统硬件设计
3.1PLC的选型及其系统组成部分
虽然日本三菱的FX系列PLC是一个小型PLC,但它已经达到了中型PLC的技术性能指标,因此,系统采用三菱FX2N作为控制中心模块,不仅满足使用要求,而且节约了成本。
以下是三菱PLCFX2N的特点是高可靠性和抗干扰能力。
所以本次设计选取三菱PLCFX2N型号的plc。
控制系统结构相对简单,通用性强。
3.2变频器选型
1.根据本系统的要求，本系统采用通用型三菱变频器。
变频器选型如表3-1所示。
表3-1变频器参数设置
变频器名称
型号
个数
三菱变频器
三菱FR-D740
1个
通用变频器的终端接线图如图3-1所示。
电机由三菱Fr-d740控制。
如图3-3所示,变频器的选择目标如下:
转换技术将降低人工成本,同时生产劳动密集型产业,提高产品质量要求,在民用领域,可以大大提高和提高生活质量的实际问题。
节约能源,降低成本。
图3-1三菱FR-D740各部分名称
图3-2端子接线图
2.本系统的核心部件为PLC、触摸屏和变频器。
如何设置变频器的速度控制参数与整个显示器有关,然后手动旋转旋钮,直到p参数出现在下表中,然后按SET,然后显示将闪烁,表明设置的成功。
在设置此系统的过程中,P79参数首先设置为3。
设置完成后,我们依次设置其他参数。
转换器的参数设置如下表3-4所示。
表3-2变频器参数设置
功能
参数
单位
初始值
范围
内容
额定电压
P83
电机额定电压
0.1V
400V
0~1000V
设定电机额定电压（V）
保护电流
P9
电机过电流保护
0.01Hz
50Hz
10~120Hz
设定电机额定频率（V）
加减速时间的设定
P7
加速时间
0.1/0.01s
5s~15s
*
0~3600
/360s
设定电机的加速时间。
本系统设置为0.8s
P8
减速时间
设定电机的减速时间。
高速
P4
高速参数
HZ
50ZH
0~400HZ
高速频率为50HZ
中速
P5
中速参数
30HZ
中速频率为25HZ
低速
P6
低速参数
5HZ
低速频率为10HZ
外部设置
P79
无
0、1、2、3、4、5、6、7
运行模式选择
本系统选择为3
扩展功能
P160
扩展功能选择
9999
0、9999
本系统选择为0
3.3电机的选型
该系统所使用的电机分为焦炭输送电机、矿石输送电机、卡车电机、钟电机和分配器电机,它们执行不同的动作和功能,因此电机的功率不同。
电机选择的分配表见表3-3：
表3-3电机分配表
电机名称
焦炭输送电机
CH1500-90-S-G1-LD
矿石输送电机
CH2200-90-S-G1-LD
料车电机
CH750-90-S-G1-LD
大钟电机
90YB200DY38
小钟电机
90YB120DY38
布料电机
FHB31318
中间仓控制电机
3.4控制电路设计
3.4.1系统传感器选型
该系统中使用的电机分为焦炭输送电机、矿石输送电机、卡车电机、钟电机,因为每个电机执行不同的动作和功能,因此电机的功率不同。
电机选型的配电盘见表3-4。
表3-4传感器分配表
材料名称
光电U型开关
BUP-30奥托尼克斯
接近开关
PR18-8DN
8个
行程开关
XCE-145
6个
3.4.2料车自动送料系统
高炉输送机自动送料系统是指矿石和焦炭通过输送机送入高炉,自动送料系统中的输送机从提升机提升到高炉顶部。
由于卡车运输时间长、周期慢、运输效率低、系统中采用的自动进料方式较少,因此采用了皮带自动送料方式。
以下是我选择皮带自动送料的原因。
首先,该车的优点适用于高炉的封闭运输。
汽车行驶时间短,汽车面积小,节省一定面积,适合冶炼中小型企业。
然而,由于无轨电车数量有限,运输能力相对较小。
自动送料带式输送机适用于长途运输,可继续供应物料,输送能力大,一般适用于大型冶炼企业。
但是,自动送料的输送带体积较大,因此必须为输送带设备预留足够的时间。
该制度的项目考虑了中小企业接受资金的范围。
为了节约成本,采用了自动送料车的自动送料方式,汽车的速度由变频器控制。
装载卡车的主要控制步骤是由操作人员分配原材料。
当装载罐的中间桶满了时,提升机启动装载车到装载罐底部,中间的垃圾桶打开,中间的垃圾桶被排放到装载车。
提升机的主电路如图3-7所示。
图3-3主电路原理图
3.4.3高炉料钟装料系统
这时,小钟开始慢慢落下,矿石和焦炭被装进大钟里。
每次大时钟落下时,分配器旋转一次,旋转角度是固定的,使分配器旋转一次。
喉咙的负担均匀分布。
重复此操作。
当钟被比例分成大钟时,小钟就关闭了,然后大钟打开,然后通过经销商将原材料装进炉内。
双铃的使用是因为它们在充电过程中交替关闭。
此时,气体将减少,以避免气体伤害。
双时钟的控制如图3-4所示，
：
3-4双钟的控制原理图
然而,高炉冶炼效率与负担的均匀分布有着重要的关系。
当材料较小、材料均匀分布时,它可以缓慢旋转,节省电能。
因此,分配器的旋转由步进电机控制。
步进电机和伺服电机由脉冲信号控制,因此运动距离可以通过脉冲量控制,使定位更加准确。
所有这些机构的步进电机的PLC控制系统如下图3-4所示。
图3-4步进电机PLC控制系统机构
步进电机与步进角、静态扭矩和电流有关。
步进电机的功率是根据这三个因素确定的踏入角一般来说,步进角度为3/1.5、1.5/0.75和3.6/1.8。
步进电机（小型电机）的步进角度为1.8度,圆中使用的脉冲数为nt<
x·
360/1.8=200。
其中,1.5度适用于该系统中的三相电机静态扭矩步进电机的选择将在不同的条件下进行分级,不同等级的相应扭矩也不同。
因此,在使用中,我们首先需要知道电机的初始静态力矩。
在实际使用过程中,两个载荷的综合效应不会在两个单一载荷的运动过程中发生。
因此,有必要考虑低速载荷和加速度后摩擦载荷近似为零的影响。
因此,步进电机的静态力矩应小于负载力矩的三倍,步进电机的驱动由步进驱动器控制。
在实际的控制电路
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