plc 双料斗皮带传输机控制Word文件下载.docx
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一、GTDesigner仿真15
二、仿真分析15
1、阀门A15
2、阀门B16
第五章结束语17
一、取得的效果17
二、创新点17
三、设计意义17
附:
参考文献17
第一章课题分析
一、设计的目的
通过设计进一步熟悉PLC使用。
PLC课程设计是在学完PLC之后的实践教学环节。
该实践教学是软件设计的综合训练,包括问题分析,总体结构设计,程序设计基本技能和技巧,综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能,相对独立地设计和调试一个小型PLC应用系统。
使学生获得控制技术工程的基本训练,提高工程意识和实践技能。
同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力,以及编写和整理设计文档的能力,使学生在设计中逐步提高程序设计能力,能根据实际问题的具体情况选择科学的工作方法。
二、设计内容
1、设计要求
(1)工作方式。
根据配料比例的要求,阀门B卸料底门间断工作。
启动后,阀门B卸料门打开5s,关闭5s,间断工作。
阀门A卸料底门和三个电动机为不间断工作,通过外部开关可以选择设置阀门B卸料底门的间断工作时间分别为5s、10s、15s。
(2)启动操作方式。
该设备遵循下面的顺序启动:
电动机M3首先工作,延时5s后,电动机M1和M2投入工作;
再延时5s,阀门A和B开始工作。
(3)停止操作方式。
该设备遵循下面的顺序停止:
首先阀门A和B停止工作,延时5s后,电动机M1和M2停止工作,再延时5s,电动机M3停止工作。
(4)故障停车方式
①若阀门A或B出现故障,阀门A、B立即关闭,延时5s,电动机M1、M2停止运行,再延时5s,电动机M3停止运行。
②若电动机M1或M2出现故障,阀门A、B和电动机M1、M2立即停止工作,电动机M3延时5s后停止工作。
③若电动机M3出现故障,阀门A、B、电动机M1、M2、M3立即停止工作。
2、I/O分配
3、输入:
总开关X17
启动X0
停止X1
A故障信号X2
B故障信号X3
M1故障信号X4
M2故障信号X5
M3故障信号X6
工作模式选择:
5s间断工作X10
10s间断工作X11
15s间断工作X12
阀门A全开行程开关X13
阀门A全关行程开关X14
阀门B全开行程开关X15
阀门B全关行程开关X16
输出:
阀门A开指示灯Y0
阀门A电机M4正转Y11
阀门A电机M4反转Y12
阀门A关指示灯Y3
阀门B开指示灯Y1
阀门B电机M5正转Y7
阀门B电机M5反转Y10
阀门B关指示灯Y6
M1启动Y2
M2启动Y3
M3启动Y4
故障报警Y17
A故障指示灯Y20
B故障指示灯Y13
M1故障指示灯Y14
M2故障指示灯Y15
M3故障指示灯Y16
3、设计思路
本设计采用经验设计法,先按题目要求实现B阀门5s开一次5s关一次。
按下启动操作按钮,该设备遵循下面的顺序启动:
M3首先工作,延时5s后,M1和M2投入工作;
再延时5s,A和B开始工作。
停止操作方式。
首先A和B停止工作,延时5s后,M1和M2停止工作,再延时5s,M3停止工作。
设计中原用电磁继电器控制A、B阀门的开与关。
考虑到本设计生产对象是大型生产工艺固体物料(煤及其配料),根据实际生产工艺选用合适的步进电机,对阀门进行精确的开、关控制。
皮带综合保护系统由保护装置,电源箱,速度传感器,温度传感器,跑偏传感器,堆煤传感器,烟雾传感器,双护套、双屏蔽强拉力电缆及快速接插件、连接件组成。
对故障信号的处理:
用红外检测器来检测A、B流下物料,当A、B出现故障(物料下完或阀门堵塞)分别输出信号X2、X3。
对于电动机M1、M2、M3的故障(皮带撕裂、电机堵转、皮带跑偏、皮带打滑等)的输出信号分别为X4、X5、X6。
故障指示灯Y17指数系统故障状态用,并有精确的故障指示。
将物料设定为两种矿石,plc选择FXON系列输入输出端口数分别为40、40。
M1、M2、M3电机选择(实际情况),都有保护装置。
阀门B的三段时间选择设定:
通过六个三组计数器C0、C1,C2、C3,C4、C5对有定时器T0、T1产生的周期为5s的方波进行技术实现,例如,实现5s间断:
C0计数2次,C1计数四次,用C0常开触点控制B阀门开指示和B继电器,用C0常闭触点控制B阀门关指示。
时序图如下
为了便于维修,我们在程序中加入了总开关X17控制的主控指令,为了防止掉电后计数器会有技计数需加入上电复位指令。
由于A、B电磁阀可能发生故障,用两个步进电机作为备用,当发生故障电磁阀不能使阀门关闭时,有对应的步进电机强制将阀门关闭。
4、要实现的目标
1、B卸料底门间断工作。
启动后,B卸料门打开5s,关闭5s,间断工作。
A卸料底门和三个电动机为不间断工作,通过外部开关可以选择设置B卸料底门的间断工作时间分别为5s、10s、15s。
2、当发生故障时
①若A或B出现故障,A、B立即关闭,延时5s,M1、M2停止运行,再延时5s,M3停止运行。
②若M1或M2出现故障,A、B和M1、M2立即停止工作,M3延时5s后停止工作。
③若M3出现故障,A、B、M1、M2、M3立即停止工
此外,有故障指示灯,知名故障发生的大致位置。
当电机发生故障时,有备用电机确保生产继续进行。
并且发生故障时进料要立刻停止,有相应指示灯指示A、B阀门是否处于全关状态。
3、启/停控制
启动操作方式。
有总开关,确保故障检修时工作人员安全。
4、各种保护
电机设备有过载保护、总电路有熔断器起短路保护作用、电磁继电器有过电流保护、程序有零电压保护
第二章硬件电路设计
一、PLC选型和配置
按照控制要求,皮带运输机的起动、停车、阀门开与合、故障输入需要相应按钮作为控制输入信号及电动机等输出信号,因此整个皮带运输机控制系共需要16个输入信号、17个输出信号。
根据I/O点数够和经济原则,选用日本三菱公司的FX0N—40MR型。
该型PLC功能齐全,使用方便,性能可靠,有20输入点和20个输出点,能够满足上述要求。
二、电机选型
本设计假设阀门A下料量为Q1=10kg/s,阀门B开时下料量为Q2=10kg/s,
皮带质量MP=500kg,物料在各皮带上传输时间为T=10s,皮带速度是V=2s/m;
电机效率设为h1=20%。
物料在皮带上恰好完成加速过程。
则电机M1的型号选择方法如下如下:
有公式
则M1功率为25.6kw
电机M2的型号选择方法与M1相似
5s工作时电机所需功率最大
则M2功率为18kw
电机M3的型号选择方法如下如下:
则M3功率为43.6kw
二、主电路图
图2.1
三、I/O接线图
图2.2
第三章程序设计
一、梯形图程序设计
M4用于总开关打开后对计数器C0、C1、C2、C3、C4、C5进行复位防止断电后计数器所存数据引起零压启动。
T0与T1在Y0得电后产生周期为5s的方波。
电机M3启动
电机M1、M2启动。
阀门A开与关及开关指示灯
阀门B电机正反转
5s间断工作X1010s间断工作X11
计数完成相应计数器复位
各种定时
故障信号采集
各故障报警指示
图3.1
第四章系统仿真和调试
一、GTDesigner仿真
图4.1
二、仿真分析
由于仿真中无法自动实现行程开关功能,因此配合程序设计与阀门的开与闭,结合实际进行手动操作以实现行程开关的相关动作。
具体操作流程如下:
1、阀门A
反转
图4.2
注释:
阀门A的关闭,并非正常工作需要,乃是由故障信号、总开关、停止按钮进行控制,实现停止与保护功能。
2、阀门B
……
图4.3
正常工作时阀门B是由程序控制,以10秒的周期进行等分频开与闭,并运用行程开关SQ1、SQ2进行配合控制,阀门B周期性的关闭是生产需要;
另一方面,阀门B的关闭与阀门A的闭合相同,均是由故障信号、总开关、停止按钮进行控制,实现停止与保护功能。
第五章结束语
一、取得的效果
设计结果即满足正常生产要求要求,对生产:
正常工作时,设备能结合实际满足生产工艺,按一定顺序(从下到上)进行启动;
停止时,按逆序由上往下进行停止;
当相关设备出现故障时,进行首先关闭阀门A、B等系类保护动作,这保证了设备的安全,防止再生故障。
二、创新点
严格考虑生产实际,运用行程开关并结合电动机正反转实现阀门A、B的开与关;
程序中设计主控指令并联合其它功能指令,由与X17连接的按钮作为总开关。
考虑实际又新设计故障指示灯,对故障进行报警指示提醒维修人员及时进行维修,也防止操作人员违规造作。
三、设计意义
皮带传输机是一种连续、快速、高效的物料传输设备,广泛使用于煤炭、电力、建材、化工、机械、轻工业等行业的物料传输系统。
一般皮带传输机的电气控制系统采用硬接线方式的继电器控制系统,设备故障率高、可靠性低、体积大、维修和改造不方便。
此课程设计介绍一种皮带传输机的PLC控制系统。
PLC是可编程序逻辑控制器英文全称的缩写名称,是20世纪60年代末期出现的一种新型控制器,具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制、模拟量输入输出、过程控制、位置控制等功能,具有可靠性高,编程、操作、扩展、维修方便,体积小等特点,是一种真正的工业控制计算机。
如果控制要求发生改变,这时也不需要更换控制设备,只需要改变控制程序即可。
这样既可节约资金,又可节约时间,具有较高的技术经济指标。
而且在PLC编程的过程中,体会到了模块化编程的重要性以及带来的清晰、简明。
参考文献
《电气控制与PLC应用》M中国电力出版社.范永胜.王岷.主编