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韩飞U

辽宁工业大学

电气控制与PLC技术课程设计（论文）

题目：

输煤机组控制系统设计

院（系）：

电气工程学院

专业班级：

测控121

学号：

120301016

学生姓名：

韩飞

指导教师：

杨汇军

起止时间：

2015.6.22-2015.7.3

摘要

本设计是使用PLC编程控制输煤机组控制系统设计，输煤系统是热力系统的重要组成部分，是锅炉车间燃料供应的有力保证。

系统中PLC选择的是由西门子公司生产的CPU224，它有数字量的I/O输入和输出，最多可扩展7个模块，具有很强的模拟量和计数处理能力，应用广泛。

为了实现系统的控制功能，还使用了CPU的扩展模块EM222和EM223。

通过设计要实现输煤机组的逆序启动和顺序停止。

通过对系统的I/O分析设计了相应的梯形图及外部接线图并进行实验调试，证明该系统符合设计生产要求，系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制等优点。

关键词：

自动输煤系统；PLC；自动化；可靠性

第1章绪论1

第2章方案设计3

2.1概述3

2.1.1系统任务分析3

2.1.2确定方案4

2.2系统组成总体结构4

第3章硬件设计5

3.1机及其扩展模块的设计5

3.1.1系统I/O点分析5

3.1.2主机及其扩展模块的确定5

3.1.3主机及其扩展模块的连接和地址分配6

3.2电动机、控制按钮、指示灯和蜂鸣器的选择6

3.2.1电动机7

3.2.1按钮7

3.2.2指示灯8

3.2.3蜂鸣器9

3.3I/O分配及外部接线10

第4章软件设计12

4.1系统流程图设计12

4.2PLC内部继电器的分配13

4.3系统梯形图设计13

第5章系统模拟调试结果及说明20

第6章课程设计总结27

参考文献28

第1章绪论

随着生产过程的控制规模不断增大，运行参数越来越高，生产设备及其相应的热力设备和系统更加复杂。

输煤系统是热力系统的重要组成部分，是锅炉车间燃料供应的有力保证。

输煤机组工作效率的提高是整个工艺过程的关键因素，而整个输煤过程往往采用远程控制，这就对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方法不能得到满意的测控效果。

因此，在输煤系统中往往选择比较有优势的PLC（可编程控制器）控制系统，使整个控制过程具有正常运行、事故处理、参数监测、故障报警、装置调控、危险保护等功能。

传统的发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，传统的输煤系统已无法满足发电厂的需要。

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，提出了基于美国AB公司PLC和工业控制网网络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。

输煤系统的控制属于自动化的过程控制领域，且有大时延对象特征，本文对与过程控制系统相关的控制技术及控制系统。

在PLC中应用子程序的方式，不仅便于实现多种运行方式，而且大大提高了程序的可维护性和可靠性。

经过实验室输煤系统的运行，表明了该输煤控制系统运行的正确性、实用性。

输煤系统的主要特点有：

1.系统设备多。

设备种类多。

给煤机、翻车机、斗轮堆取料机、皮带输送机、碎煤机、筛煤机、犁煤器、三通挡板、除尘器、取样机、煤味监测装置、皮带秤等。

设备数量多。

电厂输煤系统设备数量一般均为100多台。

2.系统分部广。

输煤系统设备布设分散、作业线长、运行方式灵活多变，分部一般在几公里的范围内，有的大型火电厂甚至更远。

3.系统故障点多。

皮带的拉断、跑偏、超载、撕裂；碎煤机的超温、超振；三通挡板及犁煤器等的卡死或不到位；皮带、筛煤机的堵煤现象等。

4.工艺流程复杂。

多种煤源设备取煤通过电动三通挡板的切换经皮带输送机（一般均为双路）传送到原煤仓。

可以组成几十种甚至上百种工艺流程。

5系统运行环境恶劣。

输煤系统运行环境粉尘飞扬，水、灰、煤粉比比皆是，特别市夏日煤仓气温高达50℃。

在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。

但继电器控制领域有着十分明显的缺点：

体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。

为了改变这一现状，PLC控制系统产生了。

继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。

在许多领域都有广泛的应用。

PLC的优点是：

可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高输煤机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制输煤机组这个课题。

第2章方案设计

2.1概述

本课程设计任务主要是锅炉车间输煤机组系统的设计，有多个电动机带动，具体内容如下:

输煤机组控控制系统示意图如图1.1所示。

图1.1输煤机组控控制系统

输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA组成。

SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4～SB9为6个控制按钮。

HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。

HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。