输煤机组控制系统改造设计

苏州工业园区职业技术学院《机电设备控制系统的构建与维护》课程设计选题：输煤机组的控制系统及改造学生姓名：潘磊、王富明、钱志刚、沙玉康班级：机电14307指导教师：张静机电工程系制2016-4-1目录一、项目说明................................................................1二、方案构思.................................................................232.方案简介.............................................................4三、整体设计.................................................................5（一）电气原理图............................................................61.主电路设计.......................................................72.控制电路设计.......................................................8（二）PLC输入出...........................................................91.地址表..........................................................102.PLC流程...........................................................113.PLC编程.......................................................12四、元器件列表及介绍......................................................131.元器件选型清单.....................................................14五、电气工艺设计............................................................151.电器元件布置图....................................................162.电气安装接线图....................................................17总结.......................................................................18致谢.......................................................................19参考文献...................................................................20一、设备背景输煤机组是煤矿及发电厂常见的大型设备，传统的发电厂燃煤输送系统由多个环节组成，采用继电接触器控制和手动控制方式。由于设备占地面积大、现场操作环境恶劣，对操作者身体健康造成较大损害，而且设备故障率高，大大降低了发电厂的生产效率。随着发电厂规模扩大，传统的输煤系统已无法满足发电厂需要。应用PLC控制技术对传统的输煤机组进行自动化改造设计，能够大大提高工作效率、燃煤效率和经济效益。图1、输煤机组系统结构示意图设备动力驱动系统主要由“给料、送煤、破碎、提升及回收”六台电机及一台磁选料器组成。由于设备占地面积大，为了保证输煤机组的安全可靠运行，系统设置有“报警器和三色警示灯”，在输煤机组“开车“与“停车”时，发出声光警示信号，提醒设备附近工作人员注意安全！二、控制要求1．工作控制流程(1)按动“开车”按钮，启动报警器发声、并控制警示灯“绿灯闪烁”提示信号持续5秒后，停止报警及闪烁，先起动回收机运行，延时10秒后起动送煤机P2运行，10秒后起动提升机运行，10秒后起动破碎机运行，延时10秒后起动送煤机P1运行，延时10秒后再起动“给料器和磁选料器”运行，10s后，警示灯的绿色指示灯亮，表示输煤机组处于正常运行状态。(2)按动“停车”按钮，启动报警器发声、并控制警示灯“红灯闪烁”提示信号持续5秒后,停止报警及闪烁，先控制“给料器和磁选料器”停车，同时熄灭系统“正常运行”指示灯。延时10秒后控制送煤机P1停车，延时10秒后控制破碎机停车，10秒后再控制提升机停车,延时10秒后控制送煤P2机停车，10秒后再控制回收机停车，警示灯的红色指示灯亮，表示输煤机组处于停车状态。2．急停控制设备运行时，按下“急停”自锁按钮，设备立即停止运行，警示灯的黄色指示灯亮，表示处于急停状态。当“急停”按钮旋转复位后，设备则从当前状态继续运行。3.在系统运行过程中，当任意一台设备发生故障时，整个输煤系统应立即停车。并点亮“系统故障”指示灯。4.系统应设置“电源”指示灯，接通设备电源时“电源”指示灯亮；5．控制系统应具有短路、过载保护、失/欠压等基本保护环节。二、方案构思1.方案概述（1）电气原理图设计：设计主电路，控制电路及辅助电路（2）控制系统工作过程分析（3）电路技术参数分析计算，编制电器元件明细表（4）设计控制电路，PLC输入输出地址表（5）设计控制流程图，PLC梯形图程序（6）设计电器板的“电器元件布置图”和“电气安装接线图”（7）设计操作盘的“电器元件布置图”和“电气安装接线图”2.方案简介这学期我们学习了MPS这门课程，了解PLC的相关知识理解到PLC是是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理单元CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出单元等构成.我们此次的目标是熟练运用PLC知识，明白输煤机组基本原理，并结合我们所学的气动技术和相关专业知识对输煤机组进行相应的创新。输煤机组这个课题能更好结合我所学科目，并且侧重点让我们有所突破。所以我们小组此次把输煤机组当作研究课题，并成功设计并实施此次的方案。小组分工姓名主要任务工作质量及贡献成绩潘磊PLC编程，主程序绘制沙玉康电气安装接线图钱志刚电器板接线图，操作板电器元件布置图王富明元件选型，PLC接线图，汇总三、整体设计（一）电气原理图设计1.主电路设计控制电路设计（二）PLC输入输出接口电路及辅助电路1.地址表输入描述输出描述X0开车按钮Y0绿灯HL1X1停车按钮Y1红灯HL2X2急停按钮Y2黄灯HL3Y3报警器HAY4给料器电机KM1Y5送煤机P1电机KM2Y6破碎机电机KM3Y7提升机电机KM4Y10送煤机P2电机KM5Y11回收机P2KM62.PLC控制流程图3.PLC编程四、元器件列表及介绍1.元器件选型清单代号元件名称型号规格数量备注M1~6三相电动机三相AC380V2kw4.3A1450r/minYA磁选料器三相AC380v1kw2.2A1450r/minHA报警器ND16/-22FS/IP20AC220v20wPLC可编程序控制器FX3U-MRDI/DO16AC220VHL1~3警示灯ND16-22D/2DC24V0.25WKM1~6交流接触器CJX1-9/30U线=220VFU1~6熔断器DZ47-604PD380V外壳60ASB1按钮NP4-10BN/3绿1NO+1NC，UE=220V，IE=4ASB2按钮NP4-10BN/3红1NO+1NC，UE=220V，IE=4ASB3按钮NP4-10BN/3黄1NO+1NC，UE=220V，IE=4A五、电气工艺设计1.电器元件布置图2.电气安装接线图项目总结通过大二上学期的项目活动，我们充分明白了合作的重要性，有了各位同学的分工合作，我们才能快速、正确的完成这次项目。同时，各个小组成员负责相关的工作，并充分合作与沟通，在导师的指导下顺利完成了项目各部分的工作。在这个项目的开展中，我们更好的掌握了机电一体化专业的核心课程知识，特别是提高了我们的团队合作能力。在这次项目中，我们对PLC程序以及电气部分的理解也更加深刻了。让我们充分了解了PLC在现代乃至未来应用的广泛性，也让我们对PLC这技术产生了更浓厚的兴趣，让我们更有兴趣去学习PLC。致谢本项目主要完成的是输煤机组的设计，项目即将结尾了，做到现在我们的感想颇多。首先要感谢我们的学院，以及我们的项目指导老师，教会了我们面对一个项目时应该从哪里着手并从哪里下手，哪些是我们已经掌握的，哪些是我们不会的，从哪些方面分析，遇到困难怎样解决，为我们以后的毕业设计，以及职业生涯奠定了基础，从项目的选题到各项工作的展开，项目报告的撰写与修改，无不凝聚着老师的心血。小组成员在一次又次的修改中尝到了酸、甜、苦、辣，无数的成功与失败，肯定了我们的成果。兴趣是自发形成的，而默契是慢慢培养出来的。对学术的不断追求和创新使我们终生受益，仅以此对指导老师表示衷心感谢和诚挚的敬意。在本课题的研究过程中，同学们相互配合，分工和帮助，让我感受到了一个团队的力量，在此也一并表示感谢。同时，通过学习各方面的知识，不断地提升了自己；通过实际应用，逐渐地提高了我们的团队合作能力和知识运用的能力以及处理事情的能力。参考文献（1）主编：吴卫荣；《传感器与PLC技术》，中国轻工业出版社，第一版2015（2）主编：闫照粉；《机械制图》第二版，苏州大学出版社，2010（3）主编：闫照粉；《AUTOCAD工程绘图实训教程》，苏州大学出版社，2011（4）主编：殷建国;《工厂电气控制技术》，经济管理出版社，2014（5）主编：彭芳；《电气图的识读与绘制项目式教程》，国防工业出版社，第一版，2013