基于PLC的原煤采样控制系统

河南工程学院毕业设计基于PLC的原煤采样控制系统学生姓名王红晓系（部）机械工程系专业机电一体化指导教师李振杰2010年05月25日摘要河南工程学院毕业设计2我国煤炭储存丰富，是煤炭资源的产、销大国。针对当前煤炭行业发展中对原煤质量的要求不断提高，原煤采样技术在当今选煤行业也发挥着越来越重要的作用。本设计就是为中小洗煤厂设计的工业生产流水线的自动控制系统。在控制系统中采用的PLC技术，系统安全性能好，所采煤样代表性高，维护简单，不需人员看守，采样结果能正确指导选煤厂生产，提高工作效率和操作精度，也就保证正常工业生产中的最大产量和最佳产品质量。物流配送是物流中一个重要的环节，对于一个大规模的物流集团来说，集约化的发展要使多个仓库、多个配送点(往往达到数以千计的规模)综合实行配送优化成为可能。关键词：可编程控制器，原煤采样，控制流程图，传感器河南工程学院毕业设计3ABSTRACTChina'scoalstockpilesarerichincoalresourcesproduction,marketingpower.Inviewofthecurrentdevelopmentofthecoalindustryonthequalityofcoalrisingcoalsamplingtechnologyinthecoalpreparationindustrytodayisalsoplayinganincreasinglyimportantrole.Thedesignisdesignedforsmallandmedium-sizedcoalwasherofindustrialproductionpipelineControlSystem.InthecontrolsystemweusethePLCtechnology,bettersecuritysystem,thecoal-likerepresentation,maintainingsimple,PLCnosecurityguards,samplingresultswillcorrectmeaningtodifferentplantproduction.Improveefficiencyandaccuracyofoperation.Alsoensurenormalindustrialproductionwasthelargestyieldofthebestqualityproducts.Toascaledlogisticcompany，assigningisanimportantpartoflogistic，andfurtherdevelopmentwillmaketheoptimizedassigningofwarehouseandmulti—taskpossible.KEYWORDS：programlogiccontroller,coalsampling,controlflowchart,laddergraphics，censors目录河南工程学院毕业设计4前言.........................................................11背景简介................................................12系统概述................................................1第1章工艺流程...............................................2§1.1初级采样机..........................................2§1.2一次给料胶带........................................3§1.3破碎机..............................................3§1.4二次给料胶带........................................4§1.5缩分器..............................................4§1.6样品收集器..........................................4§1.7斗提机..............................................4第2章原煤采样控制系统.......................................5§2.1控制系统分析........................................5§2.1.1运行过程.......................................5§2.1.2控制系统功能...................................5§2.2系统硬件分析........................................6§2.2.1控制单元.......................................6§2.2.2PLC简介.......................................7§2.3系统软件分析........................................8§2.3.1系统状态流程图设计.............................8§2.3.2PLC的I/O点地址分配及PLC选型.................8§2.3.3I/O接点电气连接图.............................9§2.4PLC梯形图程序设计部分............................10第3章系统干扰措施..........................................12§3.1.抗电源干扰.........................................12§3.1.1隔离变压器....................................12§3.1.2滤波器........................................12河南工程学院毕业设计5§3.1.3分离供电系统..................................12§3.2控制系统接地.......................................12§3.3防I/O信号干扰.....................................12第4章系统的不足之处及改善方法..............................14结论........................................................15参考文献....................................................16致谢........................................................17附录........................................................18河南工程学院毕业设计61前言1背景简介我国煤炭储存丰富，是煤炭资源的产、销大国，整个煤炭工业在中国的经济发展中发挥了重要的基础和支柱作用。针对当前煤炭行业发展中对原煤质量的要求不断提高，原煤采样技术在当今选煤行业也发挥着越来越重要的作用，为了进一步了解原煤采样的过程，更好的提高所学专业知识在实际工业现场中的实际运用情况，结合了当前选煤领域广泛采用的原煤采样的控制技术，我选取了本设计题目，采用PLC来实现对原煤采样环节的控制。希望通过此次设计可以真正把所学知识运用到实际工业现场，为将来参加工作做好铺垫。我国是煤炭大国,但人均占有量都非常贫乏。随着经济的飞速增长，冶金、化工、电力等行业对煤炭的需求越来越大，而我国的工业基础却相对比较薄弱。就煤炭工业而言，只有一些大的企业才实现了原煤采样生产过程中的全部自动化。一些中小企业，尤其是年产小于30万吨的小企业,却还使用着与时代技术不相称的老的生产方式。这种生产方式不仅劳动是巨大的,对工人身体上有一定的危害性，而且产品的生产功耗大，生产成本高。2系统概述本次设计内容为基于PLC控制的原煤采样系统。主要控制要求是利用可编程控制器控制各个部分的运行。其主要设备有初级采样机，一次给料胶带，破碎机，二次给料胶带，缩分器，样品收集器，弃料提升机。本系统的控制方面可分为自动和手动两种工作方式，就是通常我们所说的集中控制和就地控制两种方式。选择集中控制方式操作人员可以在控制台上实现系统的正常开停;选择就地控制方式检修人员可在现场实现单机的检修和试运。就自动工作方式来说，输入量有启动和停止两个开关，输入量主要是采样设备的电动机起停及继电器开关和电磁阀的开关。正常工作后采用连续运行方式，采样机和胶带运输机连锁运行，对应的时间间隔、数量、缩分质量等参数有计算机输入，然后由PLC控制系统运行，人为干扰很难，采用全封闭共同监管，安全性好。可编程控制器(PLC)是具有高可靠性的工业自动化产品，作为监控系统的一种现场设备，有出色的数据采集和可编程控制能力。第1章工艺流程本系统的工艺流程图如下图所示：河南工程学院毕业设计2图1-1原煤采样系统流程图§1.1初级采样机作用是负责进行运煤带上的初级采样，选用带式输送机煤流采样的刮臂式采样机，刮臂的动作是横向扫过带式输送机的全宽刮出子样，子样的质量取决于胶带上负荷和采样铲的宽度和形状。刮臂式采样机示意图如下图所示：河南工程学院毕业设计3图1-2刮臂式采样机示意图1—停止开关；2—蜗轮蜗杆减速机；3—电机；4—运输带；5—接样溜槽；6—取样机联杆刮臂；7—采样铲；8.—皮带托辊§1.2一次给料胶带作用是从初级采样机输出的煤均匀的撒到一次给料胶带上,运送到下一级，即破碎机。胶带运输机的长短与现场工艺有关。§1.3破碎机滚筒破碎机又叫选择性破碎机,是利用煤和矸石在同一冲击破碎环境中,根据其可碎性的差异,把夹在煤中的矸石解离出来。滚筒是靠拉轮和滚筒之间的摩擦力而转动。在滚筒的一端,由给料溜槽给入一级的煤块,随着滚筒的旋转,给入的煤快被提升机顶起，转到一定高度后，煤块就顺着提升机从高出自由落下，由于滚筒的不断转动，煤快反复地被提起和落下。在次过程中煤受到冲击而破碎，并透过筛孔排出，未被破碎的大块矸石、金属杂物和木块经筛子排矸槽排出,进入二次给料胶带。河南工程学院毕业设计4§1.4二次给料胶带其作用和上面一次给料胶带相同。§1.5缩分器缩分是指在煤样制备中，将试样分成具有代表性的几部分，一份或多份留下来的过程，目的在于从大量煤样中取出一部分煤样。缩分器应尽量减少缩分误差，并能使保留煤样量尽量少。在这里我们选用旋转式缩分器，示意图如下所示：图1-3旋转式缩分器示意图§1.6样品收集器作用是将已经缩分好的煤样采集，送到实验室进一步制成分析所用煤样。§1.7斗提机斗提机又称为弃料提升机，因经过上述一系列生产过程中,设备的高度一级级降低，所以斗提机的作用就是把经过缩分剩余的余煤将通过斗提机送回到原煤输送带上。河南工程学院毕业设计5第2章原煤采样控制系统§2.1控制系统分析这章我们将对这次设计的控制系统进行详细的分析。§2.1.1运行过程原煤采样系统启动后要求整个运行过程能自动运行，并在某一设备故障时能及时发出报警提示。下面根据原煤采样系统流程图简述系统运行过程。⑴启动过程：按下启动按钮，受控设备按逆煤流方向依次起车，即由后向前启动。在这里斗提机最先启动，其次为样品收集器、缩分器、二次给料胶带、破碎机、一次给料胶带，最后为初级采样机。各个设备之间的启动间隔时间可以自己设定，这里设定为10秒。系统停止时，与启动相