输煤机组控制系统

I电气控制技术课程设计题目:输煤机组控制系统院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1206班学生姓名：学号：指导教师：成绩：指导老师签名：日期：II目录1系统描述与控制要求.................................11.1系统描述...............................................................................................11.2控制要求...............................................................................................12方案论证..........................................22.1PLC控制系统设计的原则和方法........................................................22.2系统的动作过程...................................................................................22.3系统各节点的时序图...........................................................................33硬件设计..........................................33.1系统原理方框图...................................................................................33.2主电路...................................................................................................33.3I/O分配................................................................................................43.3.1输入口................................................................................................43.3.2输出口................................................................................................53.4I/O接线图............................................................................................63.5元器件选型...........................................................................................74软件设计..........................................84.1主流程...................................................................................................84.2梯形图...................................................................................................94.3系统指令表.........................................................................................135系统调试.........................................18设计心得...........................................20参考文献...........................................2111系统描述与控制要求1.1系统描述输煤机组控制示意图如下图示。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。图1.1输煤机组控制示意图SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮。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。警报电铃PB。1.2控制要求具体要求如下：1.正常启动，当按下启动按钮SB1后，讯响器HA峰鸣5秒，提醒在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。回收电机M6启动并点亮HL6指示灯；10秒后，2号送煤机M5启动并点亮HL5指示灯；10秒后，提升机M4启动并点亮HL4指示灯；10秒后，破碎机M3启动并点亮HL3指示灯；10秒后，1号送煤机M2启动并点亮HL2指示灯；10秒后，给料器电机M1和磁选料器YA启动并点亮HL1指示灯；10秒后，系统运行正常指示灯HL9点亮。输煤机组正常运行。2.正常停车，按下停止按钮SB2后，讯响器HA峰鸣5秒，提醒在输煤机组附近的工作人员物煤机准备停车请注意安全。给料器电机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时系统运行正常指示灯HL9熄灭。10秒后，1号送煤机请留出一个汉字的空间，下同2M2停车并熄灭HL2指示灯；10秒后，破碎机M3停车并熄灭HL3指示灯；10秒后，提升机M4停车并熄灭HL4指示灯；10秒后，2号送煤机M5停车并熄灭HL5指示灯；10秒后，回收电机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组停止运行。3.过载保护，当输煤机组的6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA发生过载事，相应的热继电器动作，所有电机停车，系统故障指示灯HL10点亮。电铃PB响20秒，在故障结束之前，故障指示灯HL10一直点亮。直到故障结束。4.紧急停车，按下紧急停车按钮SB3，输煤机组的6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA所有电机停车，系统故障指示灯HL8点亮。电铃PB响20秒，在故障结束之前，故障指示灯HL8一直点亮。直到故障结束。5.参数电机见图，指示灯HL：0.25W，DC24V。电铃HA：8W，AC220V。2方案论证2.1PLC控制系统设计的原则和方法对于电气控制设备，任何PLC控制系统的设计都是在控制方式和电动机技术数据确定以后进的是设备控制要求和工艺流程的具体化。PLC控制系统设计应该遵循以下原则：1）应最大限度地满足生产机械的工艺要求，并能根据需要方便地进行修改。2）整个PLC控制系统及控制电路安全可靠，简单，具有较高的性能价格比。3）合理地选择PLC机型及电器元件。4）容易掌握，便于操作和维修。2.2系统的动作过程以输煤机组启动为例，当按下启动按钮（X0）时，系统启动，讯响器HA峰鸣5秒，即Y19闭合5秒，回收电机M6启动并点亮HL6指示灯，即Y5，Y13得电。10秒后，2号送煤机M5启动并点亮HL5指示灯,即Y4，Y12得电；10秒后，提升机M4启动并点亮HL4指示灯，即Y3，Y11得电；10秒后，破碎机M3启动并点亮HL3指示灯，即Y2，Y10得电；10秒后，1号送煤机M2启动并点亮HL2指示灯，即Y1，Y7得电；10秒后，给料器电机M1和磁选料器YA启动并点亮HL1指示灯，即Y0，Y6得电；10秒后，系统运行正常指示灯HL9点亮，即Y16得电。输煤机组正常运行。32.3系统各节点的时序图输煤机组启动的一个工作循环时序图如图2.3所示。图2.3输煤机组启动时序图3硬件设计3.1系统原理方框图3.2主电路4锅炉车间运煤机组系统主电路图如图3.2所示图3.2锅炉车间运煤机组系统主电路图1)主回路中交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分别控制三相异步电动机M1～M62)电动机M1、M2、M3、M4、M5、M6由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6实现过载保护。3)QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。4)熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6分别实现各负载回路的短路保护。3.3I/O分配根据系统工作要求，进行I/O分配如表3.3.1和表3.3.2所示。3.3.1输入口序号工作名称文字符号输入口51自动开车按钮SB1X02自动停车按钮SB2X13事故紧急停车按钮SB3X24M1~M6，YA运行正常信号KMX35M1~M6，YA过载保护信号FRX4表3.3.1输入端分配表3.3.2输出口序号工作名称文字符号输出口1给料器和磁选料器接触器KM1Y021#选煤机接触器KM2Y13破碎机接触器KM3Y24提升机接触器KM4Y352#送煤机接触器KM5Y46回收机接触器KM6Y57手动运行指示灯HL7Y148紧急停车指示灯HL8Y159系统正常运行指示灯HL9Y1610系统故障指示灯HL10Y17611报警电铃PBY2012讯响器HAY1913M1电动机运行指示灯HL1Y614M2电动机运行指示灯HL2Y715M3电动机运行指示灯HL3Y1016M4电动机运行指示灯HL4Y1117M5电动机运行指示灯HL5Y1218M6电动机运行指示灯HL6Y13表3.3.2输出端分配表3.4I/O接线图系统I/O接线图如图3.4所示。7图3.4I/O接线图3.5元器件选型电机根据系统的要求选择爪极式永磁同步电动机。电动机采用B级绝缘，采用全压启动。电动机的额定电压为380V，额定频率为50HZ，额定功率分别为：M1：给料器电动机KMS60-04（6KW）3000r/minM2：1#送煤器电动机KMS60-04（6KW）3000r/minM3：破碎机电动机KMS60-04（6KW）3000r/minM4：提升机电动机KMS60-04（6KW）3000r/minM5：2#送煤器电动机KMS60-04（6KW）3000r/minM6：回收机电动机KMS60-04（6KW）3000r/minYA：磁选料器电动机60KTYZ-03（6KW）3000r/min8PLC选型,系统共有开关量输入点6个，开关量输出点18个，所以选用S7-200CPU216，不需要扩展单元PLC，参照西门子S7-200系列特性.4软件设计4.1主流程根据控制要求，建立输煤机组系统主流程，如图4.1所示，表达出各控制对象的动作顺序，相互间的制约关系。9图4.1系统主流程图4.2梯形图10根据系统工作要求，编写梯形图如图4.2所示。111213图4.2车间运煤机组系统PLC控制梯形图程序4.3系统指令表1415161718图4.3梯形图对应指令表5系统调试大体思路流程如下：1、硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查用户系统硬件中存在的故障。硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。①静态调试静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。第一步：目测。检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。第二步：用万用表测试。先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。第三步：加电检测。给板加电，检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值第四步：是联机检查。因为只有用可编程控制器开发系统才能完成对用户系19统的调试。②动态调试实验室没有相应的实物控制模型，因此，在调试系统控制程序时，所有的输入信号均用开关