输煤系统的PLC控制设计

陕西国防学院机电工程系毕业论文1毕业设计论文输煤系统的PLC控制设计陕西国防学院机电工程系毕业论文2第一章PLC简介1.1PLC的基本知识可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路。1.2PLC的特点PLC的特点PLC的主要特点：高可靠性、丰富的I/O接口模块、采用模块化结构、编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式、安装简单，维修方便。PLC的功能1、逻辑控制2、定时控制3、计数控制4、步进(顺序)控制5、PID控制6、数据控制：PLC具有数据处理能力7、通信和联网。陕西国防学院机电工程系毕业论文3其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。1.3PLC的应用S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制、运动系统。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。陕西国防学院机电工程系毕业论文4第二章输煤系统的设计方案2.1输煤系统控制要求设计条件：设计一电厂输煤系统，设备包括给煤机、皮带机、振动筛、破碎机等。全部操作控制在主控制室里进行，操作面板上设有各个设备的启、停按钮，还有为PLC提供输入信号的控制开关。要求：输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式；供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序；各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔（延时），启动延时统一设定为12s；停车延时按设备的不同要求而设定，以保证停车时破碎机为空载状态，各输煤皮带上无剩余煤；运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即发出报警并自动停车。2.2系统的启、停控制输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式；供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序；各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔（延时），启动延时统一设定为12s；停车延时按设备的不同要求而设定，以保证停车时破碎机为空载状态，各输煤皮带上无剩余煤；运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即发出报警并自动停车。2.3系统的设计电厂输煤系统有两条输煤线，包括：给煤机、皮带机、震动筛、破碎机等设备。在电厂有着极为重要的地位，一旦不能正常工作，发电就会受到影陕西国防学院机电工程系毕业论文5响。为了保证生产运行的可靠性，输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式，自动、手动方式由开关进行切换。由于输煤走廊环境恶劣，全部操作控制都在主厂房控制室里进行，仪表盘上设有各个设备的启、停按钮，还有PLC提供输入信号的控制开关。输煤设备控制功能由PLC实现，设备状态检测和皮带跑偏检测以及事故记录功能则由上级工业控制计算机完成。为了保证输煤系统的正常、可靠运行，该系统应满足以下要求：1.供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对各设备进行连锁控制。2.各设备的启动和停止过程中，要合理设置时间间隔（延时）。启动延时统一设定为12s。停车延时按设备的不同要求而设定，分为：10s、20s、30s、40s几种，以保证停车时破碎机为空载状态，各输煤皮带上无剩煤。3.运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即发出报警并自动停车，其前方（指供料方向）设备也立即停车。其后方的设备按一定顺序及延时连锁停车。4.可在线选择启动备用设备，在特殊情况下可由两条输煤线的有关设备组成交叉供煤方式。5.可显示各机电设备运行状况，并对输煤过程有关情况（报警、自动停机等）做出实时记录。6.PLC选型根据输煤系统的要求，选用德国SIEMENS公司最新推出的S7-200型PLC，具有高可靠性、体积小、扩展方便、使用灵活的特点。基本单元CPU陕西国防学院机电工程系毕业论文6单元选用的是CPU226，本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。7.各台设备的作用（1）给煤机的作用：给煤机的作用是将煤均匀地送入皮带机里，方便对煤块进行下一步的加工。（2）皮带机的作用：皮带机的作用是用皮带机将煤块运送到振动筛里，方便对煤块进行下一步的加工。（3）震动筛的作用：振动筛的作用是将煤块进行大、小的筛选，并将大煤块运送到破碎机里。（4）破碎机的作用：破碎机的作用是将筛选的大煤块进行破碎，并从运到煤仓里进行应用。陕西国防学院机电工程系毕业论文72.4主电路图2-3主电路图陕西国防学院机电工程系毕业论文8第三章控制系统动作顺序3.1I/O分配输入：总启动按钮SB1I0.0手动运行开关SA1I0.1自动运行开关SA2I0.2给煤机启动按钮SB2I0.3给煤机停止按钮SB3I0.4皮带机启动按钮SB4I0.5皮带机停止按钮SB5I0.6振动筛启动按钮SB6I0.7振动筛停止按钮SB7I1.0破碎机启动按钮SB8I1.1破碎机停止按钮SB9I1.2总停止按钮SB10I1.3给煤机行程开关SQ1I1.4皮带机行程开关SQ2I1.5振动筛行程开关SQ3I1.6破碎机行程开关SQ4I1.7输出：给煤电动机KM1Q0.0皮带电动机KM2Q0.1陕西国防学院机电工程系毕业论文9振动筛电动机KM3Q0.2破碎电动机KM4Q0.3报警电动机KM5Q0.43.2动作顺序自动部分陕西国防学院机电工程系毕业论文10手动部分图3-1动作顺序陕西国防学院机电工程系毕业论文113.3顺序控制流程图图3-2输煤系统顺序功能图（自动部分）陕西国防学院机电工程系毕业论文12图3-3输煤系统顺序功能图（手动部分）陕西国防学院机电工程系毕业论文13第四章外部接线图图4-1输煤系统外部接线图陕西国防学院机电工程系毕业论文14第五章梯形图5.1梯形图：陕西国防学院机电工程系毕业论文15陕西国防学院机电工程系毕业论文16陕西国防学院机电工程系毕业论文17陕西国防学院机电工程系毕业论文185.2梯形图注释：注释：输煤系统通电后，M0.1开始动作，总启动注释：当按下I0.2时，系统进行自动运行注释：给煤机启动，并检测注释：给煤机给煤，并延时12s陕西国防学院机电工程系毕业论文19注释：皮带机启动，并检测注释：皮带机运煤，并延时12s注释：振动筛启动，并检测注释：振动筛筛煤，并延时12s陕西国防学院机电工程系毕业论文20注释：破碎机启动，并检测注释：破碎机破碎，并延时12s注释：总停止注释：当以上四台设备各自过载时，报警陕西国防学院机电工程系毕业论文21注释：按下I2.0时，系统进行手动运行注释：给煤机启动，并检测注释：给煤机给煤，并延时12s注释：给煤机停止，并延时10s陕西国防学院机电工程系毕业论文22注释：皮带机启动，并检测注释：皮带机运煤，并延时12s注释：皮带机停止，并延时20s陕西国防学院机电工程系毕业论文23注释：振动筛启动，并检测注释：振动筛筛煤，并延时12s注释：振动筛停止，并延时30s注释：破碎机启动，并检测陕西国防学院机电工程系毕业论文24注释：破碎机破碎，并延时12s注释：破碎机停止，并延时40s注释：当以上四台设备各自过载时，报警陕西国防学院机电工程系毕业论文25第六章结束语6.1总结经过两个月的设计，回想起来做设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过这对我的设计能力有了很大的提高。我做的是PLC电厂输煤控制系统设计，整个毕业设计是在老师的指导下完成的，从收集资料到排版都有老师的细心教导下完成的。这次毕业设计提高了我的思维能力,同时也让我了解到了自己的不足,我会继续努力,完善自我,通过实践对理论的理解更深刻。尤其对于西门子s7-200PLC有了更深的了解。通过这次的设计，使我对输煤系统的动作顺序以及运行过程的理解，在设计时会出现那些问题，以及各设备是如何完成一系列动作有更深一步了解。对我以后的工作有很大帮助，只是我缺少发现、观察和学习，不留意身边的事物，认为它们的存在理所当然。到现在才知道“书到用时方恨少”，以学为宗旨，不断地锻炼自己，提高自己的全面素质。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。第一，题目确定后找资料。查资料是做毕业设计的前期准备工作，在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆去查资料，虽然比较原始，但是对启发我们的思维，掌握论文的写作规范很有帮助，为后期的作好准备工作。第二，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的西门子s7-200PLC输煤控制系统设计也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目，更深入更系统对数控铣床电气控制系统进行设计。陕西国防学院机电工程系毕业论文26在此要感谢我的指导老师杨维老师对我悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。6.2对未来工作的展望两个月的毕业设计工作即将结束，通过这次毕业设计让我从中学到了很多东西，让我知道在学习的过程中每一步都是很重要的，对每一门课程都要有一个扎实的功底，它对你做任何工作都是有很大帮助的。毕业设计工作即将结束，这次设计激发了我对PLC控制的输煤系统方面更大的学习兴趣，在以后的工作中我会给自己尽可能的创造条件，寻找时间，还将会继续坚持把我的设计任务完成，将我在校的作业继续完成，给我的毕业设计划上一个圆满的句号，并对PLC电厂输煤控制系统有一个更加全面、深入的了解，也更好的培养我学习的兴趣。陕西国防学院机电工程系毕业论文27致谢经过两个月的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。首先,我要感谢的是我的指导老师杨维杨老师。杨老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予我悉心的指导和帮助。她认真细致、一丝不苟的作风一直是我学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。她严谨的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。可以说，没有杨老师的悉心指导和帮助，我是不可能顺利完成我的毕业设计的。我要感谢那些与我朝夕相处了五年的同学。这些日子，他们和我一块努力奋斗共进共退，相互鼓励相互扶植，互通有无，及时沟通，帮助我分析。我们是无此的团结友爱，我们总是相互帮助。正是在这样的相互激励和帮助下，将我的毕业设计得以完成并顺利通过正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的