物料输送PLC控制系统

引言随着钢铁企业的不断发展壮大，烧结矿作为高炉的重要原料之一，其生产控制系统也 受到了更多的关注。传统烧结工艺中主要依靠工作经验进行调节，存在以下几方面的问题：1、过分依靠配料工经验，配料工要熟知各个圆盘每变化1HZ频率所对应的各称的流量变因 为多少，若配料工经验不足，就会延长调节时间。2、调节不及时，圆盘下料始终为给定频率，若料重发生变化，就会使各称之间配比发生变 化。3、配料工半小时跑盘一次，工作量大。4、由于物料的粉尘污染较严重，严重影响工人的身体健康。以前，电气控制系统中大多使 用分立的继电器，接触器等电器元件作为控制元件，其控制系统复杂，操作难度大，并且安 装接线工作量大，修改控制策略难，维护量大，严重影响了正常生产。因此，物料输送控制 系统成了制约生产的瓶颈。近几年来，工业过程自动化程度越来越高以及人们环保意识的增 强， PLC 技术以其优异的性能，在国内外得以广泛的应用。实现包装系统的皮带过程控输 送工艺流程的实时监测、自动控制和系统运行诊断，满足了系统可靠性、稳定性和实时性的 要求。文中重点介绍PLC技术在某钢厂烧结配料系统中的应用。由于输送系统使用PLC控制并采用CST可控启动传输装置起动长距离胶带机，有效地 解决了启动冲击问题，大幅度降低电机起动时电流对电网的的冲击及对电机寿命的影响。另 外，在机头控制室设计一套集中监控系统，实现该控制系统的集中控制和监视，并曾设通讯 系统，使整个系统处于受控状态，并可实现远程和现地控制。目前，在自动化领域主要的控制方式有继电气控制、微机控制和PLC控制三种。由于 PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比，具有设计、安装、接线、调试工作 量小，研制周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低，维护方便等 一系列优点。而继电控制系统因技术性差，功能单一，在机械控制系统中已很少使用。微机 控制系统因抗干扰能力差，对工作环境要求高，设计研制周期较PLC控制系统长，因此， 在自动控制领域的应用呈逐年下降的趋势。在基于PLC的送料小车控制系统设计中，设计了基于PLC的送料小车控制系统总体方 案，给出了软、硬件设计与实现方案。在电动机电气控制线路的设计部分，阐述了电动机主 电路以及辅助电路的设计过程，给出了这些电路的电器元件选择结果。在PLC控制的设计 部分中，阐述了 PLC IO接线图的设计过程，给出了 PLC及其输入/输出元件的选择结果， 详细地阐述了 PLC用户程序的设计过程，其中包括对公用程序、手动程序、自动程序、信 号显示与故障报警程序的设计过程的阐述。关键词：送料小车；PLC；控制系统；设计目录第一部分 总体控制方案及局部控制方案的选取（一）工艺流程说明3（二）控制设计思想3（三）输送系统对电力的控制要求4（四）控制方案比较4 第二部分 系统电器的控制（一）系统启动工作原理（PLC）控制5（二）接触连锁控制电路工作原理5（三）系统发生故障集中控制电路工作原理5（四）可逆电动机控制电路各种原理5（五）其他 7 条胶带机电路的工作原理6（六）一次圆筒混合机电路工作原理7 第三部分 各电器元件的选择与计算（一）电动机的选择与相关元件的选择9（二）PLC 的选择与电气接线15（三）PLC 编程19 第四部分 保护及信号电路设计30 第五部分 设计分析总结30 第六部分 元件选型表及参考文件31第一部分总体控制方案及局部控制方案选取一工艺流程说明:也撷启勒帀旬配料槽原料准备仓圆盘给料机2台Y132M-2NO 1胶带机Y160M-6NO 2胶带机Y160M-6NO 2转运站NO 3胶带机Y160M-411KW烧结机室NO 4胶带机Y160M-6一次混合机 室圆筒混料机JS115-6NO 6胶带机Y160M-6NO 3转运站NO 7胶带机Y160M-6NO 4转运站NO 8胶带机Y225S-437KW烧结机室NO 9-10胶带机Y160M1-8（2台）4KW矿仓机械名称电机型号容量安装地点整个工艺流程由12台点击完成，圆盘给料机启动时，料从料仓输送出来，通过11,12胶 带机传给1号胶带机然后经过2、3、4进入一次圆筒混合机进行混合。混合后又经6、7、8 三台胶带机送给9、10两台可逆胶带机，最后送入烧结机进行烧结。所以起动电动机要逆序 启动，事故时要不堆料影响生产，对中间电动机的控制尤为重要。二控制设计思想：（1）回路启动顺序有夏有向上（来料方向为上游），按一定延时，逐个启动，若回路启 动过程中无故障，则为正常启动；若有故障则为异常启动，程序启动遇到故障时，就不在继 续往下启动。（2）回路停止顺序有上游向下游，它包括正常停止和事故停止。正常停止位顺序停止， 即正常操作时程序按一定时间延时由上下游逐个停止设备。事故停止是在启动或正常运行过 程中回路中某一设备发生故障时，上游的设备立即停止，下游设备可运行。（3）在逻辑梯形图中，凡是带有分支的联锁回路都有记忆功能。因为前一台设备可以根 据需要启动下面的各个分支回路的设备，回路梯形逻辑的记忆功能，可保证有故障回路的设 备能正常停车。（4）上位机能显示出整个皮带运行状态。亦能显示当条回路运行的设备。三输送系统对电力拖动的控制要求：1、系统由8 条胶带机（一条要求可逆）和一台混合机构成。2、系统能单独拒不控制，供检修及调试人员使用。3、要求系统能集中联动控制：1启动时，应有开车前启动预警信号，时间不小于10 秒。2启动时，顺序按物料输送方向你需启动。3停车时，按物料输送方向顺序停车。4有故障时在故障点之前顺序停车，同时发出相应信号。4、局部控制采用控制箱就地控制，集中控制采用可编程控制完成四控制方案的比较：方案一：采用传统的继电气控制方式对相关设备进行控制，达到所需的控制要求。继 电 气控制系统具有结构简单，价格低廉，容易操作等优点，适用于工作模式固定，要求比较简 单的场合，目前应用还比较广泛。方案二：对整个物料输送系统的控制采用PLC控制，是整个生产过程更可靠，功能更强， 响应速度更快，维护方便，它的可靠性高于继电器控制柜，体积也小，可将数据直接送入管 理计算机，可输入交流115V，输出为交流115V、2A以上，可直接驱动电磁阀。方案三：采用为湘计算机控制。有微型计算机组成的自动控制系统，体积小，质量轻， 可靠性高，运行速度快，但是其干扰能力差，内部集成度受限制，内存容量小，在自动控制 领域的运用呈逐年下降的趋势。 拒不控制采用控制箱就地控制，可供检修及调试人员使用， 对每台电动机都可以采用相应的控制方法，出现故障时，可以单独对某台进行控制检修从而 不影响整个生产过程的进度，达到及时、简便、快速的目的。对它的控制就要与PLC分开考 虑。选用可编程控制器为了适应在工业环境中使用有可靠性高，抗干扰能力强，控制程序可 变，具有良好的柔韧性，编程简单、使用方便、组合灵活、减少了控制系统设计及施工的工 作量，体积小、重量轻，是“机电一体化”特有产品的优点。总之，PC技术代表了当前电器程序控制的世界先进水平，PC与数控技术和工业机器人 已成为机械工业自控化的三大支柱。经比较，方案二更符合于设计的要求，故采用方案二的控制方式对系统进行控制。第二部分 系统电气的控制一系统启动工作原理（PLC）控制：接通起动预警继电器KI, K2,其敞开触电分别启动K3, K4起动预警继电器。这时K3, K4敞开触点同时接通DL1, DL2, DL3, DL4, DL5, DL6,DL7, DL8预警电铃。预警10 秒后，这时工作人员任意选择M9, M10其中一台电动机，不管是正转还是反转运行，PLC 再次输出已信号Q0.2。同时带动启动继电器K5,使其得电，辅助触点K5闭合，从而接通 KM5线圈，KM5辅助触点闭合KM5并自锁，其主触点闭合，8#电动机运转，HL5工作指电器，其辅助常开触点K6接通，使KM6线圈得电，辅助常开KM6触电闭合并自锁。依次 往下,分别接通其他几台电机（其中,当1#启动时,工作人员又选择给料机11#, 12#其中 一台启动。电动机开始出料，整个电路启动完毕。）二解除连锁控制电路工作原理：出现故障时CPU226输出信号Q1.3, K14得电，使得K14常开闭合，JD事故电笛响起 并且HL15黄灯亮起，CPU给出停止信号I0.4,停止按钮SB28自动按下，信号Q1.4, Q1.5, Q1.6, Q1.7，及 Q2.0, Q2.1, Q2.2, Q2.3自动给出信号，故障电机停止，故障电机之前的皮 带机依次顺序停止。解除连锁开关SB29自动闭合，习题偶那个给出信号Q2.4, Q2.5,使得 K23, K24,线圈得电，继电器自动解除连锁，停止电机排查故障。三系统发生故障集中控制工作原理：出现故障时CPU226输出信号Q1.3,K14得电，是的K14常开闭合，JD事故电笛响起并 且HL15黄灯亮起，CPU给出停止信号I0.3,停止按钮SB27自动按下，信号及，自动给 出信号，从而分别带动系统停止继电器K15, K16, K17 , K18, K19, K20, K21, K22, 其常闭触点断开故障电机停止。当其中一台电动机出现故障时，故障之前的电动机方能顺序 停止，如：当8#出现故障时，KM5线圈断开，辅助常开触点KM5解除自锁，常闭触点接 通，K14故障继电器，其常闭触点K25接通故障指示灯，提醒工作人员，同时常开触点解 除 7#控制回路上的电源使其断电，从而达到控制要求。四可逆电动机控制电路各种原理：可逆胶带机工作原理和控制过程：整个电路采用，两台可逆胶带机来控制，采用触点， 按钮双重联锁，达到理想的互锁，其中一台为备用，这样可以保证生产过程的正常运行。工 作人员可以根据工作需要来选择任何一台电动机。当选择9#工作时，按下启动按钮SB1, KM1线圈得电，主常开触点闭合，辅助常开触点KM1接通并自锁，工作指示灯HL1亮， 电动机正转，SB1，KM1同时对其他回路互锁，反转时按下启动按钮SB2,KM2线圈得电， 主常开触点闭合，辅助常开触点KM2接通自锁，工作指示灯HL2亮，电动机反转，SB2， KM2同时对其他回路进行互锁。保证电路的正常运行。停止时，按下SB15，整个控制回路 停止。五其他7条胶带机电路工作原理:如8号胶带机的工作原理此电动机采用PLC控制。当PLC输出一个信号Q0.2时，带动运行继电器K5,使继电 器的常开触头闭合，从而使接触器KM5得电动作，主常开触点闭合，辅助常开触点闭合进 行自锁，从而驱动Ml启动信号灯HL5发光。图中Q3-Q4为事故开关，在运行的过程中， 如果电机出现事故那么Q3-Q4就会动作，SB5-SB6为单台电动机起、停按钮。HL16为各种 信号灯，电机运行中HL16不会亮，当电机出现故障时故障继电器K22线圈得电，常闭触 点断开，KM5线圈失电，常开触点断开，常闭触点闭合，其常开触点闭合HL16故障灯亮， 同时常开触点断开，使前面的电动机顺序停止。其中任何一台电动机出现故障时方能使前面 的电动机顺序停止，不会出现物料堆积情况，从而达到设计目的，K22时停止继电器的常闭 触点，当PLC输出一个信号Q2.3时，K22得电，从而断开控制部分电路，使接触器不动作， 电机就不会转动。K23为解除连锁继电器。其他兼相同。六 一次圆筒混合机电路工作原理:KM0RHL1928圆筒混合机的工作原理和其他7台胶带机的工作原理相同，但由于JS115-675KW电动 机作为一次圆筒混合机，对整个物料物料加工起很重要的环节作用，对它的控制就要加一个 电流互感器TA作为供电电流，LQG-0.5型号电流互感器频率为50Hz,电压为500V及以下 的交流线路作为测量电流、电能及继电保护电源之用。电流互感器就是几组硅钢怕绕上线圈, 原理就是交流电流产生磁场，磁通量的变化产生电流，其主要作用是：(1)将很大的一次电 流转化为标准的5安培;(2)为测量装置和继电器保护的线圈提供电流；(3)对一次设备和二次 设备进行隔离。选用时就是要考虑采用哪种最适合，又能起到很好的作用。参考工厂常用 电气设备手册：选用LQG-0.5上海互感器厂生产的配上一个人继电器FR11共同控制5# 这台混合机。第三部分其他各电器元件的选择和计算一电动机的选择与相关元件的选择一、根据负载性质选择电动机的类型1、不需要调速的机械，首先考虑采用交流电动机，负载平稳长期工作无 特殊要求的机械，应采用一般笼型异步电动机，需要负载启动时，小容量可考虑采用改变启 动转矩的笼型异步电动机，大容量则采用绕线型异步电动机。2、带周期波动负载的长期工作机械，为了削平电动机的尖峰负载，应该钻 用转差率笼式电动机。3、需要恒定的转速或为了补偿电网功率因数应优先考虑笼式异步电动机。4、只需要几种转速且不需要连续调节转速的机械，可用多重笼式异步电动 机。5、需要较大的转矩和恒功率调速的机械常用直流串联他励电动机。6、对起动制动油要求的，宜选用直流他励电动机或带调速装置的交流电动 机。7、需要调速很宽的机械，最好从机械变速和电气调速两者结合起来来考虑。二、电力传动的机械参数1、电动机大的过载能力及平均启动转矩过载能力：电动机的过载能力可以从 各类电动机的资料中查看，对一般常用电动机的转矩过载倍数(入=Mmax/mn)计算交流电动 机的平均启动转矩，笼式电动机的启动转矩，笼式电动机的起动从同步电动机异步起动时 在起动过程中机械特性M=f(n)的线性。因此平均启动转矩值要根据电动机的机械特性计算。2、根据打滑条件中允许的最大加速度段amaxg/v=m/S2式中g为重力加速段g等于9.m/S2n为摩擦面间最小滑动系数三、计算电动机的额定功率1、对于长时间连续运转且负载不变的机械，其传动电动机的功率可根据负载转矩及转速二算出负载功率Pt后，选择一台额定功率Pn稍大于Pi的电动机。PN三Pi=MtMn/9.75KW式中：Pn式电动机的额定功率Nn式额定转速Mi折算到电动机轴上的静负载转矩kgf.m2、校验启动过程中的最小转速距及允许最大飞轮距对起动条件沉重(静阻 转矩较大或带有较大飞轮距)的机械，当采用笼式电动机或同步电动机，除按负载功率轩 取电动机额定功率外，还按校验最小启动转矩，校验允许机械最大飞轮力矩GD2max，以保 护生产机械能顺利地起动和电动机在起动时过程中不至于加热。MMIN三MIMAXKS/Ku?式中=Mmin为启动过程中的电动机最大转矩kgf.m,KS为保 护电动机起动时有足够加速转速的系数。一般取KS=1.15-1.25。KV为电压波动系数：kv=vs/vh,直接启动时KV=0.85。在 GD? mec=GD? mx=GD? 0 (l-Mimax/MsAv/ v) -GD?式中GD22GD?GD?熔断器安秒特性数值关系熔断电流2IN3IN4IN熔断时间OO1H40S8S当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的 熔点时，熔体熔断切断电路，从而达到保护作用。电流通过熔体时产生的热量与断流的平方 和电流通过的时间成正比，因此电流越大则熔体熔断的时间越短。四熔断器的选择1 熔断器类型的选择，其类型应根据线路要求，适用场合和安装条件选择。2熔断器额定电压的选择，其额定电压应大于或等于线路工作电压。3熔断器额定电流的选择，其额定电流必须大于或等于熔体的额定电流。 4熔体额定电流的选择，首先对于电炉，照明灯阻性负载的短路保护，应使熔体的额 定电流等于或大于电路的工作电流。即：IfuI式中Ifu为熔体额定电流I为电路的工作电流五自动开关的选择1自动开关的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和电流。2热脱扣器的正顶电流与控制电动机的额定电流或负载额定电流一致。3电磁脱扣器的整定电流应大于负载电路正常工作时的尖峰电流，对于电动机负载来 说，DZ型自动开关电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流值Iset可按Iset=KIra来计算，式中K 为安全系数，可取1.7Ira为电动机的启动电流。自动开关的圄形符号如图所示六按钮的选择按钮是属于组合电器类产品。主要用来接通和分断控制电路的发布操作命令电器。 选用LA19系列，主要用于远距离操作接触器、继电器等电磁装置或用于信号和电器联锁装 置的电路中。由机械电气设计手册参考选用LA19-M9带指示灯式。便于操作，通常做成复 合式，即具有常闭触头和常开触头。/复兮式为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色，以示 区别。其颜色有红、黑、黄、绿、蓝、白等。一般红色表示停止按钮，绿色表示起停按钮。七 、接触器的选择 接触器是一种用来频繁开闭交流电及大容量控制电路的自动切换电器。只要用于控制电 动机，电热设备，电焊机，电容器组合，它还具备有低压保护功能，并适用于频繁操作和远 程控制，且是电力拖动的自动控制线路中使用得最广泛的电器元件，它按其主触头通过的电 流种类不同，可分为交流接触器和直流接触器。1 接触器类型的选择：根据接触器所控制的负载性质来选择接触器的类型。2 额定电压的选择：接触器的额定电压应大于或等于负载回电压。3 额定电流的选择：接触器的额定电流应大于或等于被控制回路的额定电流。对于电动机负 载可按下列经验公式计算Ic=PN / KUN式中：Ic为主触头的电流A,PN为电动机的额定功率KW, UN为电动机的额定电 压 V， K 为经验系数，因此该设计选择交流接触器。4 交流接触器由四部分组成：(1) 电磁机构：电磁机构由线圈，动铁心和静铁心组成。对于CJ, CJ系列交流接触器， 大都采用衔铁直线运动的双E型直动式电磁机构，而CJB系列交流接触器采用衔 铁绕轴转动的拍合式电磁机构。(2) 触头系列包括主触头和辅助触头：主触头用于通断主电路，通常为三对常开触头。 辅助触头用于控制电路，起电气连锁作用，故又称连锁触头。(3) 灭弧装置：容量在10A以上的剧情都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常用双 断楼触头灭弧，点动力灭弧，相同弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧，对于大容量的接触 器采用纵逢灭弧就栅片灭弧。(4) 其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧，佳动机构及外壳等。5交流接触器的工作原理： 当线圈电流产生磁场，是静铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动触头动作，使常 闭触头断开，常开触头闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧力的作用下 释放，各触头复位。线圈常开触艺常闱触点八、继电器及热继电器的选择继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制回路，实现自动控制和保 护电力拖动装置的自动电器，输入量可以是电流、电压等，也可以是温度。重量、压力等。 而输出则是触头的动作或者是电参数的变化。工作原理：当接通电磁铁的线圈时，使离合衔铁吸合，接通电源，需要据继电器复合 时，只需要将离合电磁铁的线圈电源切断，所有的机械都将在复位游丝的作用下立即回到动 作前的状态，并为下一次动作做好准备。热继电器是使用电流的热效应原理来工作的保护电器，它是电路中用作电动机的过载 保护，因此凡电动机长期运行时都需要对其提供过载保护装置。热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电 流等级。双星型接线的电动机可选两相或三相结构式的，对三角形接线的电动机，应选择带 断相保护的热继电器，所以选用的热继电器的整定电流通常与电动机的额定电流相等。热继电器对电机起过载的保护，由机械电气设计手册参考选用JRO-60/3D。选用 连接各元器件的连接也要适当，电缆截面选择是保证供电线路安全、可靠、优质、经济运行 的重要前提。原则：绝缘满足工作电压的要求：结构满足工作环境的要求;发热不超 过最高允许温度；压降不超过允许电压损耗；截面不小于最小允许截面；电流密度经 济合理，导线要求导电性好，机械强度好、耐腐蚀、质轻、价廉。通常采用铝绞线和纲芯铝 绞线，截面不应小于16mm2有时也采用铜绞线，截面不小于6mm2，三相交流电选用红、黄、 绿三种颜色的接线。8#电机及相关器件的选择：对于Y 2 2 5 S 437KW电动机其他配件的选取，要符合相应标准，其额定电压应大 于或等于负载回路的电压。额定电流的选择，接触器的额定电流应大于或等于被控回路的额 定电流，参考工厂电气设备控制。对于电动机负载可按下列经验公式计算Ic=PN / KUN式中：Ic为主触头的电流（A）, PN为电动机的额定功率（KW）, UN为电动机的 额定电压（V）, K为经验系数，一般取11.4。选择接触器的额定电流应大于Ic。Y22 与 S-437KW 电机得 Ic=37X10/1X参考工厂电气设备控制得相应的接触器应选用CJ 100型熔断器的选用：熔断器电压的选择，器额定电压大于或等于线路的工作电压。熔断器额定电 流的选择其额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。熔体额定电流的选择，保护一台 电动机时，考虑到电动机启动冲击电流的影响，由工厂电气设备控制熔断器计算公式得IFu2（1.52.5） IN式中IN为电动机额定电流。IFu三由机械电气设计手册参考选用RTO 2 0 0有填料封闭管式的熔断器 熔断器的图形和文字符号如图所示接触器的图形符号如图:线圈常开触艺常闱触点1#,2#,4#电机及相关器件的选择对Y160M-6 7.5KW电动机的配套器件有热继电器，接触器，熔断器，按钮开关等。由 接触器额定电压应大于或等于负载回路电压，额定电流应大于或等于被控回路的额定电流, 参考工厂电气设备控制计算额定电流公式得：X 103/1X380=1选择是的额定电流应大于Ie。得相应的交流接触器为CJ10 40型。2对熔断器的选用时：其额定电压大于或等于线路的工作电压。额定电流必须大于或等于所 装熔体的额定电流，单台电动机保护时，考虑电动机启动时冲击电流的影响。参考工厂电气设备控制计算冲击电流公式得： IFu2(1.52.5) IN= 2X28.95 = 57.89 由机械电气设计手册参考选用RTO10 0型有填料封闭管式。 3对热继电器的选择：选用JR0 60/3D型号的热继电器，它的电流调节范围为(4 0 6 3)A，可多电路做很好的过载保护作用。4按钮开关与8#Y225 s4 37KW电动机型号相同3#电机及相关器件的选择：主电路与1#的主电路相同，控制电路与2#的控制电路设计相同，对3#的控制原理和 工作原理相同都与2#的控制电路相同。对其他的元器件的选用上也与一台电动机相似，在 2#启动后带动3#运转，利用PLC进行控制。5#，6#，7#电机及相关器件的选择：5#116M-61与6#Y160M-6,7#Y160M-6三台电动机的功率都选用，三台电动机的控制也与 前面几台相同，不同的是在选用其他元件时不同，接触器额定电流计算公式为：X 103/1X380=1选择时的额定电流应大于Ic,相应的交流接触器为CJ10-20型。2对熔断器的选用时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压，额定电流必须大于 或等于所装熔体的额定电流。单台电动机保护时还要考虑电动机冲击电流的影响，其计算公 式为：IfuM(l .52.5) IN=2X19.74=39.74选取RT0-100型油填料封闭管式3对热继电器的选择：选用JR-60/3型号的热继电器，它的电流可调范围(29-45)A，能适应对电 路的过载保护。对15ADY160M-611KW电动机的配套器件选用与M2属同一类型电机工作原理 也与之相同。11#，12#电机及相关器件的选择：圆盘给料机Y132S2-2 7.5KW电动机共14台,对它的选取目的是为了从配料仓把物料送出来, 又按配套器件的选用与5#，6#，7#相同。安装在原料准备仓内，它的各种原理也与之相似 对它的控制属于操作箱就地进行控制，便于检修和调试人员操作，这几台电动机要考虑防止 灰尘，铁屑或其他杂物侵入电动机内部。还要防止水滴或其他杂物从垂直方向落入电机内部 减少噪音。二PLC的选择与接线一、PLC机型选择对PLC选择注意：CPU功能要强，结构要合理，I/O控制规模要适当，输出，输入功能 及负载要匹配以及对通信系统响应速度的要求。还要考虑电源的匹配等问题。输入，输出点 数多少是选择PLC规模大小的依据,如果为了单机的自动化或者电机一体化产品可选用小型 机。若控制系统较大，输入，输出点数较多，控制要求复杂，则可以选用中型或大型。在选择PLC，I/O点数的同时，还必须考虑用户存储器的存储容量，一般厂商提供1KW， 2KW，4KW，8KW，13KW，16KW，26KW等容量的存储器，选择的方法主要凭经验估算，常用的 估算方法是PLC内容容量约等于点数的1115倍。对于以开关量控制为主的系统，PLC响应时间无须考虑，一般的机型都能满足要求, 对于有模拟量控制的系统，特别是闭环系统，则要注意PLC的响应时间，根据控制的实时性 要求选择合适的高速PLC。有时也可以选择快速响应模块和中断输入模块来提高响应速度。若被控对象不仅有逻辑处理，同时还有算术运算，如A/D,D/A,BCD码，PID,中断等 控制，则需选择指令功能丰富的PLC.若控制系统需要进行数据传输通信，则选用具有联网通信功能的PLC，一般PLC都 带有通信接口如：RS-232，RS-422，RS-485。但有些PLC的通信口反能用于连接式编程器。 (1)、可编程控制器的控制系统I/O点数估算1控制电磁阀所需的I/O点数，由电磁阀的动作原理可知，一个单线圈电磁阀可编程 控制器控制时所需两个输入及一个输出;一个双线圈电磁阀需三个输入以及两个输出;一个 比例式电磁阀需三个或五个输出点;由个按钮需要有个输入;一个光点开关需要占用一个或 两个输入点;一个信号灯占用一个输入点;而波段开关,由几个波段就占用几个输入点;一般 情况下,各种位置开光都需要占用两个输入点.2控制交流电动机所需的I/O点数，用可编程控制器控制交流电动机时,是以主令信号 和反馈信号为可编程控制器的输入信号;以可编程控制器作为控制器,用它的输出信号驱动 执行元件来完成对交流电动机的控制.由于工艺流程图和任务书要求做初步估算,采用一个信号灯,一个输入点,一个启 动按钮和一个停止按钮需要两个输入点,一个集中控制开关和一个分散操作开关,需要两个 输入点,8个电动机线圈需要8个输出点,点动运行时需要一个输出点,解除连锁时需要4个 输出点，初步估计为30点.根据被控对象上I/O点数后，就可以选择点数相当的可编程控制 器,1/0是衡量可编程控制规模大小的重要指标，选择相应规模的可编程控制器并留有10% -15%的I/O裕量.根据PLC控制原理及I/O点数选取西门子(SIEMENS)公司应用微处理器技术生产的 SIMATIC可编程控制器，主要有S5和S7两系列，选用S7系列结构紧凑，可靠性高，功能 全等优点。S7系列PLC又分为S7-400。S7-3000和S7-2003个子系列，对8台胶带机控制 选用S7-200系列CPU226的小型PLC，且需加一个扩展模块EM222，扩展8点输出。(2)、外部器件的选用和连线电源的选择：QaFUAHLL.M3.&7号胶带机停止：定时器T56，定时5秒到其常开触点闭合M2.6接通并自锁，输出Q2.2。7 号胶带机停止，同时启动T57定时器（定时5s）。M2.6H2.7T571 丨 11NTON111 F + 50PTT57M2.7H(M2.7M2.7GE.38号胶带机停止：定时器T57，定时5秒到其常开触点闭合M2.7接通并自锁，输出Q2.3。8 号胶带机停止。HO.OlO.fe斗故障报警：系统启动中间继电器M0.0,常开触点闭合。若18号胶带机其中一台故障。 则对立输入信号继电器常开触点闭合此时中间继电器M0.4得电接通输出信号Q1.3。故障 灯亮电笛想起报警。IIIJ!N03H2 . 1/ 3 .SIX 4 11/5 XJ-733.3.3 3 3H M H M M M故障电机停车：系统启动中间继电器M0.0,常开触点闭合。18号胶带机其中一台故障。 则对立输入信号继电器常开触点闭合，此时与之对应的中间继电器得电接通输出信号，使故 障电机停止。如1号胶带机故障则I1.5自动接通使中间继电器得电M3.0得电，输出M2.0 进而输出Q1.4,使1号电机停止。ID.5M0.1M0.1MCI.1故障解除联锁：当8台胶带机其中一台出现故障。I0.5自动输入为1,中间继电器M0.1 接通并自锁，输出Q2.4, Q2.5使8号胶带机解除联锁，可单独控制。第四部分 保护及信号电路设计1、过电流保护的选用当工作过电流持续时间过长或设备的规格不当时，便可能发生过载现象，过载电流使电 动机绕组或电缆的温度升高超过最大值，并会缩短其绝缘材料的使用寿命，过载电流越大， 达到允许温度的时间越短，对应的允许负载时间也就越短。过载保护的任务是：必须允许正 常的工作过载电流通过，但又必须在超过允许的负载时间以前将其切断。2、短路保护必须及时检测到短路电流并在几秒之内将其切断，从而把短路电流的危险后 果降到最小程度。用熔断器和热继电器组合对三相交流电机做过载和短路保护。3、信号电流的设计电动机在正常运行时需要让操作人员知道，对每台电机的运作情况作详细的了解，设计 时在每台电动机控制线路内接入一个信号灯，大概电动机正常运行时，这个信号灯亮，当电 动机出现故障时，要设计故障信号灯，用PLC控制，每台电机要给一个信号表示PLC控制 盘上，告诉操作工作人员。第五部分 设计分析总结第六部分 元件选型表及参考文献原件选型明细表序号符号设备名称数量型号规格额定电压1KM交流接触器14CJ10-10380v2FR热继电器12JR0-60380v3FU操作熔断器20RT0-100380v4QS闸刀开关10HK1380v5事故开关16HK1380v6HL信号灯23ZSD4-38220v7QT组合开关1HZ5-10220v8K1-K32继电器32JZ7-44JS23-2220v9SB1-SB29启停按钮29LA19-11D380v10SBA-SBB电源按钮2LA19-11D380v11KMA启动电源继电器1JL17-5380v12TA电流互感器1380v13JD事故电铃1DDJ1220v14DL1-DL8预警电铃830s280v北京 水参考文献：【4】工厂常用电气设备手册编写组工厂常用电气设备手册利电力出版社 1985