小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目名稱：小鋸片連續(xù)燒結(jié)設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　院系名稱：電子信息學(xué)院</p><p>　　班 級(jí)：電氣類094</p><p>　　學(xué) 號(hào)：200900474424</p><p><

2、;b>　　學(xué)生姓名：王俊力</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：肖俊明</b></p><p><b>　　2013年05月 </b></p><p>　　論文編號(hào)：200900474424 </p><p>　　小鋸片連續(xù)燒結(jié)設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p>&

3、lt;p>　　Design of electric control system for</p><p>　　small diameter saw blade sintering furnace</p><p>　　院系名稱：電子信息學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)：電氣類094</p><p>　　學(xué) 號(hào)：20090

4、0474424</p><p><b>　　學(xué)生姓名：王俊力 </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：肖俊明 </b></p><p><b>　　2013 年5月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p

5、>　　PLC控制系統(tǒng)是專門(mén)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，具有很高的抗干擾能力，可靠性高。因此，采用PLC控制會(huì)增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了故障率，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的效果，具有很高的推廣價(jià)值。</p><p>　　根據(jù)自動(dòng)推桿式金剛石小鋸片連續(xù)燒結(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以S7-200為核心，中央處理單元采用CPU224和兩個(gè)EM223的輸入輸出混合模塊，構(gòu)成可編程控制系統(tǒng)，解決了目前采用的繼電器接

6、觸式控制系統(tǒng)故障多的問(wèn)題。在溫度控制中才用CPU224、模擬量輸入模塊EM231、模擬量輸出模塊EM232和晶閘管電壓調(diào)整器TG-G3A實(shí)現(xiàn)了溫度控制。系統(tǒng)采用PID控制，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，輸出PID信號(hào)基本穩(wěn)定在某一值，從而實(shí)現(xiàn)爐子在保溫過(guò)程中對(duì)爐子的輸入功率和爐子的散熱基本相等。該系統(tǒng)控制精度高，系統(tǒng)反應(yīng)速度快，能夠很好的滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵字：PLC，燒結(jié)爐，溫度控制</p>

7、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　PLC control system is a digital computing operation of electronic systems designed specifically for industrial environments. It has high anti-jamming capabil

8、ity and high reliability. The PLC control can increase the stability of the system, lower the failure rate, save energy consumption, increase production and increase the production efficiency and product quality.</p&g

9、t;<p>　　According to the structure characteristics of automatic push-rod type furnace for small diameter saw blade sintering, a PLC system was established to aid the controlling system which is often failure, in t

10、he setting and supervising of sintering temperature. The new PLC system is constituted with Siemens PLC S7-200 as key part, together with S7-200 CPU and two EM223, input/output extended modules. This control system reali

11、zed PID control of temperature by using CPU224 mainframe , them couple modu</p><p>　　Keywords：PLC ，sintering furnace ,temperature control </p><p><b>　　目錄</b></p><p><

12、b>　　1、引言1</b></p><p><b>　　1.1研究現(xiàn)狀1</b></p><p>　　1.2目的及意義：2</p><p>　　2、本課題的基本任務(wù)，及其實(shí)現(xiàn)途徑、方法和手段2</p><p>　　2.1基本任務(wù)：2</p><p><b>　

13、　3.爐門(mén)設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　3.1硬件系統(tǒng)的配置的選型4</p><p>　　3.2控制系統(tǒng) I/O點(diǎn)分配及地址分配6</p><p>　　3.3電氣控制系統(tǒng)原理圖7</p><p>　　3.3.2軟件設(shè)計(jì)11</p><p>　　4溫度控制系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)12</p&g

14、t;<p>　　4.2溫控系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及器件的選擇15</p><p>　　4.2.2 PLC外部接線圖19</p><p>　　4.3 PID控制算法20</p><p>　　5主要器件的選型23</p><p><b>　　6結(jié)

15、束語(yǔ)30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p>　　附件 主要元件清單及圖形匯總42</p><p><b>　　1、引言</b></p><p>

16、<b>　　1.1研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　金剛石圓鋸片以其對(duì)非金屬材料的高速切削性能廣泛應(yīng)用于石材、建材、陶瓷、碳素等行業(yè)的加工領(lǐng)域。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 市場(chǎng)對(duì)金剛石小鋸片的需求量越來(lái)越大。此類圓鋸片尺寸較小, 鋸齒與基體的焊接比較復(fù)雜,一般采用整體燒結(jié)法進(jìn)行制造。整體燒結(jié)法是通過(guò)冷壓機(jī)將鋸齒材料與基體材料壓制成一體, 再進(jìn)人燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié), 鋸齒與基體通過(guò)合金化原理燒結(jié)在

17、一起, 二者之間產(chǎn)生足夠的結(jié)合強(qiáng)度, 鋸齒本身硬度也得以提高。燒結(jié)工序是將刀頭與基體整體燒結(jié)在一起, 因此金剛石小鋸片燒結(jié)爐成為生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。用于燒結(jié)金剛石小鋸片的爐子一般都是電加熱爐。</p><p>　　按照爐膛的結(jié)構(gòu)形式及其制品在爐內(nèi)的移動(dòng)方式不同可分為連續(xù)燒結(jié)爐, 半連續(xù)燒結(jié)爐和間歇式爐三大類。</p><p>　　1、間歇式燒結(jié)爐：金剛石小鋸片使用地域較廣, 小批量生產(chǎn)廠

18、家也必不可少。用間歇爐生產(chǎn)小鋸片投資小, 見(jiàn)效快, 便于生產(chǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn), 同樣也受到小規(guī)模生產(chǎn)廠家的普遍歡迎。在金剛石小鋸片的生產(chǎn)中所使用的間歇爐主要有箱式爐、井式爐等種類。其中井式爐應(yīng)用較廣，但燒結(jié)周期長(zhǎng), 勞動(dòng)強(qiáng)度高, 生產(chǎn)效率低。燒結(jié)過(guò)程中, 使用氫氣作保護(hù)氣氛, 氫氣由分解氨制得, 增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本, 從爐內(nèi)排出的氫氣進(jìn)入空氣, 如操縱不當(dāng), 可能導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)。</p><p>　　2、半連續(xù)燒結(jié)爐也是電

19、加熱, 電源不停, 產(chǎn)品階段性裝爐出爐, 是介于連續(xù)燒結(jié)和間歇燒結(jié)的一種中間形式。這種方式適用于生產(chǎn)小批量或異形件的產(chǎn)品。主要有鐘罩爐及感應(yīng)加熱爐。改型爐一般產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，但設(shè)備投資相對(duì)較大，產(chǎn)量較小，所以不適宜推廣。</p><p>　　3、隨著市場(chǎng)對(duì)金剛石小鋸片需求的不斷增大, 生產(chǎn)方式也不斷完善, 各個(gè)造爐廠家紛紛上馬, 研制出不同類型的適合金剛石小鋸片批量生產(chǎn)的連續(xù)燒結(jié)爐, 其共同特點(diǎn)是連續(xù)操作和電熱生產(chǎn)

20、, 爐型類似于推桿窯。爐內(nèi)設(shè)有爐管, 料盤(pán)（內(nèi)裝金剛石小鋸片的組裝熱模）在爐管內(nèi)成“ 一” 字形排列。在進(jìn)料端由推料系統(tǒng)將一料盤(pán)推人爐管內(nèi)進(jìn)行燒結(jié), 同時(shí)在爐子的出料端即可有一個(gè)燒結(jié)好的料盤(pán)被推出, 這種連續(xù)燒結(jié)爐, 爐溫均勻, 生產(chǎn)量大, 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化, 普遍受到據(jù)片廠家的青睞。連續(xù)生產(chǎn)小鋸片的生產(chǎn)工藝大致有兩類, 一類是熱理工藝, 即冷壓、燒結(jié)、熱壓、 自然冷卻。 一類是直接燒結(jié)工藝, 即冷壓、 燒結(jié)、 強(qiáng)冷卻。根據(jù)工藝的不同, 第

21、一類使用氨分解氣體或氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛, 第二類使用氨分解氣體作保護(hù)氣氛。綜上所述, 連續(xù)爐共分為三種類型； 采用熱壓整理工藝,氮?dú)夥者B續(xù)燒結(jié)爐；采用熱壓整理工藝, 還原氣氛連續(xù)燒結(jié)爐；采用直接燒結(jié)工藝, 還原氣氛燒結(jié)爐。</p><p><b>　　1.2目的及意義：</b></p><p>　　金剛石小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐, 保護(hù)氣氛采用氮?dú)? 其突出特點(diǎn)是 操作安全, 生

22、產(chǎn)制品性能優(yōu)良。爐子本身熱穩(wěn)定性好, 自動(dòng)化程度高研究該連續(xù)燒結(jié)類設(shè)備自動(dòng)化程度高，具有勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高、節(jié)能、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　金剛石鋸片是20世紀(jì)80年代興起的高效切削工具，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用，在石材加工以及混凝土工程中鋸片已經(jīng)成為決定工程進(jìn)度和成本的主要因素。它工作條件比較惡略，高速振動(dòng)高溫對(duì)其提出苛刻要求，設(shè)計(jì)小鋸片連續(xù)燒結(jié)設(shè)備對(duì)我國(guó)金剛石鋸片整體請(qǐng)進(jìn)具有重要意義</p&g

23、t;<p>　　2、本課題的基本任務(wù)，及其實(shí)現(xiàn)途徑、方法和手段</p><p><b>　　2.1基本任務(wù)：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)小鋸片連續(xù)燒結(jié)設(shè)備，生產(chǎn)效率100片/小時(shí)，裝機(jī)容量56kw，燒結(jié)爐采用四道爐門(mén)，其中兩路們要求自動(dòng)開(kāi)閉，自動(dòng)推桿機(jī)構(gòu)能手動(dòng)/自動(dòng)循環(huán)推進(jìn)，加熱區(qū)長(zhǎng)4.7米，工作溫度850℃,溫度誤差為±5℃。</

24、p><p><b>　　任務(wù)要求：</b></p><p>　　1小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐自動(dòng)推桿機(jī)構(gòu)、爐門(mén)控制機(jī)構(gòu)繼電接觸式電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加熱系統(tǒng)晶閘管主電路的設(shè)計(jì)、元器件參數(shù)選擇。</p><p>　　2電氣控制系統(tǒng)PLC控制選擇、硬件設(shè)計(jì)。</p><p>　　3電氣控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)</p><p&

25、gt;　　4電氣控制系統(tǒng)PLC系統(tǒng)調(diào)試</p><p>　　5設(shè)計(jì)電氣控制柜電氣元件布置圖</p><p>　　2.2實(shí)現(xiàn)手段及設(shè)備參數(shù)：</p><p>　　小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐由機(jī)械、電氣控制和窯體等多部件組成。</p><p>　　爐體包括進(jìn)料臺(tái)、進(jìn)料區(qū)、主體、出料區(qū)、出料工作臺(tái)、以及電氣控制柜等組成。爐體具有四道爐門(mén)，其中兩道采用氣缸實(shí)現(xiàn)

26、自動(dòng)開(kāi)閉，有效防止熱量損失和保護(hù)氣體溢出，爐子在工作狀態(tài)下，爐膽滑道上布滿待燒結(jié)模具，成“一”字形排開(kāi)。在控制系統(tǒng)操縱下，兩道內(nèi)爐門(mén)同時(shí)打開(kāi)，退料系統(tǒng)開(kāi)始推進(jìn)，將經(jīng)過(guò)冷壓組裝好的磨具推入爐膽。同時(shí)，爐膽后端，一個(gè)燒結(jié)完成的模具沿滾道自動(dòng)滾入出料區(qū)。隨后退料系統(tǒng)后退，內(nèi)爐門(mén)同時(shí)關(guān)閉。工作人員將燒結(jié)好的模具從出料區(qū)拉至后續(xù)整理壓機(jī)，保壓一定時(shí)間，泄壓出模。</p><p>　　進(jìn)料區(qū)和出料區(qū)均有內(nèi)外兩道爐門(mén)，依次為

27、①、②、③、④ 。其中②、③兩道爐門(mén)由氣缸帶動(dòng)，保證了爐內(nèi)保護(hù)氣體的正常壓力。爐子前端為一套機(jī)械傳動(dòng)推桿系統(tǒng)，可以將放入進(jìn)料區(qū)的料盤(pán)準(zhǔn)確地推入爐膽內(nèi)進(jìn)行加熱。爐體分為預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)和保溫區(qū)三個(gè)部分。預(yù)熱區(qū)為獨(dú)立持續(xù)的加熱區(qū)，其前預(yù)留一定空間不裝發(fā)熱體，避免了冷模進(jìn)入爐膽后迅速加熱而變形產(chǎn)生應(yīng)力。后兩區(qū)為爐體核心，用兩組晶閘管自動(dòng)控溫系統(tǒng)分別控制。根據(jù)具體工藝要求,可對(duì)各段溫度在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，使?fàn)t溫調(diào)整方便并溫差小。 </p&

28、gt;<p>　　加熱部分共分為三組全部采用電熱絲Cr20Ni80</p><p>　　A組：三相星形接法 B組：三相星形接法 C組：?jiǎn)蜗嘟臃?</p><p>　　溫差：-5℃+5℃，生產(chǎn)效率：100片/小時(shí)，加熱區(qū)長(zhǎng)：4.7m，</p><p>　　推桿電動(dòng)機(jī)功率： 0.75kw， </p><p>　　推料時(shí)間

29、：15s 推力： 500kg </p><p><b>　　推桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求確定推桿行程和時(shí)間，有齒輪齒條帶動(dòng)作直線運(yùn)動(dòng)，完成推動(dòng)和后退的循環(huán)動(dòng)作。在手動(dòng)工作條件下，可以人工進(jìn)行開(kāi)關(guān)前后內(nèi)爐門(mén)，推桿前進(jìn)，后退等操作。手動(dòng)操作主要用于設(shè)備的各個(gè)運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)按工藝要求進(jìn)行調(diào)試。利用行程開(kāi)關(guān)，設(shè)定一定的時(shí)間，開(kāi)啟爐門(mén)，然后推進(jìn)，關(guān)閉爐門(mén)

30、，開(kāi)始生產(chǎn)操作，在一定的生產(chǎn)周期后，爐門(mén)開(kāi)啟，生產(chǎn)結(jié)束。要保證推進(jìn)桿在爐門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)下才可前進(jìn)，以免發(fā)生事故。 </p><p><b>　　自動(dòng)狀態(tài)見(jiàn)下圖：</b></p><p><b>　　3.爐門(mén)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　因進(jìn)料臺(tái)和出料臺(tái)由工作人員操作，外爐門(mén)

31、①、④設(shè)計(jì)為手動(dòng)裝置。兩道外爐門(mén)以一定旳斜度通過(guò)密封橡膠與進(jìn)出料區(qū)配合，具有很好的密封性。</p><p>　　兩道內(nèi)爐門(mén)②、③分別安裝在高溫爐但兩端，不宜人工操作，設(shè)計(jì)為自動(dòng)裝置，內(nèi)路門(mén)運(yùn)動(dòng)由氣缸帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)完成，其工作原理如下：</p><p><b>　　爐門(mén)工作原理</b></p><p>　　根據(jù)燒結(jié)工藝,當(dāng)設(shè)定時(shí)間到,前后內(nèi)爐門(mén)自

32、動(dòng)開(kāi)啟,并且確保前后兩個(gè)內(nèi)爐門(mén)開(kāi)啟后方能開(kāi)始推桿推進(jìn),推桿將預(yù)置的料盤(pán)推到位后 ,行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作使推桿延時(shí)2 s 后自動(dòng)退回。推桿退到位,行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作使推桿停止運(yùn)行,同時(shí)關(guān)閉前后兩個(gè)內(nèi)爐門(mén),一個(gè)新的燒結(jié)周期開(kāi)始(一般需 3 - 5 m in )。工作人員將燒結(jié)完畢的料盤(pán)拉至液壓機(jī)上,保壓一定時(shí)間即可,整個(gè)系統(tǒng)處于連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　3.1硬件系統(tǒng)的配置的選型</p><p&g

33、t;　　S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系

34、統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器等。S7-200系列的基本單元如表3.1所列。</p><p>　　表3.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元</p><p>　　參照西門(mén)子S7一200 PLC市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格, 選用主機(jī)為CPU224一臺(tái),加上兩臺(tái)擴(kuò)展模塊E M 223 ,這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)的。整個(gè)P LC 硬件系統(tǒng)的組成如圖3.2所示。</p>

35、<p>　　圖3.2 自動(dòng)推桿PLC 硬件系統(tǒng)組成</p><p>　　另外，s7—200PLC 提供了一個(gè)或兩個(gè)模擬電位器,可以通過(guò)調(diào)節(jié)這些電位器來(lái)增加或降低存于特殊存儲(chǔ)器SM B2 8 和SM B 29 中的值，這些只讀值在程序中可以作為定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值等。 可以應(yīng)用了這些模擬電位器，通過(guò)調(diào)節(jié)模擬電位器的值來(lái)改變SMB 28 中的值, 使其作為設(shè)備定時(shí)器的設(shè)定值, 從而調(diào)整3—5min燒成

36、時(shí)間。選用的CPU224和EM223的型號(hào)如表3.2所示為：</p><p>　　CPU224和EM223型號(hào) </p><p>　　3.2控制系統(tǒng) I/O點(diǎn)分配及地址分配 </p><p>　　表3.2 輸入輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子分配表</p><p>　　3.3電氣控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　3.3

37、1主電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3 系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　如圖3.3所示連續(xù)燒結(jié)設(shè)備電控系統(tǒng)主電路，四臺(tái)電機(jī)分別為：MA1、MA3、MA4、MA5。接觸器QA0和QA3分別控制M1正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；接觸器QA5、QA6、QA7分別控制M5、M6、M7；BB1、BB3、BB4、BB5分別為四臺(tái)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的熱繼電器；QA52、QA51、QA53、QA54分別為四臺(tái)電機(jī)的隔離開(kāi)

38、關(guān)；QA1為主電源總開(kāi)關(guān)；FA0為控制回路起保護(hù)作用的熔斷器。</p><p>　　控制電路圖 </p><p>　　如圖3.4所示為電控系統(tǒng)控制電路圖，圖中SF為手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。打到52的位置為自動(dòng)控制狀態(tài)，打到51為手動(dòng)狀態(tài)，手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可按圖

39、中對(duì)應(yīng)的按鈕來(lái)控制空壓機(jī)，油泵電機(jī)，風(fēng)冷電機(jī)，推桿的其、后退，爐門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。其中用中間繼電器KF1和KF4來(lái)控制電磁閥MB1來(lái)實(shí)現(xiàn)爐門(mén)開(kāi)關(guān)。其中Q0.0~Q0.6，Q2.0~Q2.3，Q3.1~Q3.3為PLC的輸出繼電器觸點(diǎn)。</p><p>　　3.5 PLC及擴(kuò)展模塊外圍接線圖</p><p>　　3.3.2軟件設(shè)計(jì) </p><p>　?。?）空壓

40、機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致?tīng)t門(mén)無(wú)法打開(kāi)，所以在編程時(shí)加入了空壓機(jī)正常運(yùn)行指示燈系統(tǒng)。程序框圖如圖3.6所示：</p><p><b>　　3.6 程序框圖</b></p><p>　　4溫度控制系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)控溫系統(tǒng)的技術(shù)要求，控制系統(tǒng)共分為三組，發(fā)熱體全部采用電熱絲。加熱系統(tǒng)主回路采用兩只晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中, 控制

41、晶閘管就可控制交流電力, 以達(dá)到控制溫度的目的。晶閘管的觸發(fā)電路屬于過(guò)零觸發(fā)型,即晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時(shí)刻總是在電壓和電流過(guò)零的時(shí)刻, 每次過(guò)零觸發(fā)導(dǎo)通輸出正弦波的數(shù)量是被控制的,由此連續(xù)調(diào)節(jié)輸出加熱功率來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的控制。由于輸出的是完整的正弦波，其輻射小，傳導(dǎo)干擾及負(fù)載的瞬態(tài)浪涌電流也最小。</p><p><b>　　溫度控制系統(tǒng)主電路</b></p><p>　　電

42、加熱絲選用鎳鉻電熱絲Cr20Ni80，根據(jù)加熱區(qū)長(zhǎng)度選取加熱絲長(zhǎng)度4.7m，由電壓以及每組功率計(jì)算出每根電熱絲電阻為6.05Ω，根據(jù)加熱絲電阻率計(jì)算出選用直徑1.2mm滿足要求。加熱絲共使用7跟。 </p><p>　　在圖中，接觸器QA25、QA26、QA27分別控制三組加熱，A組和B組的加熱分別由晶閘管控制；熔斷器FA24、FA25、FA26分別為三組加熱提供短路保護(hù)，1DR~7DR為加熱用的電熱絲。

43、晶閘管電流的有效值： </p><p>　　A組晶閘管電流有效值為I=35A； B組晶閘管電流有效值為I=17.5A； </p><p>　　考慮到安全余量時(shí)，選用的晶閘管的額定電流為：</p><p>　　A組： </p><p><

44、;b>　　B組：</b></p><p>　　晶閘管能夠承受的最大正反向電壓： </p><p>　　考慮安全余量，選取晶閘管的額定電壓 U=1000V 。</p><p>　　國(guó)產(chǎn)晶閘管命名主要有四部分組成，各部分的含義如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 晶閘管型號(hào)示意圖</p><p&

45、gt;　　表4.1 國(guó)產(chǎn)晶閘管各部分的含義</p><p>　　A組加熱中晶閘管選用型號(hào)為：KP100 1000V ；B組中晶閘管型號(hào)：KP50 1000V。</p><p>　　為了防止電路中電壓上升率過(guò)大，確保安全運(yùn)行，在晶閘管的兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不發(fā)生突變的特性來(lái)限制電壓的上升率。因?yàn)殡娐分锌偞嬖陔姼?，所以與C串聯(lián)電阻R可起到阻尼的作用，可以防止RC電路在過(guò)渡

46、的過(guò)程中因振蕩在阻容兩端出現(xiàn)的過(guò)電壓損壞晶閘管。同時(shí)，避免電容通過(guò)晶閘管放電電流過(guò)大，造成晶閘管損壞。</p><p>　　電容的選擇： </p><p>　　晶閘管電流是100A，由lf=100A，所以C=（0.25-0.5）uF，選用電容選擇0.5uF。</p><p>　　晶閘管電流是100A，由lf=50A，所以C=（0.125-0.25）uF，選

47、用電容選0.25uF。</p><p><b>　　電阻的選擇：</b></p><p>　　晶閘管的額定電流是100A，由lf=100A，R=（10.7-21.4）歐姆，所以選用22歐姆的電阻；晶閘管的額定電流是50A，由lf=50A，R=（21.4-42.8）歐姆，所以選用45歐姆的電阻。</p><p>　　4.2溫控系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì)

48、</p><p>　　系統(tǒng)采用熱電偶測(cè)溫元件, 將溫度信號(hào)輸入EM231熱電偶模塊, 當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí), 其偏差經(jīng)過(guò)PLC 調(diào)節(jié)0--10 v 的直流PID 調(diào)節(jié)信號(hào), 通過(guò)控制晶閘管電力控制器控制晶閘管的導(dǎo)通周波數(shù)達(dá)到控溫目的。PLC硬件控制系統(tǒng)圖如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 PLC硬件控制系統(tǒng)圖</p><p>　　4.2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

49、及器件的選擇</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)的硬件由Siemens公司的自動(dòng)化系列產(chǎn)品組成, 溫度控制電路采用西門(mén)子S7- 200 PLC,其中主機(jī)模塊CPU 226包括了一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字24輸入/16輸出點(diǎn), 這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU 負(fù)責(zé)執(zhí)行程序, 輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào), 輸出部分則輸出控制信號(hào), 驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 CPU226可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)

50、字量I/O點(diǎn)或35 路模擬量I/O點(diǎn)。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。</p>

51、<p>　　模擬量輸入可以采用S7 -200 專門(mén)用于采集和處理熱電偶輸入的模EM231，處理。該模塊有4 路熱電偶輸入, 集成16 位A / D 轉(zhuǎn)換器，分辨率達(dá)0. 1 ，能自動(dòng)進(jìn)行線性化處理，有冷端補(bǔ)償功能。不再需要外部變送器，1個(gè)模塊就能完成數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理功能。EM231 通過(guò)扁平電纜接到 PLC, 4 個(gè)通道以2 字節(jié)遞增的方式分配地址, PLC 分別按AIW0、 AIW2、 AIW4、 AIW6地址讀溫度數(shù)值

52、。</p><p>　　EM231熱電偶擴(kuò)展模塊需要用外部直流24v電源供電?？梢赃B接J、K、E、N、S、T和R共七種類型的熱電偶，還可以測(cè)量電壓范圍為：-80mV~80mV的信號(hào)。數(shù)值單位為0.1℃，如當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)為1002時(shí)，測(cè)量的溫度為100.2℃。EM231熱電偶擴(kuò)展模塊電壓標(biāo)定到27648。共有12個(gè)端子，從左邊開(kāi)始8個(gè)端子每?jī)蓚€(gè)為一組接熱電偶傳感器。上部右邊為4個(gè)接地端子，分別接4個(gè)傳感器的屏蔽線。下邊

53、最左邊3個(gè)端子接電源信號(hào)。中間4個(gè)端子也是接地端子，右邊為組態(tài)DIP開(kāi)關(guān)，該組共有8個(gè)開(kāi)關(guān)，其中前3個(gè)用于選擇鏈接熱電偶的類型，第4個(gè)必須為0，開(kāi)關(guān)5和6用于設(shè)定傳感器斷線檢測(cè)方向和檢測(cè)使能設(shè)置。開(kāi)關(guān)7用于設(shè)置測(cè)試溫度是攝氏度還是華氏溫度。開(kāi)關(guān)8用于設(shè)定冷端補(bǔ)償功能的開(kāi)啟或關(guān)閉。要使PID開(kāi)關(guān)期作用，需要給模塊重新上電。熱電偶的輸入通道未使用，應(yīng)短接或并行連接到其它通道上。4通道EM231模塊的組態(tài)DIP開(kāi)關(guān)狀態(tài)如下表</p>

54、;<p>　　表4.2 4通道EM231模塊的組態(tài)開(kāi)關(guān)DIP開(kāi)關(guān)狀態(tài)表</p><p>　　圖4.4 通道熱電偶模塊的接線圖</p><p>　　當(dāng)連接N型熱電偶時(shí)，熱電偶擴(kuò)展模塊EM231的DIP組態(tài)開(kāi)關(guān)設(shè)置為1100000。</p><p>　　模擬量輸出采用EM232 模塊, 具有2路模擬量輸出, 其輸出為電壓( 10 V) 或電流( 0- 2

55、0mA)。模擬量輸出具有2路或4路模擬量輸出通道，每個(gè)輸出通道占用存儲(chǔ)器AQ區(qū)域2字節(jié)。該模塊輸出電壓信號(hào)時(shí)輸出范圍是為-10V~+10V,電流輸出時(shí)為0~20mA。電壓輸出的設(shè)定時(shí)間是100us，電流輸出的設(shè)置時(shí)間為2ms。用戶程序不能讀出模擬量的輸出值。以2通道EM232模塊為例，該模塊的外部接線圖如圖4.5所示。模塊上部有7個(gè)端子，左起每3個(gè)是一組，為1路模擬量輸出，共兩組。第7個(gè)端子空閑。在每一組中V0和V1端子接電壓負(fù)載，I0

56、和I1端子接電流負(fù)載，M0和M1端子則皆為各組的公共端。輸出模塊下部M、L+兩端接24V DC供電電源。</p><p>　　PLC CPU模塊處理后的12位數(shù)字輸出數(shù)據(jù)格式如圖4.6所示。數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器的12位讀數(shù)在其輸出數(shù)據(jù)格式中是左對(duì)齊的，最高位是符號(hào)位。電流輸出字格式的全量程范圍設(shè)置為0~32000，而電壓輸出數(shù)據(jù)字格式的全量程范圍設(shè)置為-32000 ~ +32000。</p><

57、;p>　　圖4.5 EM232通道模擬量輸出模塊接線圖</p><p>　　圖4.6 EM232模塊輸出數(shù)據(jù)字格式</p><p>　　熱電偶是一種感溫元件，是一次儀表，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。熱電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）組成閉合回路，當(dāng)接合點(diǎn)兩端的溫度不同，存在溫度梯度時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)兩端之間就存在

58、電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表；只要材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變。</p><p>　　鎳鉻硅-鎳硅熱電偶（N型熱電偶）是廉金屬熱電偶，是一種最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶。正極（KP）的名義化學(xué)成分為：Ni：Cr：=84.4：14.2：1.4，負(fù)極（KN）的名義化學(xué)成分為：Ni：Si：Mg=95.5：4.4:0.1，其使用溫度為-20

59、0~1300℃。具有線性度好，熱電動(dòng)勢(shì)較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，能用于氧化性惰性氣氛中。不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。選用的型號(hào)：WRM-131,套管材料是CH3030，長(zhǎng)期使用溫度為：900℃，短期使用溫度為：1000℃。</p><p>　　周波控制器又稱晶閘管（可控硅）交流調(diào)功器，是半導(dǎo)體功率控制器的一種，是

60、國(guó)際流行的新型無(wú)觸點(diǎn)功率控制器?？膳c各種控溫儀表、雙向晶閘管（ＴＲＩＡＣ）或反并聯(lián)晶閘管（ＳＣＲ）組成先進(jìn)的ＰＩＤ調(diào)節(jié)自動(dòng)／手動(dòng)控溫系統(tǒng)，內(nèi)裝控制器和觸發(fā)器，可完成晶閘管過(guò)零觸發(fā)、手動(dòng)控溫、加熱功率指示、過(guò)載保護(hù)等功能。主要用于電阻爐、電熱器、電烘箱等電熱設(shè)備的溫度控制。是電爐、熱處理、化工、輕工、塑料、噴涂、電子、食品等工業(yè)設(shè)備更新?lián)Q代的新型控溫裝置。</p><p>　　表4.4 I/O 地址分配表<

61、/p><p>　　4.2.2 PLC外部接線圖</p><p>　　溫度控制系統(tǒng)PLC及擴(kuò)展模塊外部接線圖見(jiàn)附錄</p><p>　　4.3 PID控制算法</p><p>　　在燒結(jié)金剛石小鋸片的過(guò)程當(dāng)中, 反饋信號(hào)若不能及時(shí)地反映輸人信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)的影響, 將產(chǎn)生超調(diào)和持續(xù)的振蕩?？刂苹芈凡捎肞LC實(shí)現(xiàn)PID控制, 以消除靜態(tài)誤差。<

62、/p><p>　　對(duì)于模擬量信號(hào)的控制, 一般采用PID ( 比例+積分+ 微分) 算法對(duì)其進(jìn)行控制. S7-200 系列PLC有專門(mén)的PID 回路指令,對(duì)模擬量進(jìn)行PID 控制十分方便.一個(gè)PID 回路的輸出M是時(shí)間t 的函數(shù), 是與偏差(e)、偏差對(duì)時(shí)間的積分、偏差對(duì)時(shí)間的微分三者之和成正比. 即</p><p><b>　　(1)</b></p>&l

63、t;p>　　以上各量都是連續(xù)量, 第一項(xiàng)為比例項(xiàng), 中間兩項(xiàng)為積分項(xiàng), 最后一項(xiàng)為微分項(xiàng). 其中e 是給定值與實(shí)際變量之差, 即回路偏差, 為回路的增益, M0為偏差為零時(shí)的控制值. 上式用于連續(xù)系統(tǒng)的PID控制, 用PLC 處理這樣的控制算式, 則必須將其周期性地采樣并進(jìn)行離散化, 同時(shí)各信號(hào)也要離散化,公式如下： </p><p>　　公式( 2) 中包含9 個(gè)用來(lái)控制和監(jiān)視回路運(yùn)算的參數(shù)，

64、包括過(guò)程變量當(dāng)前值、過(guò)程變量前值、給定值、輸出值、增益、采樣時(shí)間、積分時(shí)間、微分時(shí)間和積分項(xiàng)前值。</p><p>　?。?）PID在PLC中的回路指令</p><p>　　西門(mén)子S7-200系列PLC中使用的PID回路指令，見(jiàn)表4.5</p><p>　　表4.5 PID回路指令</p><p>　　指令的兩個(gè)操作數(shù)TBL和LOOP，TB

65、L是回路表的起始地址。LOOP是回路號(hào)，可以是0～7，不可以重復(fù)使用。PID回路在PLC中的地址分配情況如表4.6所示。</p><p>　　表4.6 PID指令回路表</p><p>　　a、回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換方法 設(shè)定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。熱電偶測(cè)得的信號(hào)存在EM231，但PID指令執(zhí)行的數(shù)據(jù)必須是實(shí)數(shù)型，所以需要把整數(shù)轉(zhuǎn)化成實(shí)數(shù)。使用指令DTR

66、就可以了。其轉(zhuǎn)換程序如下:</p><p>　　MOVW AIW0 AC0 </p><p>　　DTR AC0 AC0</p><p>　　MOVR AC0 VD0</p><p>　　b、實(shí)數(shù)歸一化處理 因?yàn)镻ID中除了采樣時(shí)間和PID的三個(gè)參數(shù)外，其他幾個(gè)參數(shù)都要求輸入或輸出值0.0~1.0之間，所以，在執(zhí)

67、行PID指令之前，必須把PV和SP的值作歸一化處理。使它們的值都在0.0~1.0之間。單極性的歸一化的公式：(其中“offset=0”)</p><p>　　c、 回路輸出轉(zhuǎn)換成按工程量標(biāo)定的整數(shù)值 程序執(zhí)行時(shí)把各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量用離散化PID算式進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果。這一結(jié)果同樣也要用程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成相應(yīng)的16位的負(fù)載，然后周期性的將其傳送到指定的位置，用以驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)模擬量的控制。</p

68、><p>　　為已按工程量標(biāo)定的實(shí)數(shù)格式的回路輸出；為歸一化實(shí)數(shù)形式的回路輸出。程序如下：</p><p>　　MOVR VD8 AC0 //控制量輸出值</p><p>　　*R 32000.0 AC0 //將控制量轉(zhuǎn)化成實(shí)際值</p><p>　　ROUND AC0，AC0

69、 //即整數(shù)形式</p><p>　　DTI AC0，AC0 //雙整數(shù)到整數(shù)</p><p>　　MOVW AC0，VW416 //控制量輸出</p><p>　　（3）內(nèi)存地址分配與PID指令回路表 如表3.7所列：</p><p><b>　　5主要器件的選型<

70、/b></p><p><b>　　（1） 電機(jī)選型：</b></p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于一般無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備、如農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械、風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、拌攪機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。Y系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、性能好、振動(dòng)小、噪聲低、壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。采用B級(jí)絕緣、外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，

71、冷卻方式IC411。</p><p><b>　　a.空壓機(jī)選型為：</b></p><p>　　北京中西公司生產(chǎn)的TGX1-V0.17/8小型活塞式空壓機(jī)，排氣量：0.17m³/min，壓力：0.8Mpa，功率：1.5kw，儲(chǔ)氣罐容積：90L，電壓220/380V。額定電流是額定功率的2倍即是3A。</p><p><b>

72、;　　b.油泵電機(jī)選型：</b></p><p>　　廠家：永嘉縣滬杰電機(jī)制造有限公司 型號(hào)：Y90S-4 1.1kw 額定功率： 1.1KW 額定電壓：380（V）額定轉(zhuǎn)速：1440（rpm）額定電流

73、 為：2.7A 功率因數(shù)為：0.78</p><p><b>　　c.推桿電機(jī)選型：</b></p><p>　　廠家：上海力鏢電機(jī)有限公司 型號(hào)：Y80M2-4 額定功率：0.7

74、5kw 額定電壓：380v 額定轉(zhuǎn)速：1400（rpm），環(huán)境溫度在40℃ ，額定電流：1.8A </p><p><b>　　d.風(fēng)機(jī)電機(jī)選型：</b></p><p>　　廠家：河南匯龍電器有限公司 型號(hào)：Y80MM1-4-0.55KW 立式電機(jī)，功率：0.55kw 額定電流：1.5A 效率：0.73轉(zhuǎn)速：1390轉(zhuǎn)，額定電壓：380V </p>

75、;<p><b>　　e.電磁閥選型</b></p><p>　　MFJ1系列交流閥用電磁鐵適用于交流50或60Hz電壓至380V的控制線路中，作為金屬切削機(jī)床液壓控制系統(tǒng)開(kāi)閉電磁閥之用。主要結(jié)構(gòu) MFJ1系列交流閥用電磁鐵為交流單相螺管式所有零件都裝在鋁合金壓鑄的外殼內(nèi)，電磁鐵本身沒(méi)有復(fù)位裝置，靠閥體的彈簧復(fù)位。在不接通電流時(shí)，銜鐵被閥體推桿推出到額定行程距離在通電吸合后，產(chǎn)

76、生電磁力使閥桿移動(dòng)，達(dá)到控制開(kāi)閉或換向的目的。</p><p>　　選用正永機(jī)電有限公司生產(chǎn)交流電磁閥的型號(hào)的MFJ1-4.5。技術(shù)參數(shù)：額定吸力：45N 額定行程：8mm 額定電壓：220V</p><p><b>　　熔斷器 </b></p><p>　　熔斷器又稱保險(xiǎn)絲，是一種利用熔化作用切斷電路的保護(hù)器，其作用是當(dāng)通過(guò)的電流過(guò)大時(shí)，

77、會(huì)產(chǎn)生足夠大的熱量使熔片或熔絲熔化，從而使電路斷開(kāi)，保護(hù)電器設(shè)備的安全。其額定電壓一般大于或等于電氣設(shè)備的額定電壓，其電流選擇如下：</p><p>　　A、當(dāng)用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備，其負(fù)載電流較穩(wěn)定額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載的額定電流。</p><p>　　B、當(dāng)保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作的電機(jī)時(shí)考慮電機(jī)，考慮到電機(jī)啟動(dòng)，其額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電流的1.5—2.5倍。</p>&l

78、t;p>　　C、保護(hù)頻繁啟動(dòng)的電機(jī)時(shí)，考慮啟動(dòng)引起的發(fā)熱，其電流大于或等于電動(dòng)機(jī)電流的3-3.5倍</p><p>　　上海人民電器開(kāi)關(guān)廠的RS3系列快速熔斷器適用于額定電壓不超過(guò)750V，頻率50Hz的交流電路中，在6倍額定電流時(shí)，熔斷時(shí)間不大于20ms,熔斷時(shí)間短，動(dòng)作迅速 ，主要用于半導(dǎo)體硅整流元件的過(guò)電流保護(hù) 。上海人民電器開(kāi)關(guān)廠的RL1系列的螺旋式熔斷器適用于交流50Hz，額定電壓至400V的電路

79、中，作為電氣設(shè)備短路或過(guò)載保護(hù)之用。A組加熱（50A）中選用了快速熔斷器：RS3-100 額定電壓為500V 額定電流為：100A ； B組加熱（25A）中用的型號(hào)為：RS3-50 額定電流為：500V 額定電流為：50A ；在連續(xù)燒結(jié)設(shè)備中控制回路選用的熔斷器型號(hào)為：RL1-15 額定電流：15A 熔體電流為：5A 額定電壓：380V </p><p><b&g

80、t;　　（3）中間繼電器 </b></p><p>　　用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行元件，中間繼電器的觸頭容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，用于控制線路。繼電器它主要由電磁線圈、鐵芯、觸點(diǎn)和復(fù)位彈簧組成。繼電器有兩種不同觸點(diǎn)，在線圈斷電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的觸點(diǎn)稱為常開(kāi)觸點(diǎn)，處于閉合狀態(tài)的觸點(diǎn)稱為常閉觸點(diǎn)。 </p><p>　　當(dāng)線圈通電時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生

81、磁力，吸引銜鐵，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，線圈電流消失及復(fù)位彈簧使銜鐵返回原來(lái)的位置。常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)閉合。為繼電器的線圈、常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)在電路圖中的符號(hào)。一只繼電器可能有若干對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號(hào)（KM2）來(lái)標(biāo)注同一個(gè)繼電器的線圈和觸點(diǎn)。</p><p>　　控制電磁閥時(shí)選用歐姆龍的MY系列的中間繼電器，容量大，機(jī)械壽命AC5000萬(wàn)次以上，

82、DC1億次以上，開(kāi)閉頻率度18000次/h,電氣壽命AC20萬(wàn)次以上，負(fù)載開(kāi)閉頻率度1800次/h.常用線圈電壓為：AC220/200/240V DC24V；極數(shù)有1，2，3，4；其中1,2,3P為5A，4P的額定電流為3A。在連續(xù)燒結(jié)設(shè)備的控制電磁閥的中間繼電器KF1、KF4選用的型號(hào)均為為：MY4J 線圈電壓：220V</p><p><b>　?。?）接觸器 </b></p&

83、gt;<p>　　接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與繼電器基本相同。區(qū)別僅在于繼電器觸點(diǎn)的額定電流小，而接觸器是用來(lái)控制大電流負(fù)載的，它可以控制額定電流為幾十安至幾千安的異步電機(jī)。其選擇：</p><p>　　a、當(dāng)其使用類別與所控制的負(fù)載的工作任務(wù)相對(duì)應(yīng)是一般主觸點(diǎn)的電流等級(jí)與負(fù)載相當(dāng)或稍大。</p><p>　　b、對(duì)于5.5kw以下的電動(dòng)機(jī)，控制接觸器的額定電流是電動(dòng)機(jī)的額定功率

84、的2-3倍。對(duì)于5.5kw-11kw的電動(dòng)機(jī)，控制接觸器的額定電流是電動(dòng)機(jī)的額定功率的2倍。對(duì)于11kw以上的電動(dòng)機(jī)，控制接觸器的額定電流是電動(dòng)機(jī)的額定功率的1.5-2。</p><p>　　正泰CJX2系列交流接觸器(以下簡(jiǎn)稱接觸器)，主要用于交流50Hz(或60Hz)電壓至690V，電流至95A的電路中，供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐?、頻繁地起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)之用，并可與適當(dāng)?shù)臒崂^電器組成電磁起動(dòng)器以保護(hù)可能發(fā)生操

85、作過(guò)負(fù)荷的電路中。型號(hào)含義如圖5.2</p><p>　　圖5.2 正泰CJX2系列交流接觸器</p><p>　　在1.5kw的空壓機(jī)回路中選用的是正泰接觸器的型號(hào)：CJX2-1210 (額定電流為5A)，額定電壓為AC380V，線圈額定電壓為220V </p><p>　　在1.1kw的油泵電機(jī)機(jī)回路中選用的是正泰接觸器的型號(hào)：CJX2-0910（額定電流3.

86、5A） 額定電壓：AC380V，線圈電壓220V 50Hz</p><p>　　在0.55kw的風(fēng)冷電機(jī)回路中選用正泰接觸器的型號(hào)：CJX2-0910（額定電流3.5A） 額定電壓：AC380V，線圈電壓220V 50Hz </p><p>　　在0.75kw的推桿電機(jī)主電路中選用正泰接觸器的型號(hào)為：CJX2-0910（額定電流3.5A）額定電壓：AC380， 線圈電壓220V 50Hz

87、 輔助觸頭型號(hào)F4-22 </p><p>　　西門(mén)子接觸器3TF系列 在加熱主電路中選擇AC-1類（內(nèi)有調(diào)溫加熱器，這類負(fù)載電流波動(dòng)?。┙佑|器。選擇時(shí)接觸器的約定發(fā)熱電流大于或等于電熱設(shè)備的工作電流的1.2倍。型號(hào)含義如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 3TF系列接觸器型號(hào)含義</p><p>　　在加熱主電路中A組（電流50A）和B組（

88、電流25A）加熱均選用了西門(mén)子接觸器的 3TF4722-0X M0，額定電壓220V，電流63A和3TF4422-0X MO 額定電壓220V,額定電流32A； C組（電流30A）選用了3TF4522-0X M0.額定電壓220V,額定電流35A。</p><p>　?。?）熱繼電器 </p><p>　　利用電流的熱效應(yīng)原理及發(fā)熱元件的膨脹原理設(shè)計(jì)，用于三相電機(jī)的過(guò)載保護(hù)，其不能做

89、瞬時(shí)過(guò)載響應(yīng)，更不能做短路保護(hù)。其整定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1-1.15倍.</p><p>　　正泰的NR2系列熱過(guò)載繼電器適用于交流 50Hz/60Hz、電壓至 690V,電流0.1-630A的長(zhǎng)期工作或間斷長(zhǎng)期工作的交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載與斷相保護(hù)。</p><p>　　NR2-25可以和CJX2-09、CJX2-12等接觸器配合使用</p><p>　　在1.

90、5kw空壓機(jī)中熱繼電器的額定電流范圍是：3.3~3.45A，所以空壓機(jī)熱繼電器型號(hào)為NR2-25 額定電流范圍為2.5~4A.</p><p>　　在1.1kw油泵電機(jī)中熱繼電器的額定電流范圍是2.97~3.1A，所以油泵電機(jī)熱繼電器型號(hào)為NR2-25 額定電流范圍為2.5~4A.</p><p>　　在0.55kw風(fēng)冷電機(jī)中熱繼電器的額定電流范圍：1.65~1.7A，所以風(fēng)冷電機(jī)的熱繼電

91、器型號(hào)為：NR2-25 額定電流范圍為：1.6~2.5A</p><p>　　在0.75kw推桿電機(jī)中熱繼電器的額定電流范圍：1.98~2.07A，所以風(fēng)冷電機(jī)的熱繼電器型號(hào)為：NR2-25 額定電流范圍為：1.6~2.5A</p><p>　　附注：熱繼電器NR2-25還有一個(gè)常開(kāi)和一個(gè)常閉的熱觸點(diǎn)?？捎糜诳刂齐娐贰?lt;/p><p>　?。?）空氣開(kāi)關(guān) <

92、;/p><p>　　低壓斷路器又稱空氣開(kāi)關(guān)或自動(dòng)開(kāi)關(guān)，除了完成和接通電路外還能對(duì)電路發(fā)生的短路、嚴(yán)重過(guò)載和欠電壓等進(jìn)行保護(hù)。其選型應(yīng)遵循以下規(guī)則：</p><p>　　a.其額定電壓和電流應(yīng)大于或等于電路正常工作時(shí)的工作電壓和工作電流。</p><p>　　b.熱脫口器的整定電流應(yīng)與控制負(fù)載的額定電流一致。</p><p>　　c.欠電壓脫扣器的

93、額定電壓等于線路的額定電壓。</p><p>　　d.過(guò)流脫扣器的額定電流大于或等于線路最大負(fù)載電流。對(duì)于單臺(tái)電機(jī)來(lái)說(shuō)，可按下式計(jì)算：</p><p>　　對(duì)于單臺(tái)電機(jī)來(lái)說(shuō)：額定電流大于或等于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的1.5~1.7倍</p><p>　　對(duì)于多臺(tái)電機(jī)來(lái)說(shuō)：額定電流大于或等于最大電機(jī)的啟動(dòng)電流和其他電機(jī)額定電流和的和的1.5~1.7倍。</p>

94、<p>　　正泰的DZ47-60小型斷路器 適用于照明配電系統(tǒng)（C型）或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（D）主要用于50HZ/60HZ，額定電壓至400V，額定電流至60A的線路中起過(guò)載、短路保護(hù)作用，同時(shí)也可以在正常情況下不頻繁的通斷電裝置和照明線路。</p><p>　　型號(hào)含義如圖5.5所示：</p><p>　　圖5.5 正泰的DZ47-60小型斷路器型號(hào)含義</p>&l

95、t;p>　　正常工作條件：環(huán)境溫度為：-。安裝地點(diǎn)的海拔不超過(guò)2000m。</p><p>　　在1.5kw空壓機(jī)主電路中選用的正泰的斷路器型號(hào)為：DZ47-60/400 ，3P，額定電流：D4 通斷能力：4000A</p><p>　　在1.1kw油泵電機(jī)主電路中選用正泰的斷路器的型號(hào)為：DZ47-60/400，3P，額定電流：D3 通斷能力：4000A</p>&l

96、t;p>　　在0.55kw風(fēng)冷電機(jī)主電路中選用正泰的斷路器的型號(hào)為：DZ47-60/400，3P，額定電流：D3 通斷能力：4000A</p><p>　　在0.75kw推桿電機(jī)中主電路的選用正泰斷路器型號(hào)為：DZ47-60/400,3P，額定電流：D2 通斷能力：4000A</p><p>　　說(shuō)明：型號(hào)中的C是指照明保護(hù)，D是指電機(jī)保護(hù)</p><p>　

97、　電路總功率為:P=33+16.5+6.5+1.5+1.1+0.55+0.75=59.9kw；加熱回路總功率為：P1=33+16.5+6.5=56kw;由P=U*I**cosa 則電路總電流I=107A；加熱回路總電流為：I=100A</p><p>　　則總電源開(kāi)關(guān)和加熱回路中的斷路器均選型為DZ10-250 </p><p>　　其技術(shù)參數(shù)為：過(guò)電流脫口器的額定電流為：100A 級(jí)

98、數(shù)：3P 額定工作電壓：380V 約定發(fā)熱電流為：250A</p><p>　　(7) 直流24V 電源</p><p>　　明維生產(chǎn)的S-150W系列單組輸出的型號(hào)為:S-150-24,輸出DC24V. 輸入電壓是220V 50Hz.接線端子接線說(shuō)明:L ,N:AC輸入;-V:DC輸出負(fù)端;+V:DC輸出正端</p><p><b>　　主要元件清

99、單</b></p><p><b>　　6結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中，以西門(mén)子S7-200PLC為核心，在連續(xù)燒結(jié)設(shè)備控制中，中央處理單元采用S7-200PLC的CPU224和三個(gè)EM223的輸入輸出混合擴(kuò)展模塊構(gòu)成可編程控制系統(tǒng)，解決了繼電器接觸式控制系統(tǒng)故障高的問(wèn)題，提高了工作效率。在溫度控制中采用CPU224、模擬量輸入模塊EM23

100、1、模擬量輸出模塊EM232和晶閘管電壓調(diào)整期TG-G3A實(shí)現(xiàn)了溫度控制。首先，熱電偶測(cè)得溫度對(duì)應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)，將模擬量傳給EM231，經(jīng)過(guò)PLC中的PID調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)后的值由EM232輸出。其偏差經(jīng)過(guò)PLC調(diào)節(jié)和隔離變送器變成0~10mA的直流PID調(diào)節(jié)信號(hào)，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通周波數(shù)達(dá)到控溫目的。經(jīng)檢驗(yàn)證明，本方案可行性良好，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

101、lt;/p><p>　　[1] 黃?。雽?dǎo)體變流技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980</p><p>　　[2] SIMATIC公司．SIMATIC S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M] ．2000</p><p>　　[3] 周文?。姎庠O(shè)備實(shí)用手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)水利水電出版社，1999</p><p>　　[4] 儀表選

102、型手冊(cè)[M]．上海：上海自動(dòng)化儀表股份有限公司自動(dòng)化儀表六.1997</p><p>　　[5] 王永華．現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版2002</p><p>　　[6] 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫(xiě)組．工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)（上下冊(cè)）[M] ．北京：水利水電出版社，1986</p><p>　　[7] 肖俊明.王愛(ài)珍。陳玉順。劉紅林R

103、C169型小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐的研制[M]。金剛石與末了模具工程.1995</p><p>　　[8] 趙晨峰,肖俊明.周波控制器在電熱隧道窯中的應(yīng)用研究[ J] .金剛石與磨料磨具工程,2000,115( 1):39- 40</p><p>　　[9] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002</p><p>　　[10] 蔡軍,曹慧

104、英. PLC 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[ J] .微計(jì)算機(jī)信息, 2007, 23( 4) : 26- 28</p><p>　　[11] 肖俊明等. 小鋸片連續(xù)燒結(jié)爐的電氣控制原理及應(yīng)用[J]. 金剛石與磨料磨具工程, 2001,(1): 43- 44</p><p>　　[12]肖俊明。郭基鳳。PLC控制自動(dòng)推桿式小鋸片燒結(jié)設(shè)備現(xiàn)狀[M]。金剛石與末了模具工程。2006</p&g

105、t;<p>　　[13] 黃浩, 申群泰. 基于參數(shù)自調(diào)整的真空燒結(jié)爐溫度模糊控制系統(tǒng)[ J] . 應(yīng)用科技, 2005, 32( 11) : 48- 50</p><p>　　[14] 劉振群. 峋瓷工業(yè)窯護(hù). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社</p><p>　　[15] 陳曉黎, 李則祥. 8098 單片機(jī)在晶閘管調(diào)功溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用[ J] . 電子與自動(dòng)化, 1998, ( 3

106、) : 37 – 39</p><p>　　[16] 姜榮超，陶洪亮，尹育航 進(jìn)一步提高我國(guó)金剛石工具質(zhì)量的有效途徑［J］: 金剛石與磨料磨具工程，2001,4:16-19</p><p>　　[17] Vandoren.V.J.. The Evolution of PLC-based loop control. Control Engineering.42(11).pp.57-62.1

107、995</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)，在這期間我們不僅對(duì)課堂知識(shí)有了一定程度的鞏固，還在一定程度上鍛煉了我們收集信息和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，例如在進(jìn)行元器件的選擇時(shí)，我就遇到了好多的問(wèn)題，雖然結(jié)果也許不是很好，但在這個(gè)選擇的過(guò)程我收獲頗多。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)

108、能夠順利的通過(guò)，我要對(duì)我的指導(dǎo)老師肖院長(zhǎng)表示由衷的感謝。在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了導(dǎo)師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使我受益終生！</p><p>　　還要感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的同學(xué)，是你們?cè)谖移綍r(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使

109、我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。</p><p>　　附件 主要元件清單及圖形匯總</p><p><b>　　圖形匯總</b></p><p>　　圖1 爐門(mén)結(jié)構(gòu)工作原理圖</p><p>　　圖2 推桿爐門(mén)機(jī)構(gòu)自動(dòng)工作狀態(tài)圖</p>