課程設(shè)計(jì)--1.20mta選煤廠自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題目: 1.20Mt/a選煤廠自動(dòng)控制設(shè)計(jì)</p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　材料科學(xué)與工程 學(xué)院 礦物加工工程 教研室</p><p><b>　　目錄<

2、;/b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　一、 緒論2</b></p><p>　　1.1 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的基本內(nèi)容2</p><p>　　1.2 選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化基本內(nèi)容2</p><p>　　二、 選煤廠集中控制3&

3、lt;/p><p>　　2.1 選煤廠集中控制的類(lèi)型3</p><p>　　2.2 選煤廠生產(chǎn)工藝系統(tǒng)對(duì)集中控制系統(tǒng)的要求3</p><p>　　2.3系統(tǒng)集中控制5</p><p>　　2.3.1 系統(tǒng)硬件配置和軟件及系統(tǒng)功能5</p><p>　　2.3.2 PLC控制原理6</p><p

4、>　　三、 可編程控制器（PLC）6</p><p>　　3.1 可編程序控制器的定義6</p><p>　　3.2 可編程序控制器的分類(lèi)6</p><p>　　3.3 可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍6</p><p>　　3.3.1 可編程序控制器的主要特點(diǎn)6</p><p>　　3.3.2 可編程序

5、控制器的應(yīng)用范圍7</p><p>　　3.4 可編程序控制器的主要技術(shù)性能7</p><p>　　3.5可編程序控制器的發(fā)展與展望8</p><p>　　3.6 可編程控制器（PLC）與其他控制系統(tǒng)的比較8</p><p>　　3.6.1 與繼電器控制系統(tǒng)的比較8</p><p>　　四、 二次控制回路9

6、</p><p>　　4.1 二次回路的種類(lèi)9</p><p>　　4.2二次回路原理的特點(diǎn)13</p><p>　　五、 控制系統(tǒng)選擇13</p><p>　　5.1 控制系統(tǒng)的選擇14</p><p>　　5.2 選煤廠各設(shè)備的分布14</p><p>　　5.3 各設(shè)備的控制回路

7、的確定16</p><p>　　5.4 輸入輸出模塊的選擇16</p><p>　　5.5 電源模塊的選擇20</p><p>　　5.6 通訊模塊的選擇22</p><p>　　5.7 CPU模塊的選擇24</p><p>　　5.8 PLC控制系統(tǒng)配置圖25</p><p>　　

8、5.9 控制程序的編輯27</p><p>　　5.10 程序設(shè)計(jì)29</p><p>　　六、 參考文獻(xiàn)31</p><p>　　附：課程設(shè)計(jì)程序31</p><p>　　1.20Mt/a選煤廠集中控制</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　

9、　選煤廠是加工煤礦礦井原煤的工廠，它由各種不同的作業(yè)環(huán)節(jié)和工藝設(shè)備組成，其生產(chǎn)過(guò)程基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)。隨著選煤工藝和設(shè)備的不斷革新和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，選煤廠自動(dòng)化水平也愈來(lái)愈高，由初期只能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和事故報(bào)警，發(fā)展到能對(duì)設(shè)備和工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié);從實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化、作業(yè)線(xiàn)自動(dòng)化，逐步向全廠綜合自動(dòng)化發(fā)展 。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，將PLC技術(shù)應(yīng)用于選煤廠集中控制，設(shè)計(jì)出一套新型選煤廠的PLC控制系統(tǒng)，目的是滿(mǎn)足

10、現(xiàn)代選煤工業(yè)控制的要求，生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。本次設(shè)計(jì)的是某1.20Mt/a選煤廠集中控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該選煤廠工藝流程和主廠房布置的分析，確定該廠集中控制系統(tǒng)的分站數(shù)目，通過(guò)對(duì)各設(shè)備控制要求的了解，確定各設(shè)備的控制回路，最后確立各分站模塊的型號(hào)和數(shù)目。在硬件完成的基礎(chǔ)上，利用CONCEPT軟件編寫(xiě)集中控制系統(tǒng)的程序。設(shè)計(jì)基本能夠滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的要求，較好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：選煤廠自動(dòng)化，集中控

11、制，Quantum系列PLC，CONCEPT2.6 </p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的基本內(nèi)容</p><p>　　在現(xiàn)代化工廠中，操作工人和生產(chǎn)管理人員已不能單純依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和體力，而必須更多的通過(guò)自動(dòng)化儀表和裝置對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)控和管理。</p><p>

12、;　　自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著極為重要的作用。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他領(lǐng)域也有著不可缺少的作用。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化是保證生產(chǎn)穩(wěn)定、高質(zhì)、低耗、安全、改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)效率、減少環(huán)境污染等的重要手段，也是工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)一般包括下列內(nèi)容：</p><p><b>　　自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)</b></p&g

13、t;<p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)是連續(xù)的過(guò)程，為了了解控制生產(chǎn)，就必須了解生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù)，</p><p>　　因此，人們利用各種檢測(cè)儀表自動(dòng)的連續(xù)的對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，這也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程的前提條件。</p><p>　　自動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　為了安全生產(chǎn)，保證質(zhì)量，常對(duì)一些關(guān)鍵性參數(shù)設(shè)有自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)裝置，在事故發(fā)生前信號(hào)系統(tǒng)

14、就能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p><b>　　自動(dòng)操縱系統(tǒng)</b></p><p>　　自動(dòng)操控系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定的步驟，自動(dòng)的對(duì)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行某種周期性的操作。</p><p><b>　　自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)</b></p><p>　　為了保證生產(chǎn)的穩(wěn)定，就必須采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置對(duì)生產(chǎn)中的重

15、要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使它們恢復(fù)到正常狀態(tài)。</p><p>　　1.2 選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化基本內(nèi)容</p><p>　　選煤廠是加工礦井原煤的工廠，它由各種不同的作業(yè)環(huán)節(jié)和工藝設(shè)備組成，其生產(chǎn)過(guò)程基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)。隨著選煤工藝和設(shè)備的不斷革新和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，選煤廠自動(dòng)化水平也愈來(lái)愈高，由初期只能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和事故報(bào)警，發(fā)展到能對(duì)設(shè)備和工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié);從實(shí)

16、現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化、作業(yè)線(xiàn)自動(dòng)化，逐步向全廠綜合自動(dòng)化發(fā)展。</p><p>　　選煤廠自動(dòng)化的內(nèi)容十分廣泛，根據(jù)選煤工藝和設(shè)備及生產(chǎn)管理的要求而確定，一般包括以下內(nèi)容：</p><p>　　1.對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工藝過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警</p><p>　　在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，并設(shè)有必要的保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)事故自動(dòng)排除或自動(dòng)報(bào)警。</p

17、><p>　　2.對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)</p><p>　　對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)如介質(zhì)密度、礦漿濃度、流量等進(jìn)行虧快速檢測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)能夠在接近最佳的條件下進(jìn)行，確保產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量和其他選煤指標(biāo)的穩(wěn)定。</p><p>　　3.對(duì)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)控制和集中控制</p><p>　　全廠各作業(yè)的設(shè)備都要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并根據(jù)全廠運(yùn)行情況

18、及時(shí)轉(zhuǎn)換運(yùn)行流程；故障時(shí)按程序緊急停車(chē)；檢修和處理故障時(shí)可轉(zhuǎn)換為就地操作。</p><p><b>　　選煤廠集中控制</b></p><p>　　2.1 選煤廠集中控制的類(lèi)型</p><p>　　選煤廠集中控制是指對(duì)選煤系統(tǒng)中有聯(lián)系的生產(chǎn)設(shè)備，按照規(guī)定的程序在集中控制室內(nèi)進(jìn)行啟動(dòng)、停止或者事故處理的控制。集中控制多設(shè)在選煤廠主廠房附近，集中控

19、制室中一般設(shè)有反映全廠設(shè)備工作情況的模擬盤(pán)。對(duì)于采用可編程序控制器集中控制的系統(tǒng)，可用高分辨率的大屏幕圖形顯示器代替模擬盤(pán)，從模擬盤(pán)上的燈光和音響信號(hào)或大屏幕顯示器上的設(shè)備圖形將符號(hào)顏色的變化可以直觀地觀察到全廠設(shè)備的工作情況。集中控制室還設(shè)有安裝各種顯示儀表、控制開(kāi)關(guān)和控制按鈕的集中操作太，可以隨時(shí)利用這些控制開(kāi)關(guān)和控制按鈕來(lái)啟和停相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，在發(fā)生設(shè)備故障時(shí)可以及時(shí)停掉部分或者全部設(shè)備，以避免事故的擴(kuò)大。</p>

20、<p>　　選煤廠生產(chǎn)的特點(diǎn)是設(shè)備臺(tái)數(shù)多且相對(duì)集中，拖動(dòng)方式簡(jiǎn)單，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)。因此，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中控制，可以縮短全廠設(shè)備的啟、停車(chē)時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。例如，采用單機(jī)就地控制的選煤廠啟車(chē)一次大約需要30min，而采用集中控制時(shí)只需要幾分鐘即可啟動(dòng)全廠設(shè)備。模擬盤(pán)或者大屏幕圖形顯示器可以及時(shí)地顯示設(shè)備的運(yùn)行處理，大大方便了生產(chǎn)調(diào)度，并能夠及時(shí)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行處理，提高了生產(chǎn)的安全性。</p><p>　　

21、我國(guó)選煤廠集中控制系統(tǒng)的類(lèi)型大體有這樣幾種：</p><p>　?。?）繼電器——接觸集中控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)自50年代起開(kāi)始使用，有些選煤廠至今乃沿用這種控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的控制原理簡(jiǎn)單，操作維護(hù)人員容易掌握。但這種控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)也很明顯，體積大，使用電纜芯線(xiàn)多，觸點(diǎn)多，故障率大，維護(hù)工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度也很高。</p><p>　?。?）無(wú)觸點(diǎn)邏輯元件集中控制系統(tǒng)。60年代至70年

22、代在選煤廠中使用的半導(dǎo)體表上元件或者集成電路元件組成的無(wú)觸點(diǎn)控制系統(tǒng)縮小了控制系統(tǒng)的體積，性能也得到了很大的提高，同時(shí)也大大降低了系統(tǒng)的造價(jià)。</p><p>　?。?）矩陣式順序控制器控制系統(tǒng)。前兩種控制系統(tǒng)，其控制線(xiàn)路一經(jīng)完成后，邏輯關(guān)系就固定下來(lái)，在改動(dòng)就很困難了。而60年代末出現(xiàn)的矩陣式順序控制器克服了這個(gè)缺點(diǎn)，采用一塊二極管矩陣可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種邏輯組合關(guān)系，更改極為方便，且配線(xiàn)簡(jiǎn)單。</p>

23、;<p>　?。?）一位計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)。采用大規(guī)模集成電路組成，一位微處理器具有集成度高、體積小、指令少，原理簡(jiǎn)單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)。用一位微處理器組成的一位微型計(jì)算機(jī)稱(chēng)為一位機(jī)。一位機(jī)載80年代被廣泛用于各種工業(yè)自動(dòng)化裝置。</p><p>　?。?）可編程序控制器（PLC）控制系統(tǒng)能夠?？删幊绦蚩刂破魇且环N主要針對(duì)開(kāi)關(guān)量控制的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。具有編程簡(jiǎn)單、使用操作方便、抗干擾能力強(qiáng)、能夠適應(yīng)惡劣

24、的工業(yè)環(huán)境等特點(diǎn)，較前幾種可靠性要高得多。因此，可編程序控制器集中控制系統(tǒng)將逐步取代其他幾種控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 選煤廠生產(chǎn)工藝系統(tǒng)對(duì)集中控制系統(tǒng)的要求</p><p>　　選煤廠工藝流程的連續(xù)性使生產(chǎn)設(shè)備之間的制約性強(qiáng)，一般均為連續(xù)生產(chǎn)，不能單獨(dú)開(kāi)某一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。在儲(chǔ)存及緩沖裝置設(shè)備之后的任何一臺(tái)設(shè)備的突然停車(chē)，都將會(huì)造成堆煤、壓設(shè)備、跑煤和跑水等現(xiàn)象，引起事故范圍

25、擴(kuò)大。因此，選煤廠集中控制系統(tǒng)應(yīng)遵循如下原則。</p><p>　　（1）啟動(dòng)、停車(chē)順序</p><p>　　選煤廠生產(chǎn)工藝流程的連續(xù)性要求選煤廠設(shè)備的啟動(dòng)、停車(chē)必須嚴(yán)格按順序進(jìn)行。 </p><p><b>　　1）啟車(chē)順序</b></p><p>　　原則上時(shí)逆

26、煤流逐臺(tái)延時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間一般為3-5s，以避開(kāi)前臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊。逆煤流逐臺(tái)延時(shí)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是在生產(chǎn)機(jī)械未帶負(fù)荷之前能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，待所有其他設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后啟動(dòng)給煤設(shè)備，可以避免因某臺(tái)設(shè)備故障而造成壓煤等現(xiàn)象。若采用順煤流啟動(dòng)，則能夠減少設(shè)備的空轉(zhuǎn)時(shí)間，從而節(jié)省電能，減少機(jī)械磨損，但無(wú)法避免因設(shè)備故障而引起的壓煤現(xiàn)象。因此，選煤廠一般采取逆煤流方向啟動(dòng)設(shè)備。</p><

27、p><b>　　停車(chē)順序</b></p><p>　　正常時(shí)，應(yīng)順煤流方向逐臺(tái)延時(shí)停車(chē)，延長(zhǎng)時(shí)間為該臺(tái)設(shè)備上的煤全部被轉(zhuǎn)運(yùn)到下臺(tái)設(shè)備所需的時(shí)間；故障時(shí)，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)停掉全部設(shè)備或故障設(shè)備至給煤機(jī)之間的所有設(shè)備。</p><p><b>　　（2）閉鎖關(guān)系</b></p><p>　　集中控制系統(tǒng)應(yīng)有嚴(yán)格的閉鎖關(guān)系

28、，以確保某臺(tái)設(shè)備故障時(shí)不至于引起事故</p><p>　　圍的擴(kuò)大，同時(shí)還應(yīng)能方便的解鎖。</p><p>　?。?）控制方式的轉(zhuǎn)換</p><p>　　集中控制應(yīng)能方便的地轉(zhuǎn)換成單機(jī)就地手動(dòng)控制，以確保集中控制系統(tǒng)故障不至于影響生產(chǎn)。一般在選煤廠集中控制室的集中控制臺(tái)上都裝有控制方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。</p><p>　?。?）工藝流程及設(shè)備選擇&

29、lt;/p><p>　　當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)有并行流程或多臺(tái)并行設(shè)備時(shí)，集控系統(tǒng)應(yīng)具有對(duì)并行流程或并行設(shè)備選擇的能力，以滿(mǎn)足不同情況的工藝要求。</p><p><b>　　（5）信號(hào)系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1）預(yù)告信號(hào) </b></p><p>　　在啟動(dòng)前，集中控制室應(yīng)發(fā)出啟動(dòng)預(yù)告信號(hào)，提醒

30、現(xiàn)場(chǎng)操作人員回到各自工作崗位，靠近設(shè)備的人員遠(yuǎn)離即將開(kāi)車(chē)的設(shè)備，有關(guān)操作人員應(yīng)檢查設(shè)備，向集中控制室發(fā)出允許啟動(dòng)的應(yīng)答信號(hào)（應(yīng)答制）或者禁啟信號(hào)（禁啟制），以保障啟動(dòng)前人員與設(shè)備的安全。同樣，在停車(chē)前也應(yīng)發(fā)出停車(chē)預(yù)告信號(hào)。</p><p><b>　　2）事故報(bào)警信號(hào)</b></p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)中某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，集中控制系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒工作人

31、員注意。</p><p><b>　　3）運(yùn)轉(zhuǎn)顯示 </b></p><p>　　為了及時(shí)掌握全廠設(shè)備運(yùn)行情況，集中控制室應(yīng)裝有顯示全廠設(shè)備的模擬盤(pán)或者大屏幕圖形顯示器。模擬盤(pán)或者大屏幕圖形顯示器上各臺(tái)設(shè)備正常運(yùn)行和事故狀態(tài)的顯示要反差明顯，宜于判斷。選煤廠集中控制系統(tǒng)除了滿(mǎn)足上述要求外，還應(yīng)具有較高的卡靠性和較強(qiáng)的抗干擾能力。</p><p>

32、;　　集中控制系統(tǒng)是以PLC為核心完成全廠設(shè)備控制的。由于PLC具有抗干擾能力強(qiáng)、模塊化結(jié)構(gòu)、可靠性高、簡(jiǎn)單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，近十年來(lái)，在我國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是在選煤廠集中控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，在傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制器，已廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)過(guò)程控制。PLC與繼電器控制系統(tǒng)相比較，控制方式由硬接線(xiàn)改為軟件控制，方便了設(shè)計(jì)與維護(hù)，并增強(qiáng)了復(fù)雜的運(yùn)算功能，為復(fù)雜的過(guò)程

33、控制提供了硬件手段。與計(jì)算機(jī)相比，由于PLC硬件的模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了抗干擾能力，更適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制。上述的幾種系統(tǒng)集中控制可分別運(yùn)行，各自獨(dú)立，互不影響；又可將幾種系統(tǒng)所有設(shè)備組成一體，形成集中控制系統(tǒng)。</p><p>　　在操作臺(tái)上安裝按鈕、開(kāi)關(guān)等設(shè)備，方便地進(jìn)行系統(tǒng)集中/就地轉(zhuǎn)換，以及流程的選擇，單臺(tái)設(shè)備的遠(yuǎn)程啟、停車(chē)操作等功能。所有的設(shè)備運(yùn)行情況可以通過(guò)模擬盤(pán)進(jìn)行顯示模擬；也可以用PLC上位計(jì)算機(jī)代替?zhèn)?/p>

34、統(tǒng)的按鈕、開(kāi)關(guān)等設(shè)備，用大屏幕高分辨率顯示器反映全系統(tǒng)生產(chǎn)狀況，顯示實(shí)時(shí)報(bào)警信息，圖形符號(hào)形象逼真，人機(jī)界面友好，操作容易方便，易學(xué)易用。</p><p>　　PLC與上位計(jì)算機(jī)、編程計(jì)算機(jī)通過(guò)HUB與以太網(wǎng)連為一體，當(dāng)然也可以用Modbus或者M(jìn)odbus plus等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。完善的控制系統(tǒng)，旨在提高產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量以及全員工作效率。集中控制、上位機(jī)系統(tǒng)，配合監(jiān)視系統(tǒng)、呼叫對(duì)講系統(tǒng)，使得選煤系統(tǒng)達(dá)到了減人提效的

35、目的。（此次課程設(shè)計(jì)中我們不對(duì)上位機(jī)軟件程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，即不適用上位機(jī)軟件對(duì)選煤廠進(jìn)行控制。）</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)集中控制</b></p><p>　　選煤廠集控系統(tǒng)可分為原煤系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)、裝車(chē)系統(tǒng)等各工藝設(shè)備的控制和管理。根據(jù)選煤廠工藝流程圖，以及工藝對(duì)控制的要求，將整個(gè)大系統(tǒng)劃分為若干小系統(tǒng)，并均設(shè)為集中/單起/就地三種控制方式。小系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立

36、，互不影響，既可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)集控，又可將所有設(shè)備組成一體參加集控。本次設(shè)計(jì)只對(duì)主廠房?jī)?nèi)的選煤系統(tǒng)進(jìn)行集中控制設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.3.1 系統(tǒng)硬件配置和軟件及系統(tǒng)功能</p><p><b>　　1．硬件配置</b></p><p>　　集控系統(tǒng)由硬件、軟件協(xié)同完成控制功能。所必須的硬件有操作臺(tái)和PLC主機(jī)、PC柜和PLC遠(yuǎn)程站、就地控

37、制裝置以及其它儀器儀表等組成。操作臺(tái)完成指令的發(fā)送，監(jiān)控及控制系統(tǒng)的電源通斷。</p><p>　　操作臺(tái)臺(tái)面放置大屏幕高分辨率上位機(jī)和編程計(jì)算機(jī)，生產(chǎn)調(diào)度擴(kuò)音電話(huà)，報(bào)表、數(shù)據(jù)打印機(jī)，工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)等。PC柜內(nèi)部安裝PLC遠(yuǎn)程站及各種電源模塊、通訊模塊、各種輸入輸出模塊其它部件。</p><p><b>　　2．系統(tǒng)功能</b></p><p&g

38、t;　　上微機(jī)系統(tǒng)具有如下功能：圖形顯示、報(bào)警記錄、數(shù)據(jù)傳輸、故障診斷、自動(dòng)控制的遠(yuǎn)程操作、后備操作等。</p><p><b>　?。?）圖形顯示功能</b></p><p>　　圖形顯示功能是一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)顯示功能。通過(guò)觀察顯示器畫(huà)面上系統(tǒng)對(duì)設(shè)備（如皮帶、跳汰機(jī)等）狀態(tài)描述來(lái)監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀況。</p><p>　　系統(tǒng)采用動(dòng)畫(huà)圖形對(duì)某些

39、設(shè)備進(jìn)行描述，采用不同顏色來(lái)表示設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)可集中顯示全車(chē)間工藝流程系統(tǒng)圖，采用翻頁(yè)方式顯示以保持系統(tǒng)的完整性，也可以分系統(tǒng)顯示各獨(dú)立的工藝流程，也可以采用循環(huán)分頁(yè)顯示。</p><p>　　不論在任何顯示方式下，一旦設(shè)備發(fā)生故障，計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)出故障報(bào)警畫(huà)面定格，同時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警、顯示有關(guān)信息，并存儲(chǔ)在硬盤(pán)中。</p><p><b>　　（2）數(shù)據(jù)顯示功能</

40、b></p><p>　　數(shù)據(jù)顯示功能主要以各種方式顯示數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集的各種參數(shù)。倉(cāng)、水位以直方圖動(dòng)態(tài)顯示原煤倉(cāng)、緩沖倉(cāng)、產(chǎn)品倉(cāng)倉(cāng)位的連續(xù)變化，并在直方圖上實(shí)時(shí)顯示，并以百分?jǐn)?shù)以數(shù)字顯示。</p><p>　　2.3.2 PLC控制原理</p><p>　　在一個(gè)PLC控制系統(tǒng)都由PLC主機(jī)及與其連接的I/O模塊組成，I/O模塊采用電纜和開(kāi)關(guān)設(shè)備與傳感器相

41、連，并通過(guò)I/O總線(xiàn)與PLC聯(lián)接形成以個(gè)完整的控制系統(tǒng)。對(duì)于大多數(shù)公司的PLC，其I/O系統(tǒng)可以是駐留本地機(jī)架，也可以是遠(yuǎn)程的（可離開(kāi)PLC主機(jī)最遠(yuǎn)達(dá)4.5Km）。</p><p>　　在完成用戶(hù)的轉(zhuǎn)載后，PLC在接受人機(jī)接口及I/O模塊數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。在運(yùn)行過(guò)程中，PLC的CPU以高速、從頭至尾有規(guī)則、周期性的解算用戶(hù)邏輯，進(jìn)行預(yù)期的控制，用戶(hù)邏輯根據(jù)調(diào)度員的命令及輸入模塊的狀態(tài)數(shù)據(jù)，決定輸出模

42、塊的動(dòng)作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備完成起?？刂啤２⒏鶕?jù)設(shè)備運(yùn)行后返回輸入模塊的狀態(tài)，來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正確，以實(shí)現(xiàn)工藝系統(tǒng)的順序控制功能。</p><p>　　可編程控制器（PLC）</p><p>　　3.1 可編程序控制器的定義</p><p>　　可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏

43、輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2 可編程序控制器的分類(lèi)</p><p>　　PLC發(fā)展很快，全世界有幾百家工廠正在生產(chǎn)幾千種不同型號(hào)的PLC，它們品種多，性能規(guī)格不一，又沒(méi)有一個(gè)權(quán)威的統(tǒng)一的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

44、，給用戶(hù)選擇、使用、研究、學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的困難。目前一般按一下幾種方法分類(lèi)：</p><p>　?。?）按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)</p><p>　　PLC按結(jié)構(gòu)形式一般分為整體式和模塊式（模板式）兩類(lèi)。</p><p>　　（2）按輸入輸出點(diǎn)數(shù)分類(lèi)</p><p>　　按照PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，可將PLC分為小型（I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，有的還將64點(diǎn)

45、及以下的稱(chēng)為微型）、中型（I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)~2048點(diǎn)）和大型（I/O總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)及以上）。</p><p><b>　?。?）按功能分類(lèi)</b></p><p>　　PLC按功能強(qiáng)弱可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)、高檔機(jī)三類(lèi)。</p><p>　　3.3 可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍</p><p>　　3.3.1

46、 可編程序控制器的主要特點(diǎn)</p><p>　?。?）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　PLC是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的，具有很高的可靠性。從硬件設(shè)計(jì)、元件的選擇到工藝制造均極為嚴(yán)格。而且采取了一系列的抗干擾措施，如I/O電路中都采用了光電隔離，另外還有常規(guī)模擬器濾波，在加上軟件數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路竄入的干擾信號(hào)

47、；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)了故障，進(jìn)行在線(xiàn)插拔調(diào)試時(shí)，不會(huì)影響整機(jī)的正常工作。對(duì)有些模塊還設(shè)置了連鎖保護(hù)、自診斷電路等。 </p><p>　?。?）通用性好，I/O接口豐富。</p><p>　　PLC是一種通用工業(yè)控制裝置，絕大多數(shù)PLC系統(tǒng)特別是模塊式結(jié)構(gòu)均可按用戶(hù)需要配置，變更、擴(kuò)展均很方便。有豐富的I/O接口模塊以滿(mǎn)足不同工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)（如交流或直流、電流或電壓、脈沖

48、或電位、強(qiáng)電或弱電、開(kāi)關(guān)量或模擬量等）和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的不同器件或設(shè)備（如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線(xiàn)圈、電機(jī)啟動(dòng)期、控制閥等）的需要并直接連接。此外，還開(kāi)發(fā)了很多特殊功能模塊，供用戶(hù)選擇。</p><p>　　（3）編程簡(jiǎn)單、使用方便。</p><p>　　PLC有不同的編程語(yǔ)言以適應(yīng)不同對(duì)象的需要。如梯形圖編程語(yǔ)言就很容易為電氣工程技術(shù)人員所掌握，配套的簡(jiǎn)易編程器的操作和

49、使用很簡(jiǎn)單。</p><p>　　（4）設(shè)計(jì)、安裝容易，維修工作量少。</p><p>　　由于PLC已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，用PLC組成控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修等方面，表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性。設(shè)計(jì)部門(mén)能在規(guī)格繁多、品種齊全的系列PLC產(chǎn)品中，選出高性能價(jià)格比的產(chǎn)品。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接

50、線(xiàn)工作量大為減少。</p><p>　?。?）體積小、能耗低。</p><p>　?。?）聯(lián)網(wǎng)方便、便于系統(tǒng)集成。</p><p>　　經(jīng)過(guò)多年的努力，PLC的聯(lián)網(wǎng)通信能力已有了很大的增強(qiáng)，不少PLC均配置有各種通信接口模塊。</p><p>　　3.3.2 可編程序控制器的應(yīng)用范圍</p><p>　?。?）開(kāi)關(guān)量的

51、邏輯控制。</p><p>　　PLC有大量的內(nèi)部元件、控制接線(xiàn)時(shí)通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)，從適應(yīng)性、靈活性、可靠性、方便性及設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝、維護(hù)等各方面比較，PLC都有顯著的優(yōu)勢(shì)。用PLC控制取代多數(shù)傳統(tǒng)的繼電器控制，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制已是大家的共識(shí)。</p><p><b>　?。?）位置控制。</b></p><p>　　大多數(shù)的PLC制造商，

52、目前都提供拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。</p><p><b>　?。?）過(guò)程控制。</b></p><p>　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC通過(guò)模擬量I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量進(jìn)行閉環(huán)PID控制。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)

53、處理。</b></p><p>　　現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，能完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)還可通過(guò)通信接口傳送到其他智能裝置。</p><p>　　（5）組成大型控制網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　PLC聯(lián)網(wǎng)、通信能力很強(qiáng)，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。</p><p>　　PLC可與個(gè)

54、人計(jì)算機(jī)相連接進(jìn)行通信，可用計(jì)算機(jī)參與編程及對(duì)PLC進(jìn)行控制和管理，使PLC用起來(lái)更方便。</p><p>　　PLC與PLC也可通信?？梢粚?duì)一進(jìn)行通信，可在多個(gè)PLC之間通信等等。</p><p>　　3.4 可編程序控制器的主要技術(shù)性能</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)形式與外形尺寸。 （2）輸入輸出點(diǎn)數(shù)。</p><p>　

55、?。?）指令種類(lèi)。 （4）存儲(chǔ)器容量。</p><p>　　（5）內(nèi)部寄存器。 （6）掃描速度。</p><p>　　（7）編程語(yǔ)言。 （8）通信和聯(lián)網(wǎng)。</p><p><b>　?。?）特殊功能。 </b></p><p&g

56、t;　　3.5可編程序控制器的發(fā)展與展望</p><p>　　可編程序控制器從1968年產(chǎn)生以來(lái)，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展而迅猛發(fā)展。產(chǎn)品已經(jīng)歷了四次換代，其發(fā)展過(guò)程大致為:</p><p>　　第一代PLC（1969—1972年）</p><p>　　特點(diǎn)是：大多用一位機(jī)開(kāi)發(fā)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；功能簡(jiǎn)單，主要是邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)；

57、機(jī)種單一，沒(méi)有形成系列。</p><p>　　第二代PLC（1973—1975年）</p><p>　　特點(diǎn)是：原件上采用了8位微處理器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器（EPROM）；功能上增加了數(shù)字運(yùn)算、傳送、比較及模擬量控制等；產(chǎn)品初步形成系列。</p><p>　　第三代PLC（1976—1983年）</p><p>　　特點(diǎn)是：20世紀(jì)70年代后期超大

58、規(guī)模集成電路和高性能微處理器的出現(xiàn)及引入PLC，使PLC的功能及處理速度大大增加，如增加了浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)、平方、三角函數(shù)、相關(guān)數(shù)、查表、列表、脈寬調(diào)制變換等功能，增加了遠(yuǎn)程I/O、一些特殊功能模塊和通信、自診斷等功能。</p><p>　　第四代PLC（1984—現(xiàn)在）</p><p>　　特點(diǎn)是：進(jìn)入20世紀(jì)80年代中、后期以來(lái)，超大規(guī)模集成電路迅速發(fā)展，微處理器價(jià)格大幅下降，PLC中16位、

59、32位片式高性能微處理器全面使用。而且一臺(tái)PLC中配置多個(gè)CPU，進(jìn)行多通道處理。PLC已發(fā)展成為一種具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的“多功能控制器”。</p><p>　　PLC及其網(wǎng)絡(luò)已被公認(rèn)為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱之一（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）。當(dāng)然，為了適應(yīng)大中小型企業(yè)的不同需要，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，PLC正朝以下方向發(fā)展：</p><

60、;p>　　1）抵擋PLC向小型、簡(jiǎn)易、廉價(jià)方向發(fā)展。</p><p>　　2）中、高檔PLC向大型、高速、多功能方向發(fā)展。</p><p>　　3）工廠綜合自動(dòng)化、消滅自動(dòng)化孤島、方便自動(dòng)化系統(tǒng)集成是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要，增強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)通信能力。</p><p>　　4）編程語(yǔ)言不斷豐富。</p><p>　　3.6 可編程控制器（P

61、LC）與其他控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　3.6.1 與繼電器控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　（1）PLC控制邏輯靈活、可擴(kuò)展</p><p>　　繼電器控制采用硬接線(xiàn)邏輯，靈活性和可擴(kuò)展性差。PLC采用存儲(chǔ)邏輯，控制邏輯以程序的方式在PLC的內(nèi)存中，即使邏輯復(fù)雜也只是程序較長(zhǎng)。當(dāng)需要改變控制邏輯時(shí)，只要修改程序即可。</p><p&g

62、t;　?。?）PLC控制速度快</p><p>　　繼電器邏輯控制依靠觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)控制，觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)，而且繼電器越多，反應(yīng)速度就越慢，PLC的內(nèi)部接點(diǎn)均是電子觸發(fā)器，無(wú)機(jī)械延時(shí)時(shí)間。</p><p>　?。?）PLC計(jì)時(shí)控制精度高 </p><p>　　繼電器控制是依靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作來(lái)進(jìn)行延時(shí)實(shí)現(xiàn)控制，常用的如空氣阻尼式、電磁式、

63、晶體管式時(shí)間繼電器等，定時(shí)精度不高，定時(shí)時(shí)間受環(huán)境影響，時(shí)間調(diào)整不方便。PLC使用的是CPU中的內(nèi)部定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖有石英振蕩器產(chǎn)生，定時(shí)范圍是0.1s—999.9s或0.01s—99.99s時(shí)間不受環(huán)境影響，用戶(hù)可在程序中任意設(shè)定或更改定時(shí)值。</p><p>　　（4）PLC計(jì)數(shù)控制響應(yīng)快、可靠性強(qiáng)</p><p>　　繼電器控制中一般采用機(jī)械或電磁式計(jì)數(shù)的數(shù)量少，計(jì)數(shù)的速度較低。PL

64、C提供的軟件計(jì)數(shù)器較多，計(jì)數(shù)位數(shù)幾乎不受限制。 </p><p>　?。?）PLC的可靠性和可維護(hù)性高</p><p>　　PLC采用微電子技術(shù)，使用集成電路和微處理器其核心部分是無(wú)觸點(diǎn)的，外部連線(xiàn)少 ，能夠自檢自身的故障并隨時(shí)顯示。操作員可以通過(guò)顯示器動(dòng)態(tài)監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況。</p><p>　　3.6.2 與單片機(jī)的比較</p><p&g

65、t;　?。?）學(xué)習(xí)和掌握的難易程度不同</p><p>　　使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要應(yīng)用微處理器的機(jī)器語(yǔ)言或匯編指令進(jìn)行編程，這要求設(shè)計(jì)人員有較高的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)，而PLC為用戶(hù)提供的是電氣技術(shù)人員熟悉的梯形圖語(yǔ)言，大部分指令與繼電器接點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)等相對(duì)應(yīng)，技術(shù)人員一目了然。</p><p>　　（2）硬件工作量不同</p><p>　　使用單片機(jī)來(lái)

66、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要在輸入輸出接口上作大量的工作，而PLC得輸入輸出接口已經(jīng)做好，使用方便。</p><p><b>　　二次控制回路</b></p><p>　　控制系統(tǒng)中的二次控制回路，是PLC I/O的接口線(xiàn)路，其設(shè)計(jì)的合理性、電器元件的質(zhì)量、對(duì)系統(tǒng)的的可靠性有著決定性的作用。在設(shè)計(jì)中充分考慮到不同設(shè)備、操作規(guī)程、使用環(huán)境等其它因素，盡量減少中間環(huán)節(jié)。控制系統(tǒng)具

67、有高度自動(dòng)化和較為完善的保護(hù)系統(tǒng)。</p><p>　　4.1 二次回路的種類(lèi)</p><p>　　選煤廠的設(shè)備所采用的二次控制回路不盡相同，大致常用的有一般就地設(shè)備、一般集控設(shè)備和一些存在各種保護(hù)的二次回路。在設(shè)計(jì)新集礦選煤廠集中控制系統(tǒng)過(guò)程中，我對(duì)不同設(shè)備采用了一下幾種二次回路：</p><p>　　圖4-1-1 一般集控設(shè)備的二次回路圖</p>

68、<p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器 </p><p>　　QA:起車(chē)按鈕 QJ:啟動(dòng)繼電器 J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　圖4-1-2 長(zhǎng)皮帶的二次控制回路圖&l

69、t;/p><p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器 </p><p>　　QA:起車(chē)按鈕 QJ:啟動(dòng)繼電器 PP1:一級(jí)跑偏 PP2：二級(jí)跑偏 </p><p>　　LS：拉繩開(kāi)關(guān) DH：

70、打滑保護(hù) DS：堵塞保護(hù)</p><p>　　J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　圖4-1-3 備用設(shè)備的二次控制回路圖</p><p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器 </p>

71、;<p>　　QA:起車(chē)按鈕 QJ:啟動(dòng)繼電器 JD：中間繼電器 J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　圖4-1-4 閉鎖設(shè)備的二次控制回路圖</p><p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器

72、 QA:起車(chē)按鈕 J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　圖4-1-5 短皮帶的二次控制回路圖</p><p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器 </p><p>　　QA:

73、起車(chē)按鈕 QJ:啟動(dòng)繼電器 LS：拉繩開(kāi)關(guān) DH：打滑保護(hù) </p><p>　　DS：堵塞保護(hù) J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　圖4-1-6 刮板機(jī)的二次控制回路圖</p><p><b>　　圖中標(biāo)注：</b></p><p>　　FU：熔斷器 TA：停車(chē)按鈕（

74、TA1與禁啟TA2為一組） KM:交流接觸器 QA:起車(chē)按鈕 QJ:啟動(dòng)繼電器 KL:開(kāi)鏈 J/D：集中/就地轉(zhuǎn)換繼電器</p><p>　　4.2二次回路原理的特點(diǎn)</p><p>　　(1) 能夠滿(mǎn)足選煤廠效率高、自動(dòng)化水平高的要求。</p><p>　　(2) 傳統(tǒng)控制方式分為集中和就地。就地方式時(shí)，設(shè)備操作獨(dú)立于PLC，確保在控制系統(tǒng)

75、發(fā)生嚴(yán)重故障情況下，不影響正常生產(chǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　(3)起車(chē)前，集控室能夠清楚的知道設(shè)備的主回路是否送電。</p><p>　　(4)起車(chē)后，集控室能夠從監(jiān)控機(jī)、工業(yè)電視知道設(shè)備是否運(yùn)行。</p><p>　　(5)在上位機(jī)里方便地記錄下設(shè)備的名稱(chēng)、故障類(lèi)型、故障時(shí)間等內(nèi)容.</p><p>　　(6)PLC輸出與

76、控制回路隔離，通過(guò)中間繼電器驅(qū)動(dòng)接觸器線(xiàn)圈，提高了系統(tǒng)的可靠性。以防I/0模塊過(guò)負(fù)荷損壞。</p><p>　　(7)設(shè)備在工作狀態(tài)由控制室統(tǒng)一調(diào)度決定，便于生產(chǎn)的管理。</p><p>　　(8)在起車(chē)預(yù)告過(guò)程中，對(duì)已選擇集中起車(chē)的設(shè)備，由TA2按鈕完成禁起指令的發(fā)送，并在硬接線(xiàn)中封鎖PLC輸入口，提高了系統(tǒng)的安全性。</p><p>　　(9)無(wú)擾動(dòng)切換功能。集

77、中和就地方式，系統(tǒng)聯(lián)鎖方式和系統(tǒng)無(wú)聯(lián)鎖方式任何時(shí)候均實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)互相切換而不影響設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)選擇</b></p><p>　　現(xiàn)階段，我國(guó)選煤廠的控制系統(tǒng)基本上都是使用施耐德自動(dòng)化公司Modicon TSX Quantum系列可編程序控制器，根據(jù)新集礦選煤廠生產(chǎn)工藝和管理需要，對(duì)一些控制系統(tǒng)進(jìn)行比較，我決定在設(shè)計(jì)新集礦選煤廠的集

78、中控制系統(tǒng)選用施耐德自動(dòng)化公司Modicon TSX Quantum系列可編程序控制器。</p><p>　　5.1 控制系統(tǒng)的選擇</p><p>　　Quantum系統(tǒng)是具有數(shù)字量及模擬量處理能力的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該機(jī)具備模塊化和可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，特別適合于工業(yè)和制造過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。配合大屏幕監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀況，可滿(mǎn)足生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)控制的全部要求。它包括系列CPU、I/O模塊、I/O接

79、口、通訊模塊、電源和底板等。</p><p>　　該可編程序控制器是模塊式PLC，它的特點(diǎn)是將PLC的各部分以模塊的形式分開(kāi)，如電源模塊、CPU模塊、開(kāi)關(guān)量I/O模塊、模擬量I/O模塊等。</p><p>　　模塊式PLC組成示意圖如圖5-1-1</p><p>　　圖5-1-1 模塊式PLC組成示意圖</p><p>　　5.2 選煤廠各

80、設(shè)備的分布</p><p>　　5.3 各設(shè)備的控制回路的確定</p><p>　　（1）下列設(shè)備使用一般集控二次回路</p><p>　　350-351鼓風(fēng)機(jī) 354離心液水池泵 345-346風(fēng)包 320-322精煤分級(jí)篩 325-326末精煤脫水篩 323-324撈坑斗提機(jī) 309再選矸石斗提機(jī) 310再選中煤斗提機(jī) 311主選矸石斗提機(jī) 3

81、12主選中煤斗提機(jī) 313主選矸石斗提機(jī) 314主選中煤斗提機(jī) </p><p>　　下列設(shè)備使用短皮帶二次控制回路：</p><p><b>　　316再選中煤皮帶</b></p><p>　　（3）下列設(shè)備使用長(zhǎng)皮帶二次控制回路：</p><p>　　331精煤出廠皮帶 318中煤出廠皮帶 319矸石出廠皮帶

82、 301入廠原煤皮帶</p><p>　?。?）下列設(shè)備使用備用二次控制回路：</p><p>　　328-330立式離心脫水機(jī)</p><p>　　下列設(shè)備使用閉鎖二次控制回路：</p><p>　　303-305電磁振動(dòng)給料機(jī) 306再選跳汰機(jī) 307-308主選跳汰機(jī)</p><p>　　下列設(shè)備使用刮板機(jī)

83、二次控制回路：</p><p>　　317矸石刮板運(yùn)輸機(jī) 327末精煤刮板輸送機(jī) 315中煤刮板輸送機(jī) 302原煤配倉(cāng)刮板輸送機(jī)</p><p>　　5.4 輸入輸出模塊的選擇</p><p>　　首先確定各個(gè)電機(jī)的二次回路，通過(guò)確定其輸入輸出點(diǎn)，計(jì)算出輸出點(diǎn)數(shù)和輸入點(diǎn)數(shù)，選擇合適的輸入輸出模塊。同時(shí)我們要注意，過(guò)流保護(hù)信號(hào)要另外用輸入模塊，其公共端接火線(xiàn)。&

84、lt;/p><p><b>　　主廠房四樓配電室：</b></p><p>　　表5-4-1四樓配電室輸入輸出模塊</p><p><b>　　主廠房二樓配電室：</b></p><p>　　表5-4-3二樓配電室輸入輸出模塊</p><p>　　我們所使用的輸入輸出模塊的技術(shù)參

85、數(shù)如下：</p><p>　　1.輸入模塊--140 DAI 740 00 交流230V 16點(diǎn)輸入模塊接收230VAC輸入電壓</p><p>　　表5-4-5 140 DAI 74000技術(shù)參數(shù)</p><p>　　注：輸入信號(hào)必須是正弦波，THD小于6%，最大頻率63Hz</p><p>　　140 DAI 74000 接線(xiàn)圖如下：&l

86、t;/p><p>　　圖5-4-6 140 DAI 74000接線(xiàn)圖</p><p>　　輸出模塊--140 DAO 84000 交流230V.16點(diǎn)輸出 模塊用于控制230VAC電源負(fù)載</p><p>　　表5-4-7 140 DAO 84000技術(shù)參數(shù)</p><p>　　140 DAO 84000 接線(xiàn)圖如下：</p>&l

87、t;p>　　圖5-4-8 140 DAO 84000接線(xiàn)圖</p><p>　　5.5 電源模塊的選擇</p><p>　　在不同類(lèi)型的 Quantum 電源之間存在著一些重要的設(shè)計(jì)差異，為了達(dá)到最好的系統(tǒng)性能，要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)它們進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地考慮。原則區(qū)別在于底板的電源中所產(chǎn)生的一些重要信號(hào)，這些信號(hào)與電源的情況以及輸入電源的狀態(tài)有關(guān)。</p><p>

88、　　所有 Quantum 電源都含有早期電源故障檢查邏輯，它用于向底板上所有其它模板發(fā)出信號(hào)，告知輸入電源已發(fā)生故障。該信號(hào)稱(chēng)之為POK（電源OK）并且是高電平信號(hào)（即：當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)，電源OK）。POK信號(hào)具有兩種型式，一種內(nèi)部的（對(duì)電源來(lái)說(shuō)），另一種是外部的（從底板和所有其它模板來(lái)看）。內(nèi)部POK信號(hào)用電源面板上的Pwr ok LED（發(fā)光二極管）來(lái)表示。系統(tǒng)POK信號(hào)的產(chǎn)生使在系統(tǒng)POK的負(fù)向邊緣（電源已發(fā)生故障）至底板電源的實(shí)

89、際中斷之間存在充分的時(shí)間。電源故障的早期報(bào)警對(duì)Quantum 執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行順序的系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)很必要的。</p><p>　　Quantum 電源有三種，分別是獨(dú)立電源、可累加電源和冗余電源。每一種電源又有很多種型號(hào)。三種電源各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　獨(dú)立電源：在底板上安裝的獨(dú)立電源必須是唯一的，在獨(dú)立型電源供電的系統(tǒng)中不存在故障冗限或冗余性能。</p><p&

90、gt;　　可累加電源：對(duì)于由CPS、NOM、專(zhuān)家和I/O模板混合構(gòu)置成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果總電流消耗超過(guò)由一個(gè)可累加電源提供的電流，再單個(gè)底板上采用兩個(gè)可累加電源。在這樣的系統(tǒng)中，底板上能提供的總電流是兩個(gè)電源的容量之和（即2×8A=16A）。可累加電源是這樣設(shè)計(jì)的，它提供給負(fù)載的電流幾乎是均等分流，另外還能增加整個(gè)系統(tǒng)的MTBF，均勻分配經(jīng)過(guò)底板的熱負(fù)載?？衫奂与娫磻?yīng)安裝在 Quantum 底板上的邊緣模板位置以取得最好的散熱效

91、果。</p><p>　　當(dāng)兩個(gè)內(nèi)部POK信號(hào)（在140 CPS X14 X0 中）是真實(shí)時(shí)，由兩個(gè)可累加電源供電的 Quantum 系統(tǒng)POK信號(hào)才是真實(shí)的（電源POK）。Quantum 可累加電源使不可電插拔。</p><p>　　冗余電源：與可累加電源相似，Quantum 冗余電源也含有這樣的電路，它強(qiáng)制所安裝的電源幾乎是均等地分擔(dān)輸出電流?？衫奂与娫春腿哂嚯娫粗g的重要區(qū)別在于系統(tǒng)

92、POK產(chǎn)生電路不同。</p><p>　　如果其中一個(gè)或兩個(gè)內(nèi)部POK是真實(shí)的，則由冗余電源供電的 Quantum 系統(tǒng)POK信號(hào)亦是真實(shí)的（電源OK）。</p><p>　　與可累加電源的另一個(gè)重要區(qū)別是總系統(tǒng)底板負(fù)載。如果在底板上裝有N個(gè)冗余電源，總的底板負(fù)載必須不超過(guò)N-1個(gè)電源的容量。</p><p>　　綜合考慮三種類(lèi)型的電源，選擇冗余電源，因?yàn)檫@種電源不

93、僅有冗余性能，且可以帶電插拔，方便了日后的生產(chǎn)和管理。在冗余電源中還有很多型號(hào)的電源，有直流的還有交流的。直流電源在現(xiàn)場(chǎng)需要經(jīng)過(guò)將日常用電轉(zhuǎn)化直流，不僅投資增大，同時(shí)維護(hù)量也會(huì)增加。選擇交流的很方便，現(xiàn)場(chǎng)可以直接提供，不用任何轉(zhuǎn)化。綜合以上考慮選擇140 CPS 114 10 115～230VAC 輸入 8A 輸出。技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　表5-5-1 140 CPS 114 10技術(shù)規(guī)格</p

94、><p>　　140 CPS 114 1O的接線(xiàn)圖如下：</p><p>　　圖5-5-2 140 CPS 114 10接線(xiàn)圖</p><p>　　5.6 通訊模塊的選擇</p><p>　　RIO單通道和雙通道接口模板安裝于用作系統(tǒng)控制的CPU模板的同一個(gè)底板內(nèi)，該模板用于在CPU和安裝于另外機(jī)架的RIO遠(yuǎn)程站模板之間雙向傳送數(shù)據(jù)。RIO接口模

95、板和一個(gè)或者多個(gè)RIO分支模板之間采用同軸電纜網(wǎng)絡(luò)互相連接。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，通信模塊選取的是CRP 932 00。CRP 93X 00模板的技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　表5-6-1 CRP 93X 00技術(shù)規(guī)格</p><p>　　圖5-6-2 140 CRP 932 00示意圖</p><p>　　5.7 CPU模

96、塊的選擇</p><p>　　CPU是PLC系統(tǒng)中最為核心的東西，PLC性能的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的工作狀態(tài)，故選擇CPU是須全面考慮，因?yàn)镃PU的選擇根用戶(hù)程序的大小有關(guān)，故依據(jù)最終程序的大小來(lái)選擇CPU，在本設(shè)計(jì)中所選用的CPU型號(hào)是140 CPU 434 12。其技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　表5-7-1 140 CPU 434 12技術(shù)規(guī)格</p><p&g

97、t;　　5.8 PLC控制系統(tǒng)配置圖</p><p>　　5.9 控制程序的編輯</p><p>　　我們使用的PLC編程軟件是Concept2.6軟件，首先我們進(jìn)入Concept運(yùn)行環(huán)境，界面如下, 新建一個(gè)文件，打開(kāi)進(jìn)入配置界面如下：</p><p>　　5-9-1 新建工程</p><p>　　圖5-9-2 配置界面</p>

98、<p>　　開(kāi)始編輯總站和分站：</p><p><b>　　主站：</b></p><p><b>　　一分站：</b></p><p><b>　　二分站：</b></p><p><b>　　三站分配：</b></p>&

99、lt;p>　　圖5-9-3 各站建立界面及各模塊地址定義界面</p><p><b>　　打開(kāi)程序編輯界面：</b></p><p>　　圖5-9-4 新建程序文件界面</p><p><b>　　5.10 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)前，首先要分析其需要滿(mǎn)足的各項(xiàng)功能

100、，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)資料的分析，我們知道，該選煤廠需要將其生產(chǎn)系統(tǒng)分為幾個(gè)小系統(tǒng)，分別為重選系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)、濃縮壓濾系統(tǒng)和原煤系統(tǒng)。我們所編的程序要分別滿(mǎn)足各個(gè)系統(tǒng)的要求，還要實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。</p><p>　　在選煤廠集中控制系統(tǒng)中，其啟停車(chē)都是有順序的，一般是逆煤流啟車(chē)，順煤流停車(chē)，逆煤流啟車(chē)能在生產(chǎn)機(jī)械未帶負(fù)荷之前能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，待所有其他設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后啟動(dòng)給煤設(shè)備，可以避免因某臺(tái)設(shè)備故

101、障而造成壓煤等現(xiàn)象，順煤流停車(chē)的延長(zhǎng)時(shí)間為該臺(tái)設(shè)備上的煤全部被轉(zhuǎn)運(yùn)到下臺(tái)設(shè)備所需的時(shí)間；而在故障時(shí)，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)停掉全部設(shè)備或故障設(shè)備至給煤機(jī)之間的所有設(shè)備。</p><p>　　而且在各設(shè)備的啟車(chē)和運(yùn)行過(guò)程中，存在許多保護(hù)，比如說(shuō)預(yù)告，禁啟保護(hù)，還有皮帶等設(shè)備的特殊保護(hù)。</p><p>　　預(yù)告，在選煤廠里，啟車(chē)前需要先按預(yù)告開(kāi)關(guān)，并且有一定的預(yù)告時(shí)間后才允許啟車(chē)，沒(méi)到達(dá)所定的時(shí)間

102、按啟車(chē)按鈕是無(wú)效的，這樣做的原因是防止在啟車(chē)過(guò)程中有檢修工在設(shè)備內(nèi)部而導(dǎo)致事故的發(fā)生。預(yù)告一定的時(shí)間，使他沒(méi)有足夠的時(shí)間出來(lái)按下禁啟按鈕。在程序中式通過(guò)計(jì)時(shí)器來(lái)滿(mǎn)足該要求的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]John W.Webb Ronald A.Reis.可編程邏輯控制器—原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

103、</p><p>　　[2]魯遠(yuǎn)棟.PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：上電子工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[3]張希泰 陳康龍.二次回路識(shí)圖及故障查找與處理[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2005.</p><p>　　[4]李良光.電子技術(shù)[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2008.</p><p>　　[5]黃明

104、琪 馮濟(jì)纓 王福平.可編程序控制器[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[6]劉海增.礦物加工自動(dòng)控制[M].講義.</p><p>　　[7]匡亞莉.選煤工藝設(shè)計(jì)與管理[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[8] 魏幼平，周正，張廣超，孟艷霞等. 選煤廠計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 選煤技術(shù)，2008.

105、</p><p>　　[9]孔偉.百善礦選煤廠集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 中國(guó)煤炭，2007.</p><p>　　[10]田軍.淺談選煤廠集中控制系統(tǒng)改造方案[J].太原科技，2004.</p><p>　　[11] Modicon TSX Quantum 硬件手冊(cè)</p><p>　　[12] Concept 2.6 PLC編程軟件用戶(hù)手

106、冊(cè)</p><p>　　[13] 施耐德公司.Concept 2.6用戶(hù)手冊(cè)</p><p>　　[14]Erdal Yilmaz.Sevan Katrancioglu. Designing Programmable Logic Controller (PLC) Experiment Set with Internal Experiment Blocks. Procedia - Socia

107、l and Behavioral Sciences.2011</p><p>　　[15]Rui Wang, Xiaoyu Song, Jianzhong Zhu, Ming Gu. Formal modeling and synthesis of programmable logic controllers. Computers in Industry.2011</p><p>