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1、生产管理知识矸石制浆材料工业生产线系统设计论文摘要本文主要针对矸石制浆材料工业生产线控制系统进行了设计，经过西门子S7-200/CPU224的PLC对系统进行控制，、电动机的控制方式、计算机软件等方面的设计进行了介绍，并提高了工业生产线的自动化的程度，同时着重解决了以下几个方面的问题：（1） 对工业生产线的所有电动机进行控制，以达到对所有生产设备的控制；（2） 控制所有电动机的启动，并且是按照一定的时间间隔控制；（3） 控制所有电动机的停止，并且是按照一定的时间间隔控制；（4） 当故障出现时，控制所有电动机的按照故障形式（已经设定的程序）进行停止。本工业控制系统具有自动化程度高，操作方便，性能
2、稳定可靠维修简单等特点；并对系统的通用性、可靠性以及经济性进行了分析。关键字：矸石控制系统电动机目录摘要1SUMMARY错误！未定义书签。第1章绪论21.1前言21.2选题背景21.3矸石制喷浆材料工业生产线的研究意义3第2章对我国现有的工业生产线的介绍32.1继电器控制系统32.2电力拖动自动控制4第3章系统的总体设计43.1矸石工业生产线的工作原理43.2设备的控制要求53.3生产设备的选择5第4章控制系统的PLC选型和资源配置74.1.PLC控制系统的硬件设计74.2PLC框架配置图7第5章自动控制系统程序设计和调试95.1编程软件95.2程序的流程图、构成和相关设置10第6章工业生产线
3、控制系统PLC程序156.1系统资源分配156.1.1数字量输入部分156.2.2数字量输出部分166.2.源程序166.3通电禁止输出程序176.4PLC的抗干扰措施176.5PLC的接地17第7章模拟实验方案设计187.1题目：矸石制浆材料工业生产线系统设计187.2模拟实验设计187.3实验步骤197.4.欲达到的实验效果197.5实验结论20第8章技术经济分析208.1.技术分析20结论21答谢错误！未定义书签。参考文献22附录1错误！未定义书签。附录2错误！未定义书签。附录322第1章绪论1.1前言能源、人口、环境问题是当今世界面临的重大挑战，也是我国面临的重大课题。从可持续发展的战
4、略高度来审视，必须处理好经济建设、生态平衡和环境保护协调发展的关系。能源是国民经济发展的物质基础，从长期供需预测看，供需矛盾仍很突出，从消耗能源产生“温室效应”导致全球气候变暖的现实，我国更面临环境问题的新挑战。因此，促进能源的合理和有效利用，对我国经济发展和环境保护具有深远的战略意义。本工业系统就选择了煤矸石这种材料作为解决能源的一种方法。煤矸石（煤矸石是煤矿地层中的脉石，开采煤炭时，从煤层的顶板或低板部位上，以及在掘进中从煤层周围挖掘和爆破出来的炭殖岩、泥殖岩、砂殖岩、粉沙岩和少量石灰石、夹杂着数量不等的碎屑矿物和碳质统称煤矸石）在采煤、选煤过程中被剔除而丢弃，所有煤矿矿区都堆积如山。在我
5、国，每吨煤矸石的基建和运输管理费平均达8元人民币；如果放任煤矸石的堆放，不仅压占大量土地，影响生态环境，而且煤矸石在遭受淋溶水的作用下，将污染周围的土壤和地下水。同时，因煤矸石中含有一定的可燃物，在一定条件下会发生自燃，排放出二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体，污染大气环境，严重影响矿区居民的身体健康。如果煤矸山堆存方式不当，还可发生塌方、垮塌、崩塌等灾害事故。矸石常是煤的灰分增加的重要原因。1.2选题背景世界各国都很重视煤矸石的综合利用研究。依靠技术进步来降低能源消耗是措施节能的根本途径。不论是从国家战略层面考虑，还是从环保方面考虑，我们应该重视对矸石的工业利用。煤矸石的开发利用，
6、在经济和技术途径上，主要分为二大类，一是索取能源；二是选择灰份作为工业原料。坑口电站和沸腾锅炉新技术使部分含碳高的煤矸石能源得以充分利用，但其经济效果不太好，而且烧后大量灰渣未能得到妥善处理，造成二次污染。目前我国煤矸石制砖工艺、炉窑设计、生产设备基本接近发达国家水平，煤矸石制砖企业正在向集约化、大型化方向发展，产品由实心砖向多孔砖和空心砖方向发展。如山东新汶矿业集团等单位建成煤矸石砖生产线20多条，每条生产线的能力均在6000万块/年以上。利用煤矸石生产高附加值产品。我国已开发出煤矸石生产增白和超细高岭土、生产无机复合肥和微生物有机肥料等技术，完善了利用煤矸石生产氯化铝、聚合氯化铝等化工产品
7、、石棉及其制品、特种硅铝铁合金、铝合金等技术。利用煤矸石复垦塌陷区、修路等取得了较好的社会效益和环境效益。煤矸石在充填塌陷区、修路、水土保持、作物种植等技术上也取得较大突破，有效地提高了矸石和土地的利用率。如山东新汶矿业集团累计利用200多万吨煤矸石，来治理流经矿区的柴汶河两岸采砂坑和部分矿井开采塌陷区，复垦开发土地500余亩。存在的主要问题。一是矸石山灾害治理投入不足，技术管理标准不完善。分析近年来矸石山重大事故原因，一方面是煤矿企业安全欠账较多，即使加大了安全投入，也主要用于井下或生产工程的隐患治理，忽视了对矸石山灾害必须的防范治理。另一方面是矸石山灾害治理技术标准、管理规范不健全，对防范
8、治理矸石山灾害技术研究较少，缺少有效的技术支持。二是煤矸石综合利用总体水平不高。技术装备落后，企业规模小，竞争能力不强，发展后劲不足。如全国煤矸石砖厂的平均生产能力不足1000万块标准砖，且品种单一，不能适应市场需要。三是各地煤矸石综合利用发展不平衡。在能源相对短缺的地区，煤矸石综合利用发展较快，如华东、西南地区，煤矸石综合利用率一般在60%以上。而在煤炭资源相对丰富的地区，综合利用发展较慢。四是优惠政策落实难，不利于调动煤矿治理矸石山的积极性。国家在煤矸石发电、上网、电价、调峰等方面已出台了一些优惠政策，但由于种种原因，在项目审批、并网发电等方面还比较困难，贷款条件也比较苛刻。1.3矸石制喷
9、浆材料工业生产线的研究意义要真正使煤矸石变成可以节约资源、能源、保护环境，取得综合优化效果的矿产资源，最有效的措施应该是资源化地开发利用。未来实现这个目标，可用作一是重点发展低热质煤(矸石)发电；随着国家在基础建设方面的大量投入，这就需要大量的建筑材料，重点发展全矸石烧结砖，实现新型墙材的高废渣掺加量、高孔洞率、高保温性能、高强度要求。，烧结粉煤灰陶粒、烧结粉煤灰陶粒砌块、烧结粉煤灰煤矸石页岩多孔砖、烧结粉煤灰煤矸石页岩高保温复合空心砖、压制烧结粉煤灰煤矸石砌块，、利用煤矸石制备微米级多孔陶瓷.煤矸石风化物复垦种植中的氮素营养，提取化工产品、烧制水泥、充填塌陷区、修路等。综合开发利用煤矿矸石山
10、，不仅可有效改善矿区环境，避免矸石山意外灾害事故，而且可变废为宝，节约能源，治理环境污染，具有重要的经济效益与社会效益。这些都是对矸石的综合利用。但是这样的话，所有的产品就必须被利用在我们的生活中，需要解决运输问题，这样就无形的增加了成本。矸石制喷浆材料的应用将在本设计中得到体现。为了将煤矸石转化为对我们有益的资源，本工业生产线将会把它转化为制浆材料来作为建筑用材，更加作为加固巷道的材料。这样就可以就地取材，就地利用，减少了中间的环节；同时，也从根本上解决了地面下沉给人们的生产和生活造成的种种不便的问题；再者，也减少了地下开采中瓦斯爆炸所产生的破坏力。第2章对我国现有的工业生产线的介绍2.1继
11、电器控制系统首先是电动机拖动生产机械,我国现有的有相当多的机械设备是七八十年代的产品,完全是手工操作的机械,他们的精确度很低而且生产效率很低下,人为的操作故障有不可避免的增加了生产成本,导致了我们国家的生产能力较大,生产成本同样很高,进入20世纪以来,流水线,社会化大生产蓬勃发展,继电器控制系统已经被广泛的应用在工业生产的各个领域,创造了一个个成功的控制系统范例,并且对一些典型的逻辑控制关系建立了固定的继电器逻辑控制组合(也称功能单元).继电器控制电路实现的控制功能比较简单,只限于逻辑,定时,记数等一些简单的控制,由于这种控制关系往往是针对某一个固定的生产工艺设计的,当生产过程发生了改变,就需
12、要重新设计,改变继电器和接线.同时,由于继电器的机械动作还会造成控制速度低,安装施工工程大,系统不容易扩展,维护工作量大,故障不容易查找等缺点.2.2电力拖动自动控制但,20世纪60年代末,由于市场的需要,工业生产从大批量生产,少品种的生产方式转化为小批量,多品种的生产方式,然而,当时这样的大规模生产线的控制爱主要是继电器控制系统,体积大,耗电多,改变生产程序非常的困难.但对于当时的我们国家来说,那还是一种比较先进的控制方式,我们国家有廉价的劳动力,虽然我们的生产力低下,我们同样可以生产大量的生产资料.而且,这样的控制方式还是比较容易学习的,并不需要大量的科学知识.简单方便.但是随着我们国家的
13、开放,大量的机械设备的高度自动化,高度的精密化和高度的无人化等.我们就需要更新我们的生产方式和管理理念.电力拖动自动控制已经向无触点,连续控制,弱电化,微机控制方向发展.第3章系统的总体设计3.1矸石工业生产线的工作原理物料（大于200MM已经甩出）由某处经过输送机到达破碎机，在破碎机内被破碎成不同粒度的矸石块，然后，被二级输送机输送到筛分机，它将不同粒度的矸石分成不同的七份，大于15MM的经过滑道返回破碎机，被二次破碎，小于0.5MM的直接进入料池，被用于生产空心砖。在15MM和0.5MM之间的矸石被分成五份，经过滑道进入配料机，它把矸石按照预先的程序进行配比，再经过滑道进入混合机，把经过配
14、比的矸石进行混合，混合后的矸石即成为矸石制浆材料，最后，经过三级输送机后进入仓库或是进入下一个流程即进行装袋。矸石工业生产线的工作流程示意图3-1图3-1矸石制喷浆材料工业生产线工作流程3.2设备的控制要求控制系统要求四能实现“正常运行”和“正常停止”和“强制停止”和“故障停止”四种控制方式。1）正常运行正常运行方式具体控制要求如下：按下启动按钮，一级输送机开始运转并保持，5秒后，破碎机开始运转并保持，由于破碎机的功率大于11千瓦故需要进行换接启动并保持，8秒后，二级输送机开始运转并保持，5秒后，筛分机开始启动并保持运转，5秒后，配料机开始启动并保持运转，5秒后，混合机开始启动并保持运转，由于
15、配料机的功率大于11千瓦故需要进行换接启动并保持，7秒后，三级输送机开始启动并保持运转。2）正常停止正常停止方式具体控制要求如下：按下停止按钮，三级输送机开始延时5秒，并停止，同时，混合机开始延时5秒，后停止，同时，配料机开始延时5秒，后停止，同时筛分机开始延时5秒，后停止，同时二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，破碎机开始延时5秒，后停止，同时，一级输送机开始延时5秒，后停止。3）强制停止强制停止方式具体控制要求如下：按下强制按钮，所有的电路全部都断开，即整个工业过程停止。4）故障停止故障停止方式具体控制要求如下：当三级输送机电动机出现短路或过大的电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断
16、开，前面的混合机开始延时5秒，后停止，同时，前面的配料机开始延时5秒，后停止，同时前面的筛分机开始延时5秒，后停止，同时，前面的二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面的破碎机开始延时5秒，后停止，同时，前面的一级输送机开始延时5秒，后停止。当混合机电动机出现短路或过大的电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断开，后面的三级输送机立刻停止，同时，前面的配料机开始延时5秒，后停止，同时，前面的筛分机开始延时5秒，后停止，同时，前面的二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面的破碎机开始延时5秒，后停止，同时，前面的一级输送机开始延时5秒后停止。当配料机的电动机出现短路或过大的电枢电流（如严重过载）而损害电动机，要断开，后面的三级输送机，混合机就要
