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1、 目 录摘要摘要AbstractAbstract一、绪论一、绪论1.1 选题背景.11.2 残极压脱控制研究的背景和意义.21.3 残极压脱系统的发展趋势.31.4 设计的主要内容、功能和技术指标4二、系统方案设计2.1 理论依据.52.2 控制方案的比较、论证和确定.62.2.1 方案的比较.72.2.2 方案论证及确定8三、系统硬件设计3.1 设计依据93.2 主电路设计103.3 导线电缆及元器件的选择113.3.1 导线和电缆123.3.2 断路器133.3.3 熔断器143.3.4 接触器153.3.5 继电器163.3.6 低压隔离器17三、结结语语18四、附图19五、致谢20七、
2、参考文参考文献献21摘要随着阳极组装厂自动化生产程度的不断提高，PLC 在生产控制系统中的应用也越来越广泛。该系统为悬挂式输送链（简称悬链）和残极压脱机（260t 残极压脱机）设计的自动控制系统。控制方案中 PLC 采用德国西门子S7-2000 系列可编程控制器，CPU 主机选用 CPU2026，触摸屏采用 SIEMENS TP170 系列彩色触摸屏 TP170B COLOR，可以方便的实现对控制系统的操作、监控和参数设置等功能。人机界面和 PLC 的有机结合，借助其产品的功能，能够很灵活的构造控制方案，它相对传统的电气控制方案具有更高的可靠性，控制更精确。采用触摸屏与 PLC 控制，整个控制
3、过程采用手动和自动方式，克服了人工处理劳动强度大、安全隐患多而且效率低下的缺点。关键词：关键词：PLCPLC；自动控制系统；残极压脱；自动控制系统；残极压脱AbstractAbstractWith automatic production degree rise, PLC control system, the application in production more and more widely. The system for suspension conveyor chain (hereinafter referred to as hanging chain) and the ext
4、reme pressure offline (260 t the extreme pressure offline) design of the automatic control system. Control scheme PLC with the German SIEMENS S7-2000 series programmable controller, CPU host chooses CPU2026, touch screen with SIEMENS TP170 series COLOR touch screen TP170B COLOR, easy to realize for
5、the control system of the operation, monitoring and parameter Settings etc. Function. The man-machine interface and PLC organically, with its product function, can be very flexible structure control scheme, it is relatively the traditional electric control scheme has higher reliability, control more
6、 precise. The touch screen and PLC control, the whole process control using manual and automatic way, overcoming the artificial processing labor intensity and the hidden security trouble and more low efficiency of shortcomings. KeyKey WordsWords: : PLC; Automatic control system; the extreme pressure
7、 offline.一、绪论1.1 选题背景工业控制计算机(简称工控机)是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛地应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 的定义有许多种，国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟
8、的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。从结构上，PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 PLC包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC 作为工控机的一员，在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。据统计，当今世界 PLC 生产厂家约 150 家，生产 300
9、多个品种。2000 年销售额约为86 亿美元，占工控机市场份额的 50%，PLC 将在工控机市场中占有主要地位，并保持继续上升的势头。PLC 在 60 年代末引入我国时，只用作离散量的控制，其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等，最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。新一代的 PLC 具有 PID 调节功能，它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域，广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。但 PLC 也面临着其它行业工控产品的挑战，各厂家正采取措施不断改进产品，主要表现为以下几个方面：(1)微型、小型 PLC 功能明显增强(2)集成化发展趋势增强(3)向开放性转变随着微处理器、网络通信、人
10、机界面技术的迅速发展，工业自动化技术日新月异，各种产品竞争激烈，新产品不断涌现。PLC 也由最初的只能处理开关量而发展到可以处理模拟量和数据，加之与 DCS、PID 调节器、工业 PC 等技术相结合，使之不再是一种简单的控制设备，而且必将随着自动控制技术的不断发展而发展生存下去。可实现高精度要求生产线控制，循环控制，精确的测控，材料检测等等。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。发展趋势如下：(1)更快的处理速度，多 CPU 结构和容错系统(2)编程语言与工具日趋标准化和高级化(3)强化 PLC 的连网通讯能力(4)记忆容量大，采用专用的集成电路，实用性
11、增强(5)向小型化、高机能的整体型发展1.2 残极压脱控制研究的背景和意义随着国内电解铝工业技术的迅猛发展和生产规模的不断扩大，人工处理阳极残极的弊端显现的越来越突出，不仅劳动强度大、安全隐患多而且效率低下，已极大地制约了生产的发展和规模的扩大。使用残极处理生产线和设备来安全、高效地处理阳极残极已经成为一个发展趋势。与此同时，残极处理生产线和设备也正逐步向全面机械化和自动化的方向发展。从电解返回的残阳极是通过悬挂式输送链（悬链）运至 260t 残极压脱机，进行残极压脱，通过裙式输送机运到破碎系统进行下道工序作业。本控制系统运用 PLC 来控制整个工艺过程，最大限度的满足被控对象的控制要求，在满
12、足控制要求的前提下，使控制系统更为简单、经济、使用及维修方便.同时保证了系统的安全可靠.本系统有自动和手动控制两种方式.在自动控制方式下,首先启动 260t 主、辅油泵电机,接着启动悬链电机，当残极到达 1#时，使 1#处的停止器打开，同时 1#处的推进器推出，夹具闭合，刀具推出，进行残极的破碎处理.为了使破碎达到最大化，此时通过活塞的上下运动使残极的上下也得到了清理.处理完毕后，夹具打开，侧缸拉回，同时为了使生产流程不发生事故，在 2#、3#、4#处都设置了停止器，可以使整个压脱流程更为安全有效的进行.通过为残极压脱设计控制系统，我们可以很明显的看到自动化在工业领域中的地位越来越显著.人工处
13、理阳极残极的弊端显现的越来越突出，不仅劳动强度大、安全隐患多而且效率低下，已近极大地制约了生产的发展和规模的扩大.本控制系统运用 PLC 来控制整个工艺过程，最大限度的满足被控对象的控制要求，在满足控制要求的前提下，使控制系统更为简单、经济、使用及维修方便.同时保证了系统的安全可靠1.3 残极压脱系统的发展趋势1.3.11.3.1 二十世纪八十年代前二十世纪八十年代前20 世纪 60 之前没有操作系统，此阶段完全靠手工操作。 20 世纪 50 年代后期，计算机进入晶体管时期。1953 年，IBM 701 和 IBM 704 采用监控程序来管理作业，这可以说是最早的操作系统了。该系统的是一 个批
14、处理系统。20 世纪 50 年代末期的典型操作系统应该是英国曼彻斯特大学 的 ATLAS，它是带有假脱机（SPOOLing）的批处理系统。 1962 年，最早的分时操作系统 CTSS（Compatible Time-Sharing System） 在麻省理工大学（MIT)诞生，最初实现于 IBM 7090 机上。此后，贝尔实验室、 麻省理工学院及美国通用电气公司以 CTSS 为基础，共同研发出 Multics(Multiplexed Information and Computing Service) 1964 年，IBM 推出了一系列用途与价位都不同的大型电脑 IBM System/360，它们都共享代号为 OS/360 的多道批处理操作系统。OS/360 包含 另一个优点：永久贮存设备硬盘驱动器的面世。 1969 年，汤普森（Ken Thompson） ，丹尼斯里奇（Dennis Ritchie）等 人在 AT直流主要有 110V、220V、440V 等。（2）额定电流：是指接触器主触点的额定工作电流。它是在一定的条件下规定的，目前常用的电流等级为 10800A.（3）吸力线圈的额定电压：交流 36V、127V、220V、380V.直流
