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1、重型板式给料机料位与重量综合步进控制系统重型板式给料机料位与重量综合步进控制系统软件设计软件设计Heavy Plate Feeder Level and The Weight of The Integrated Control System for Stepper software Design基于 S7-200PLC 的重型板式给料机控制系统摘要重型板式给料机是运输机械的辅助设备，该机在大型选矿厂破碎分级车间及水泥、建材等部门，作为料仓向初级破碎机连续和均匀给料之用，也可用于短距离输送粒度与比重较大的物料。在我国，沈矿、大华重机、南昌重机和江苏保龙是生产板式给料机的主要厂家。伴随着科学技术的
2、发展，利用 PLC、传感器技术、变频技术，将机械设备在正常及事故情况下的监测、保护、控制，合在一起，达到良好管理，已成为一种必然趋势和发展方向。本论文课题主要是根据西门子 S7-200 编程软件对给料机进行自动化控制，其中论文还介绍了变频器、传感器的应用与选择，还有各电器间的电路连接图以及对PLC 编程软件的详细介绍。根据控制要求绘制出系统流程图、电路图和 PLC 外部接线图。最后利用 S7-200 编程软件绘制出程序梯形图。设计出的控制系统能够实现自动、手动操作；紧急停机；变速运行和在料位低于等于 1000mm 时停止。同时与破碎机连锁。关键词：重型板式给料机、 可编程控制器、变频调节、超声
3、波传感器Based on the S7-200PLC heavy plate feeder control systemABSTRACTHeavy plate feeder is transport machinery equipments, the broken graded workshop and large concentrator, cement, building materials such as silo to primary department is continuous and crusher feeding, can also be used to transport
4、large size and proportion of short of materials.In our country, shen ore, dahua juki, nanchang juki and jiangsu the dragon is the main type feeder. Along with the development of science and technology, using PLC, frequency conversion technology, sensor technology and equipment in the normal and will
5、 be under the circumstance of accident, protection, control, monitor close together, achieve good management, has become an inevitable trend and development direction.This thesis topic is mainly based on Siemens S7-200 programming software for feeder automation control, including papers were also in
6、troduces the application of inverter, sensor, and the choice and the connection between the electrical circuit diagram and software of PLC programming the detailed introduction. According to the control system flowcharts, draw the circuit diagram and PLC external hookup. Finally, using the S7-200 pr
7、ogramming software rendering a process ladder diagram.The control system is designed to realize automatic and manual operation, The emergency stop, Speed and in the material under equal 1000mm stopped. At the same time chain crusher.Keyword：Heavy plate feeder、Programmerable Logic Controller、Frequenc
8、 Ultrasonic sensory regulation第 1 章 绪论1.1 课题的研究背景板式给料机一般分为重型、中型和轻型三种，是选矿厂常用的给料设备。轻型板式给料机 是连续给料机械，适用于短距离输送给料粒度160mm 以下的块状物料。在矿山、选厂、化工、水泥、建材等部门，广泛用于从储料仓往破碎、运输等机械作均匀连续给料。可水平安装，也可倾斜安装，其最大向上倾角 20 度。一般适应松散密度小于 1200kg/m 、块重小于 140kg、3温度 350 摄氏度以下的物料。中型板式给料机是间歇给料机械，适用于短距离输送给料粒度 400mm 以下的块状物料。在矿山、选厂、化工、水泥、建材等
9、部门，广泛用于从储料仓往破碎、运输等机械作均匀间歇给料。可水平安装，也可倾斜安装，其最大向上倾角 20 度。一般适应松散密度小于 12400kg/m 、块重小于 500kg、温度 400 摄3氏度以下的物料。重型板式给料机是运输机械的辅助设备，该机在大型选矿厂破碎分级车间及水泥、建材等部门，作为料仓向初级破碎机连续和均匀给料之用，也可用于短距离输送粒度与比重较大的物料。随着选矿企业的不断发展壮大，对在选矿破碎作业中，被称做“咽喉”设备的重型板式给料机的控制系统也受到了更多的关注。传统的工作中，对重型板式给料机的控制主要是靠工作经验进行调节。但是有的工作人员由于工作经验不足就容易造成料仓料位的拉
10、空，使重型板式给料机承受过大的冲击载荷，这样就大大地缩短了给料机的使用寿命。同时也影响到了工作人员的身体健康。1.2 课题的研究现状1.2.1.PLC 国内发展过程及现状可编程控制器是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域， 是现代工业自动化三大支柱之一。近几年来，伴随着工业过程自动化程度的越来越高以及人们对环保意识的增强，PLC 技术优异的性能，在国内外得以广泛应用。PLC 和机械、电工、电子、液压和气动等知识在一起为工业的发展带来了很大
11、的作用。可编程序控制器（PLC）是 20 世纪 60 年代以来发展极为迅速的一种新型工业控制装置，其应用越来越广泛。我国的 PLC 产品的研制和生产经历了三个阶段：顺序控制器（19731979）；一位处理器为主的工业控制器（19791985）；8 位微处理器为主的可编程序控制器（1985 以后）。在对外开放政策的推动下，国外 PLC 产品大量进入我国市场，一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了 500 多套，还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在，PLC 在国内的各行各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高。21 世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会
12、更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统 DCS（Distributed Control System）中已有大量的可
13、编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。1.2.2.国外发展过程及现状PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有 200 多个厂家生产 PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG 公司等。1.3 课题的研究意义和方法1.3.1 课题研
14、究的必要性重型板式给料机是一种短距离转载输送设备，常用于初破系统的给料及仓压工况下的转载作业，主要由驱动装置、主轴装置、链带装置、支承装置、拉紧装置、机架、栏板料斗等部分组成，其驱动装置由电机、减速器、联轴器、扭矩杆等组成；主轴装置由驱动轴、驱动链轮、支承星轮、轴承座等组成；链带装置由牵引链轨、承料槽板等组成；支承装置由多排辊轮(或滑轨)组成；拉紧装置由尾轴、改向轮、滑动轴承座、拉杆、复合弹簧等组成；机架由型材组焊而成，是其他装置的载体。该设备的工作原理是驱动装置带动主轴装置旋转，主轴装置上的链轮带动链带装置直线运动，将物料输送到目的地。设备的主要特点是：能承载深仓仓压，变频调速可满载启动，可
15、在 0。25。倾角范围内安装使用。在选矿破碎作业中，重型板式给料机被称做“咽喉”设备。在系统中起着重要的作用。如果重型板式给料机出现问题，将直接导致一个系列的停转，这会对组织生产带来很大的问题。选矿破碎车间采用的是 ok 型重型板式给料机，目前由于人为的操作情况导致的故障较高，维护成本也较高。因此研究重型板式给料机的控制系统是很有必要的。1.3.2 课题的研究内容及方法根据重型板式给料机应达到的技术要求1.实现重板链板上的预留矿厚度1 米给料机动作，1 米时停止；2.与破碎机联锁；3.实现重型板式给料机的手动和自动操作；4.紧急停机。此次的课题主要对以下内容进行分析和研究：1.变频器型号的选择
16、：2.物料厚度信号采集及处理；3.电气控制系统；4.PLC 的外部接线图；5.控制系统梯形图程序。论文的研究方法如下：1.研究各种 PLC 的性能指标和用途，选择合适的 PLC 类别；2.通过攀钢矿业公司选矿厂车间内电动机及负载情况选择适合的变频器；3.分析研究超声波传感器，确定适合超声波传感器类别，通过它采集并处理物料厚度信号；4.根据技术要求确定控制要求，分配 I/O 地址，确定流程图，利用 Visio软件绘制电路图；5.根据 I/O 口，选择适合的 CPU 类型，利用 Visio 软件绘制 PLC 的外部接线图；6.利用西门子 STEP7 软件绘制梯形图。第 2 章 PLC 和变频器的选型2.1 PLC 发展及应用综述2.11 PLC 的定义和分类可编程控制器(Pragrammable Logic Controller，简称 PLC)1，是 1种数字运算操作的电子系统，是在 2O 世纪 6O 年代末面向工业环境由美国科学家首先研制成功的。它采用可编程序的存储器，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指令，并通过数字的、模拟的输入和输
