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1、 摘 要 粉煤灰螺旋送料控制系统设计，是我们根据搅拌站在工作过程中，螺旋输送机工作情况来设计的一套系统。在混凝土搅拌站中所使用的粉煤灰是由螺旋输送机来输送的，通过控制螺旋叶片的旋转、停止，达到对粉状物料上料的控制。因此我们在设计程序、选择电气元件中将做多方面的考虑。电机的大小、电器控制系统元件的大小、哪怕是开关都将直接影响搅拌站的工作进程。机械的心脏。电器系统我们采用PLC智能控制。这种控制方法主要的目的是使粉煤灰输送的控制发放简化，工作稳定，使生产成本降低。此次课程设计主要是围绕HZS180型搅拌站LS粉煤灰螺旋输送机送料控制系统的电路设计来进行的。关键词：螺旋送料机；电气元件；电动机4第1
2、章 引言目 录第1章 引言4第2章 螺旋送料机52.1螺旋送料机产品概述52.1.1 螺旋送料机作用52.1.2 螺旋送料机结构特点52.1.3螺旋送料机工作原理62.2螺旋送料器启动原理62.3 PLC基本组成及工作原理82.3.1 PLC的基本结构82.3.2 PLC工作原理8第3章 元器件选型93.1 三相异步电动机的选型93.1.1 电动机容量的选择93.1.2 电动机种类的选择103.1.3 电动机结构型式的选择103.1.4 电动机额定电压的选择103.1.5 电动机额定转速的选择103.1.6 电动机功率计算113.3 交流接触器选型123.4 断路器选型133.5 热继电器选型
3、143.5.1 热继电器作用143.5.2 类型选择143.5.3热继电器额定电流选择15第4章 电气接线图16总 结17致 谢18参考文献19第1章 引言 随着我国经济建设的飞速发展，工程机械行业也发展起来,混凝土拌站如雨后春笋般纷纷建立起来,而对混凝土搅拌站的控制技术要求也越来越高工程机械的性能、自动化程度与经济性直接影响到施工工艺的好坏，而工程机械的电气与电子控制系统的质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率、及使用寿命。电气与电子控制系统已经成为现代工程机械的重要组成部分，同时也是评价现代工程机械技术水平高低的一个重要依据。随着对产品性能要求的不
4、断提高，电子控制系统在工程机械中所占比重越来越大，功能越来越强，控制系统的复杂程度及智能化水平也越来越高。三一牌商品混凝土搅拌站外观设计新颖，国内首创主楼箱式除尘系统，完美地解决了除尘和搅拌主机内负压的问题；根据流体力学与摩擦学成果研制开发的双卧轴搅拌机，性能稳定，可靠性高；采用可编程控制器自动控制，利用工控机实现管理功能，用双显示屏同时显示动态模拟和数据管理,主要型号有：HZS60、HZS90、HZS120、HZS180、HZS240、HZS360。在混凝土搅拌站中输送系统主要包括骨料输送和粉料的输送，下面我们针对HZS180粉煤灰螺旋送料控制系统进行分析。第2章 螺旋送料机2.1螺旋送料机
5、产品概述2.1.1 螺旋送料机作用螺旋送料机俗称绞龙，螺旋送料机是一种利用螺旋叶片的旋转,推动散料延着料槽向前运动的输送设备,适宜于输送粉状,颗粒状和小块物料,它的结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等作业。通过装卸闸门可调节物料流量。但不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的及大块的物料。输送过程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨损。单位功率较大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋与料槽间有适当的间隙。图2.1 螺旋送料机结构图2.1.2 螺旋送料机结构特点1 、螺旋轴与吊轴承
6、、头、尾轴联接均采用嵌入舌式，安装、拆卸不需轴向移动，维修方便。芯轴长、吊挂少，故障点少 ； 2 、采用变径结构，增大吊轴承处容积，避免吊轴承与物料接触，吊轴承寿命可达两年以上； 3 、各传动部位均采用浮动连接方式，吊轴承为万向节结构，使螺旋体，吊轴承和尾部总成形成一个整体旋浮体，在一定范围内可随输送阻力自由旋转避让，不卡料，不堵料； 4 、头尾轴承座均在壳体外，所有轴承采用多层密封和配合密封技术。2.1.3螺旋送料机工作原理物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘
7、故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。2.2螺旋送料器启动原理将断路器QF6调至ON状态，当按下按钮开关S37时，输入信号I12.5给PLC，PLC通过程序内部运行，输出Q8.6,接通粉煤灰螺旋送料器电源后，使KM6接触器线圈得电，KM6主电路接通，电机启动；松开按钮开关S37时，KM6接触器线圈失电，KM6主电路断开，电机停止运行。图2.2 电动机启动电路图 图2.3 PLC控制原理图图2.4 PLC控制原理图2.3 PLC基本组成及工作原理2.3.1 PLC的基本结构图 2.3 PLC基本结构2.3.2 PLC工作原理PLC采用“顺序扫描，不断循环
8、”的工作方式；1每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新。2输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。3一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。4元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化。5扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数，现在的PLC扫描速度都是非常快。第3章 元器件选型第3章 元器件选型 图3.1 三相异步电机 3.1 三相异步电动机的选型3.1.1 电动机容量的选择1)电动机的起动转矩应大于生产机械的负载转矩；2)电动
9、机在运行时温升不超过其容许值；3)电动机应具有一定的过载能力。即电动机的最大转矩必须大于生产机械的最大转矩，以保证在短时过载情况下能继续运行。9第3章 元器件选型3.1.2 电动机种类的选择对调速，启动性能要求不高的一般生产机械中，如机床、水泵、通风机、家用电器等，应优先采用笼型异步电动机。在启、制动频繁且启动转矩较大，并要求有一定调速的生产机械， 如起重机、提升机等，可采用绕线式异步电动机。3.1.3 电动机结构型式的选择电动机的安装型式有卧式和立式两种。一般情况下用卧式，特殊情况用立式。3.1.4 电动机额定电压的选择电动机额定电压选择的原则应与供电电网或电源电压一致。一般工厂企业低压电网
10、为380V。中小型异步电动机都是低压的，额定电压为380/220V（Y/接法），或220/380V（/Y接法）及380/660 V（/Y接法）三种。一般情况下，电动机额定功率100kW，选用380V； 电动机的外壳防护形式有开启式、防护式、封闭式及防爆式几种。由于水泥螺旋输送机的工作环境是常温,有灰尘，选择封闭式。3.1.5 电动机额定转速的选择对于经常启动、制动和反转的生产机械，选择额定转速时则应主要考虑缩短启、制动时间以提高生产效率。启、制动时间的长、短主要取决于电动机的飞轮矩和额定转速，应选择较小的飞轮矩和额定转速。103.1.6 电动机功率计算螺旋给料机的功率主要取决于被输送物料的特性
11、、给料机的长度和速度，其值等于在规定的速度下移动物料所需功率和克服给料机运动部件摩擦阻力所需功率的总和，即P =Pm +Pf （3.1）式中：P给料机所需的总功率，W；Pm在规定速度下给料机移动物料所需的功率，W；P f给料机克服运动部件摩擦阻力所需的功率，W。克服摩擦的功率Pf 与给料机长度及直径以及螺旋轴的转速有关，其值可用下面的经验公式求得：Pf =75.7LND1.7 （3.2）式中：L给料机的长度，m。在规定的速度下移动物料所需的功率Pm 可用下列经验公式求得：Pm=FsFmQmgL （3.3）式中：Fs螺旋形式系数：标准螺旋叶片值为1，装载率为45%时锯齿或带状螺旋叶片值为1.2，
12、装载率为45%时折角螺旋叶片值为1.7，每个螺距带一个混合桨的螺旋叶片值为1.3，每个螺距带2 个混合桨的螺旋叶片值为1.6；Fm 物料系数：干锯木屑1.4，3.0，煤2.0；g重力加速度。此外，在一般工程实践中要考虑超载的可能和传动效率的影响，因此，电机功率的最终大小应由下式来表示：P=（Pm+ Pf）F0 /# （3.4）式中：F0超载系数，一般为1.11.2；#传动效率，一般为0.850.95。 根据上述原则与计算，选用HZS180搅拌站粉煤灰送料机的电机选择输入电压为380V的低压中型电动机,采用绕线转子的卧式电动机.它的额定功率为15KW ，采用额定电压为380V。电流计算公式：I=
13、P/1.732Ucos （3.5）cos不是定值，与负荷率，负荷率越高，定值越大，在不清楚时，以0.8计算。算出额定电流I的值，然后根据电流I 查电气手册选取与电流值相匹配的其它电气元件。同时注意匹配电气元件的额定电压。113.3 交流接触器选型此类负载下接触器的接通电流与分断电流均为2.5倍电动机的额定电流Ie。即AC2使用类别，一般选用转动式交流接触器较合适。因为其电寿命比直动式的高，而且便于维修。选用时可按电动机额定电流查表即可。（注意：每小时操作循环次数较高的场合，不宜选用CJ12B）。也可选用直动式交流接触器，但其电寿命不如转动式。AC3电寿命为 120万的直动式接触器，在AC2使用
14、，其电寿命约为十万次左右。主触头额定电流由下面经验公式计算：Imc=PN X 10³； -KUN （3.6）式中 Imc 主触头额定电流，A； PN 被控制的电动机额定功率，KW； K 常数，一般取11.4； UN 电动机的额定电压，V。实际选择时，接触器的主触头额定电流大于上式计算值。图3.2 交流接触器123.4 断路器选型低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作。 断路器的选用 ：额定电流在
