煤料皮带运输中部采样系统设计.doc

1、摘要我国是个用煤大国，随着经济和国力的迅速发展，对能源的需求不断的提高。煤炭的使用量也水涨船高。我国煤炭的质量是参差不齐的，不同质量的煤，价格也是差异很大的。所以本次毕业设计是面向煤料采样进行设计的，使用电控系统对煤料进行自动化采样，用以取代人工采样，弥补人工采样的不足。设计中主要使用了西门子s7-300PLC，对设备进行控制。PLC控制现在在工业上也使用的频繁，其有许多的优点，可以适应不同的工作环境，工作要求，使用方便。次设计具有手动/自动，本地/远程，联动/解锁模式。 本次设计仍有许多的不足，在通讯，仿真等方面做的不够，采样也没能实现现场的分析，处理。关键词： PLC，采样1Abstrac

2、tIn the world, a few of the countries with coal as an important energy sources in China in which 75% of energy production and consumption in China and coal related and can not be separated from the coal in the short term. With the rapid development of economy, the demand of coal is more and more lar

3、ge, and the quality requirement of coal is increased, so the application of the belt sampling system in power plant is increased. The main use of coal conveying device in belt belt head or central coal sampling system, used for sampling and sample preparation.Due to the rapid development of computer

4、, microprocessor and digital technology, PLC is becoming more and more popular in industrial control, PLC is widely used, easy to use and powerful. PLC control of coal sampling system has the advantages of high reliability and strong anti-interference ability. Sampling process using PLC control, wit

5、h manual and automatic control of the two different models, but also with the upper computer network control.In the coal belt conveyor central sampling system design, mainly to S7-300PLC based, used to control the sampling system.目 录摘要1ABSTRACT21控制系统概述31.1设计内容31.1.1设计内容31.2系统的组成31.3系统控制原理61.4系统工作流程7

6、2 PLC简介与选型102.1 PLC技术及产生102.1.1 PLC的结构102.3 PLC的选型103系统的软件设计143.1PLC软件设计要求143.2接线图143.3符号表193.4梯形图20参考文献33161控制系统概述1.1设计内容331.1.1设计内容煤料皮带运输中部采样系统设计中，主要应用了PLC，控制技术等相关的知识。本次设计需要实现在运行中的皮带上进行自动化采样，要实现以下几个控制功能：1手动控制，用于维修，调试。2自动控制模式，实现自启动，进行自动化采样。3远程控制功能，实现远程控制启动停止。4联动模式，皮带启动时，系统也定时启动。5自动化程度高，大大的减少人力的使用。6

7、系统安全，可靠，可以进行长时间的工作。7设计紧凑，所占空间小。8每个控制模式都能做到急停控制。9 控制方便，便于操作人员进行控制。1.2系统的组成 本次设计的采样系统安装在皮带中部，对皮带上是煤料进行直接采样。系统主要由采样机器，粉碎机器，输送机器和收集装置组成。采样机器有一级采样机，二级采样机。输送机器有一级给料机，二级给料机，弃料提升机。其他辅助设备有管道，推杆等。系统结构选用封闭式的，充分的保护了样品是状态，为之后的检测分析提供了科学的依据。机器的选用也充分的考虑现实生产条件，减少了系统的故障率，提高了系统稳定性。图1-1 系统组成图1） 一级采样机设计选用的一级采样机主要组成有采样头，

8、电机，机架，位置开关，机罩等，如图1-2： 图 1-2 一级采样机 2）粉碎机粉碎机主要由锤头，电动机，滚筒，外罩，调节器等组成，如图1-3： 图1-3 破碎机3）:一级给料机一级给料机主要由电机，滚筒，皮带，机器外罩等组成，如图1-4：图1-4初级给料机4）二级给料机二级给料机的结构与一级给料机相差不大，但其尺寸更小，在其组成中还包含进行筛分的机构，对粉碎后的煤料进行筛分，将符合采样标准的样品筛分出，进行储存。5）收集装置本次选用是是八罐的样品储存罐，收集装置由电机，罐体，位置开关，限位装置，上盖板组成。收集装置采用密封式的，使样品水分等要素不发生变化，以保证样品的质量，装置如图1-5：图1

9、-5 收集器6）弃料提升机 弃料提升机主要由电机，提升斗，提升机外罩，提升皮带等组成。弃料提升机的密封性好，不会出现撒料，堵料等现象，对环境的影响小。1.3系统控制原理此次设计的采样电控系统，由选用的西门子300PLC进行控制动作，以完成所需求的控制要求。控制方式中包括手动控制模式，自动控制模式，远程控制模式，本地控制模式，联动模式，解锁模式。手动控制模式用设备是维修，调试等个别人工需求和升级需求。自动控制模式用于设备的自动启动与停止，在自动模式下，系统设备将依次启动停止。当人员按下启动按钮时，间隔5秒后启动弃料电机，弃料电机启动10秒后启动二级给料机，再次间隔10秒后，启动收集装置，等收集装

10、置启动后15秒后，启动粉碎机，之后等待10秒，启动一级给料机，10秒后，启动一级采样机，之后系统启动完成。当有人员按下停止按钮或采样到达所设定的时间时，系统启动停止程序，按照启动时相反的顺序进行停止。当接收到停止信号是，首先停止一级采样机，等待15秒后，停止一级给料机，间隔15秒时，停止粉碎机，再次间隔15秒，停止二级给料机，等待15秒后，停止弃料提升机，系统停止。设计的系统的模式具有互锁功能，使系统不会发生干扰。1.4系统工作流程图1-6 PLC控制启动流程图图1-7 PLC控制停止流程图2.手动控制方式手动控制方式时，在操作箱内，进行单机操作，当第一次按下按钮时，启动一级采样机，第二次按下

11、时，启动一级给料机，停止一级采样机，第三按下时，启动粉碎机，停止一级给料机，第四次按下时，启动二级给料机，停止粉碎机，第五次按下时，启动弃料提升机，停止二级给料机，第六次按下时，所有机器的电机停止。 第2章2 PLC简介与选型2.1 PLC技术及产生2.1.1 PLC的结构设计选用的西门子的PLC，其主要结构包括有：CPU处理器，程序存储器，输入输出模块，驱动模块，电源模块，组成如图2-1： 图2-1 西门子PLC结构组成2.3 PLC的选型在PLC的选用上，考虑到今后的升级与维护，对输入输出端口的需求量（输入需要24个接点，输出需要13个接点），综合考虑本次设计，选用s7-300plc供此次

12、设计使用。（1）西门子300 PLC简介300系列的产品采用的是模块化的设计，使用人员可以根据个人设计的实际需求进行个性化的选择，可以满足不同场合下的应用，模块化的设计同时方便的用户的设计，维修和安装，如图2-2，是300PLC的集成图图2-2 300PLC集成图（2）300PLC电源选型图2-3 300PLC电源本次设计选用的电源模块是PS307电源模块，选用次电源对CPU，I/O模块，检测开关等敏感元件进行供电。所选的电源模块可以将220V电压，转换成24V电压。（3）300PLCCPU选型 图2-4 300PLCCPU 所选的PLC的CPU为标准型，型号为CPU315-2DP，其功能参数

13、如表2-5：表2-5 CPU参数（4）信号模块选型设计选用了两个数字量输入SM321与两个数字量输出SM322模块，关于其具体的参数数据如下表2-6，2-7：表2-6 SM321输入模块 表2-7 SM322输出模块 第3章 第3章3系统的软件设计3.1PLC软件设计要求此次设计的电控系统，不仅要实现自动化控制，还需要具有手动，远程等操控手段。手动控制时，要求在控制柜中进行操作，按下按钮时启动相应的电机，用以调试编程与维修操作。自动控制时设备按照预先设定的程序进行顺序启动，顺序停止。 1.联锁模式实现皮带启动时，系统也随之其的启动，减少启动操作。2.手动模式需要将开关打在手动放向，才可以进行手

14、动操作，手动操作时，与自动运行互锁，两者互不干扰。手动时，按下按钮设备逐一启动，即初级采机初级给料机次级给料机 破碎机样品收集器斗式提升机。3. 自动控制时，控制开关需打到自动挡，之后才可进行自动化操作。自动模式下，电机启动按从后往前的顺序启动，停止时按照从前往后的顺序停止。4. 自动模式下当接收到停止或设定采样时间到达后，系统逐一停止电机。3.2接线图本次设计的图有电机配电图，PLC端子接线图。端子接线图主要包括两个SM321输入模块与两个SM322输出模块的接线图。设计采用三相四线电对所需电机进行供电。图3-1 配电图1图3-2 配电图2 图3-3 sn321模块1图3-4 sm321模块2图3-5 sm322模块1图3-6 sm322模块23.3符号表表3-7系统符