對輥式破碎機控制系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、河北理工大學輕工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第58頁 共 58頁0 緒論隨著我國煤炭、礦山、建筑等行業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，破碎機呈現(xiàn)出種類、數(shù)目不斷增多，機型不斷豐富的局面。隨著各行業(yè)對破碎機產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對破碎機技術(shù)提出了更高的要求，特別是對輥式破碎機提出了更新更高的要求。在當前各種多功能全自動破碎機逐漸進入各企業(yè)的情況下，人們有必要對國產(chǎn)破碎機的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展作進一步研究。對輥式破碎機適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細碎作業(yè)。對輥式破碎機兩路齒輥由油泵潤滑，物料進入破碎機后靠輥子的擠軋和磨剪力進行破碎，其結(jié)構(gòu)

2、簡單、緊湊、輕便、工作可靠、破碎能力大。對輥式破碎機齒形優(yōu)化設(shè)計，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻，將其應(yīng)用在大塊物料破碎至小塊物料，是其他破碎機所望塵莫及的。本課題將選用西門子的s7-300 plc程序，根據(jù)控制要求設(shè)計出對輥式破碎機的控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)應(yīng)該有硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。1 國產(chǎn)破碎機的背景1.1 國產(chǎn)破碎機的發(fā)展1.在質(zhì)量方面，由于破碎機是機械中較為復(fù)雜的機械，它包羅了機、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，而目前國內(nèi)破碎機制造廠無論是產(chǎn)品的最初設(shè)計水平，還是后來的加工與裝配水平，都與國外同行有著十幾年的差距，無法生產(chǎn)出真正有競爭力的產(chǎn)品。2.在適應(yīng)性方面，國產(chǎn)自動破碎機的功能比

3、較單一，適應(yīng)面也比較窄，對待裝破碎機的形狀與體積等均有較嚴格的規(guī)定，一般只適用于一二種破碎機，而國內(nèi)同一破碎機生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的破碎機規(guī)格各不相同，產(chǎn)量也不同，這就給相關(guān)工作帶來一定的困難。而國外破碎機生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問題，他們所生產(chǎn)的設(shè)備功能更加靈活多變，適用范圍也更廣。3.在運行可靠性方面，進口自動也要高出國產(chǎn)一截，部分國產(chǎn)破碎機的故障率較高。因此，許多破碎機生產(chǎn)企業(yè)不得不購買多臺國產(chǎn)自動，以防因維修機器而影響正常生產(chǎn)。4.在工作效率方面，由于國產(chǎn)破碎機的運行速度大多在中低檔水平，且自動化程度一般，其生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國外同類產(chǎn)品，這樣就等于無形中增加了企業(yè)的成本，

4、降低了企業(yè)的利潤，造成了極大的浪費?？傊?，目前國產(chǎn)破碎機存在著適應(yīng)物種類單一、紙盒尺寸的變化范圍小、生產(chǎn)速度普遍停留在中低速水平等不完善之處。1.2國產(chǎn)破碎機所存在的問題1.破碎機的研制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要有雄厚的技術(shù)力量、精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國在這方面的投入甚少，行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究經(jīng)費的投入比例嚴重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入資金進行基礎(chǔ)研究?？梢哉f，破碎機的研發(fā)力量薄弱與經(jīng)費嚴重不足造成其技術(shù)含量低下，無法與國外同類產(chǎn)品競爭，且只能靠低價維持其市場競爭力，無法長期占領(lǐng)市場的現(xiàn)狀。2.在行業(yè)中，破碎機低水平重復(fù)太多，應(yīng)變能力不強，國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)

5、模都很小，且大多生產(chǎn)同種類型的設(shè)備，在市場上進行低價惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動，又無法及時轉(zhuǎn)型，從而極易被市場所淘汰。1.3 破碎機的發(fā)展趨勢人機工程學屬于一種綜合性的邊緣學科，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計中，使產(chǎn)品設(shè)計更注重人的因素，它的最終目的是達到“人產(chǎn)品環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。那么破碎機設(shè)備作為一種為了降低人的勞動強度的產(chǎn)品來說更應(yīng)該考慮人的因素，且應(yīng)該將這種觀念貫穿于機械設(shè)計的每一個細節(jié)，如操作臺面的高低、操作程序的合理化、操作界面的視覺效果（視疲勞的產(chǎn)生程度）、操作的安全性、維修的方便性、調(diào)整的方便性等。制料廠家由于各種因素對破碎機更新?lián)Q代比較頻繁，那么一種型號的設(shè)備就不能只用于一種產(chǎn)

6、品的。由于不同破碎機的態(tài)、特性，即使工藝相同，也會涉及到模具不同、加料方式不同等問題?，F(xiàn)今市場上的破碎機設(shè)備兼容性較小，適用也不廣泛，一般為一對一的，既使可以包不同的破碎機，更換模具也不是很方便。如果把工序相同或類似的機械做成一種或幾種標準設(shè)備，需要更換的部位做成能獨立運行的基本單元體，通過接口相連實現(xiàn)和主機的連機，使其和主機成為一個共同體（類似積木的形式，可以根據(jù)要求進行組合），在實際應(yīng)用中根據(jù)自己的需要對基本單元體進行自行組合就行了。如果能實現(xiàn)這種設(shè)計，既方便操作者更換模具，又可以極大的減少浪費，同時增大了機器的靈活性和適用性。1.4 實現(xiàn)自動化自動化已成為一種必然的趨勢，而且我們也正朝著

7、這個方向努力。但現(xiàn)在的自動化只能說是相對的，要實現(xiàn)真正的自動化我們的路還很長，會碰到諸如檢測、自動調(diào)整等一系列問題。對形態(tài)各異、物理特性各不相同的破碎機在檢測過程中所碰到的問題會更多，而檢測之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對控制系統(tǒng)的要求也不會就停。留在當前的程度上。這需要電子行業(yè)和行業(yè)的共同努力，需要醫(yī)料機械能夠?qū)⑿碌碾娮蛹夹g(shù)及時的應(yīng)用到實踐中來，需要兩個行業(yè)的共同探索。有些制料機械企業(yè)已經(jīng)開始用伺服電機控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傳動系統(tǒng)，這種替代就是對傳統(tǒng)框框的一種改革和突破。用伺服系統(tǒng)控制的傳動系統(tǒng)即可以通過程序的編寫來控制整個動作的同步問題，又可以消除傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)容易形成積累誤差的缺點，在調(diào)試的過程還可以對

8、每個動作單獨控制，也節(jié)省了調(diào)試所形成的浪費。在自動化的設(shè)計中我們強調(diào)“模塊化”設(shè)計，將相關(guān)動作分解開來，由系統(tǒng)獨立控制，并可方便地實現(xiàn)整體控制，實際上是增加了機械運行和調(diào)節(jié)的靈活性，提高了自動化。在對醫(yī)療機械進行自動化上，我們對自動化定義越來越廣，越來越細，研究的也越來越深，從一種機械自動化上升到整個車間的自動化，從的一部分工序到整個過程，整條生產(chǎn)線及整個車間的設(shè)計將成為一種必然的趨勢。整體自動化車間的設(shè)計，實際上是對破碎機提供一套完整的解決方案，是對自動化一種全新的飛躍，隨著這種趨勢的發(fā)展，工業(yè)也會加入其中，發(fā)揮它強大的功能。從綠色設(shè)計的角度看待機械，我們需要改進的地方還很多。泡罩采用的無邊

9、沖裁，就是成功的典型一例，它既是破碎機廠家的節(jié)約之舉，也是社會資源的節(jié)約，同時還減少了環(huán)境污染。剛剛修訂過的固體環(huán)境污染防治法草案,草案的實施對過度問題提出了具體的限制，雖然仍不完善，但這說明國家已經(jīng)將所引起的環(huán)境問題提到日程上來了。據(jù)統(tǒng)計，垃圾已經(jīng)占到生活垃圾的30%，而這些垃圾絕大部分都是過度。順著這個思路思考一下醫(yī)料機械的整體狀況，就會發(fā)現(xiàn)我們距離“綠色”有多遠。我們應(yīng)當遵守這樣一條原則：減少一切可以避免的，一切廢品都是浪費，都可能對環(huán)境造成污染。在這條原則的下，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及原材料等方面來考慮我們的機械。2 可編程控制器plc原理及選型2.1 plc發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中

10、，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國gm（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱programmable controller（pc）。 個人計算機（簡稱pc）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為programmable logic controller（plc）。上世紀80年代至9

11、0年代中期，是plc發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，plc在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，plc逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。 plc具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。plc在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。2.2 plc 的應(yīng)用現(xiàn)狀自20 世紀60 年代中期以來plc 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用, 尤其近20 年來計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展, 不斷成倍擴大的功能和成倍降低的價格, 使plc、

12、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足進步, 也使plc 的廣泛應(yīng)用成為可能。下面通過兩組數(shù)據(jù)(引自工控網(wǎng)) 說明plc 的應(yīng)用現(xiàn)狀。plc 在冶金行業(yè)的市場將持續(xù)增加2003 年中國的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長, 工業(yè)產(chǎn)值同比增長在12% 以上, 而且中國的最大鋼鐵出口對象美國在2003 年下半年取消了鋼鐵附加稅, 中國鋼材對其出口也將迅速回升。這些有利因素刺激了中國冶金行業(yè)的投資。據(jù)調(diào)查, 中國冶金行業(yè)對設(shè)備的投資同比增長接近50%。冶金設(shè)備的大量增長帶動了plc 在該行業(yè)的增長, 2003 年plc 在冶金行業(yè)的市場達到216 億元, 2004 年有望達到3 億元。plc 在紡織行業(yè)的應(yīng)用分析。

13、在中國, plc 在紡織機械上的運用已經(jīng)有17 年的歷史了, 從最早的進口合成纖維生產(chǎn)設(shè)備到目前的中小型紡機, plc 無處不在。占各類紡織機械60% 以上的織機平均每臺帶有一個小型的plc, 主要用于檢測、報警、速度控制和機器啟?？刂?。紡機的比例在紡織機械中不到5% , 卻用到更多的plc, 單臺紡紗機最多用到17臺plc, 主要是60個io點以下的微型產(chǎn)品。梳棉機也用微小型plc 控制。其它各類紡織機械基本上都采用plc 控制, 只有一些相對簡單的設(shè)備采用單片機或者其它控制方式。紡織機械的輔助設(shè)備也主要由plc 控制, 如循環(huán)水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蒸氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、線等。實際上plc 在

14、中國的應(yīng)用已分布到各行各業(yè), 根據(jù)工控網(wǎng)的調(diào)查, 2003 年中國控制類產(chǎn)品市場plc的占有率已超過50% , 而且保持著10% 15%的發(fā)展速度。2.3 plc 控制系統(tǒng)的發(fā)展前景現(xiàn)在,雖然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的 dcs 和 fcs 控制系統(tǒng), plc 控制也終將會被先進的 fcs 控制所取代,但是目前以及今后相當長的一段時間, plc 還會與 dcs 和 fcs 共存,這主要基于以下原因:(1) 現(xiàn)在企業(yè)的確正在朝著自動化、信息化、開放化的方向發(fā)展,但這并不意味著要將現(xiàn)有控制系統(tǒng)推倒重來。企業(yè)投入大量的人力和財力建立起來的 plc 控制系統(tǒng)已經(jīng)成型,如果要完全推翻再建立新的 dcs 或 fc

15、s 控制系統(tǒng),需要更大的資金投入,將造成很大的浪費。(2) 基于以上市場需求,許多軟件廠商(例如: 華富惠通軟件公司) 正在考慮如何利用企業(yè)已經(jīng)成型的控制系統(tǒng)及新建的廠級網(wǎng)絡(luò),開發(fā)控制系統(tǒng)軟件,幫助企業(yè)實現(xiàn)工廠自動化、信息化,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網(wǎng)絡(luò)的集成。(3) 目前, plc 的功能增強、結(jié)構(gòu)優(yōu)化, io 模塊趨向分散化、智能化,編程工具和編程語言更具標準化和高級化。(4) plc 的聯(lián)網(wǎng)通信能力增強, 向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開放式的通信發(fā)展。(5) 現(xiàn)在的 plc 系統(tǒng)與 dcs 技術(shù)、現(xiàn)場總線io技術(shù)相結(jié)合,結(jié)構(gòu)開放、擴展方便、技術(shù)先進、價格低廉。由以上分析可以預(yù)見

16、,未來 plc 將朝著多功能化、集成化、智能化、標準化、開放化的方向發(fā)展,故 plc 雖然面臨其它自動化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn),但同時也在吸收它們的優(yōu)點, 互相融合,不斷創(chuàng)新,在今后一段時間內(nèi)將與其它先進控制方式并存,共同發(fā)展。2.4可編程序控制器plc的分類plc產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對plc的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和i/o點數(shù)的多少等進行大致分類。（1） 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)plc的結(jié)構(gòu)形式，可將plc分為整體式和模塊式兩類。1.整體式 plc 整體式plc是將電源、cpu、i/o接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。小型plc一般

17、采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式plc由不同i/o點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成?；締卧獌?nèi)有cpu、i/o接口、與i/o擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或eprom寫入器相連的接口等。擴展單元內(nèi)只有i/o和電源等，沒有cpu?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式plc一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。2.模塊式plc 模塊式plc是將plc各組成部分，分別做成若干個單獨的模塊，如cpu模塊、i/o模塊、電源模塊（有的含在cpu模塊中）以及各種功能模塊。模塊式plc由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式plc

18、的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型plc一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些plc將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式plc。疊裝式plc其cpu、電源、i/o接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。（2） 按功能分類根據(jù)plc所具有的功能不同，可將plc分為低檔、中檔、高檔三類。1.低檔plc 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量

19、控制的單機控制系統(tǒng)。2.中檔plc 除具有低檔plc的功能外，還具有較強的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程i/o、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、pid控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。3.高檔plc 除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。高檔plc機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。（3） 按i/o點數(shù)分類根據(jù)plc的i/o點數(shù)的多少，可將plc分為小型、中型和大型三類。1.小型plci/o點數(shù)小于256點；單cpu

20、、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4k字以下。2. 中型plci/o點數(shù)2562048點；雙cpu，用戶存儲器容量28k。 3.大型plci/o點數(shù) 2048點；多cpu，16位、32位處理器，用戶存儲器容量816k。2.5 plc的選型方法在plc系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是plc工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。plc及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用plc應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，plc的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、

21、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定plc的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的plc和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。2.5.1 plc電源的選擇plc的供電電源，除了引進設(shè)備時同時引進plc應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外，一般plc的供電電源應(yīng)設(shè)計選用220vac電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果plc本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源

22、。為防止外部高壓電源因誤操作而引入plc，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。plc按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按cpu字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型plc的i/o點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型plc提供多種i/o卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的i/o點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。2.5.2 輸入輸出（i/o）點數(shù)的估算i/o點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點

23、數(shù)，再增加10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商plc的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。2.5.3 輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致?？筛鶕?jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制

24、水平和降低應(yīng)用成本?？紤]是否需要擴展機架或遠程i/o機架等。2.5.4 存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量i/o點數(shù)的1015倍，加上模擬i/o點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。2.

25、5.5 存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應(yīng)用項目的正常投運，一般要求plc的存儲器容量，按256個i/o點至少選8k存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。3 西門子step7軟件介紹3.1西門子step7的概述step7是用于simatic可編程控制器組態(tài)和編程的標準軟件包，其用戶接口是基于當前最新水平的人機控制工程設(shè)計，可以輕松方便的使用。step7編程軟件適用于simatics7、m7、c7和基于pc的winac，是供其編程、監(jiān)控和藏書設(shè)置的標準工具。step7是一個強大的工程工具，用于整個項目流程設(shè)置。從項目實施的計劃

26、配置、實施模塊測試、繼承測試調(diào)試到運行維護階段，都需要不同功能的工程工具。step7工程工具包含了整個羨慕流程的各種功能要求：cad/cae支持、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、仿真、過程診斷等。3.2 step7的構(gòu)成組件step7不是一個單一的應(yīng)用程序，而是有一系列應(yīng)用程序工具構(gòu)成的軟件包。step7主要包括以下組件：simatic管理器，程序編輯器，符號編輯器，硬件組態(tài)，硬件診斷，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。simatic管理器：在simatic管理器simatic manager環(huán)境中進行項目的編程和組態(tài)，每個操作所需的工具均由simatic manager自動運行，因此不需要用戶分別啟動各個不同的工具。對于用戶來

27、說，simatic manager提供了step7標準軟件包的集成，統(tǒng)一的界面。simatic manager中可以同時打開多個項目，每個項目的視圖由兩部分組成。左視圖顯示整個項目的層次結(jié)構(gòu)，在右試圖中顯示左視圖當前選中的目錄下的所包含的對象。simatic manager的菜單主要實現(xiàn)以下幾類功能：項目文件的管理；對象的編輯和插入；程序的下載，監(jiān)控，診斷；視圖，窗口排列，環(huán)境設(shè)置選項。硬件組態(tài)：該工具為自動化項目的硬件進行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置?？梢詫lc機架上的硬件進行配置，設(shè)置各種硬件模塊的參數(shù)，例如cpu參數(shù)和分布式i/o參數(shù)等。編程工具：該工具集成了梯形圖lad，語句表stl和功能塊圖fb

28、d三種編程語言的編輯，編譯和調(diào)試功能。符號編輯器：該工具用于創(chuàng)建和管理所有的全局符號。為輸入輸出信號，位存儲和塊設(shè)定符號名和注釋。使用這個工具生成的符號表式全局有效的，可供其他所有工具使用。因而，一個符號的任何改變都能自動被其他工具識別。硬件診斷：該工具可以對plc站的各硬件模塊進行在線診斷，顯示相關(guān)的故障信息和狀態(tài)信息。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)：該工具用于組態(tài)通訊網(wǎng)絡(luò)連接，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個通訊設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。3.3 step7各程序塊的功能在s7用戶程序中有下列幾種類型的塊可以使用:1. 組織塊obob決定用戶程序的結(jié)構(gòu)；2. 系統(tǒng)功能塊(sfb)和系統(tǒng)功能(sfc): sfb和sfc集成

29、在s7cpu中可以用來訪問一些重要的系統(tǒng)功能；3. 功能塊(fb):fb是帶有“存儲區(qū)域”的塊，可以自己編程這個存儲區(qū)域；4. 功能(fc):fc中是經(jīng)常使用的功能的程序；5. 背景數(shù)據(jù)塊(背景db):當一個fb/sfb被調(diào)用時，背景db與該塊相關(guān)聯(lián)，它們可以在編譯過程中自動生成；6. 數(shù)據(jù)塊(db): db是用于存儲用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，除了指定一個功能塊的數(shù)據(jù)， 還可以定義可以被任何塊使用的共享數(shù)據(jù)。1、組織塊及其優(yōu)先級組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。它有操作系統(tǒng)調(diào)用并控制循環(huán)和中斷驅(qū)動的程序的執(zhí)行以及可編程控制器如何啟動。它們還處理對錯誤的響應(yīng)， 通過編程組織塊可指定cpu 的反應(yīng)。組織

30、塊決定各個程序部分執(zhí)行的順序。一個ob的執(zhí)行可以被另一個ob的調(diào)用而中斷。那個ob可以中斷另一個ob由它的優(yōu)先級決定，高優(yōu)先級的ob可以中斷低優(yōu)先級的ob，其中用于全程序循環(huán)的ob1優(yōu)先級最高，背景ob優(yōu)先級最低。部分組織塊的功能簡要說明如下：(1)主程序循環(huán)ob1：在s7-300/400系列的plc中，無論哪種型號的cpu模板都通過ob1來組織，如果全部的用戶程序結(jié)構(gòu)只有1個程序塊，即采用線性編程，那就是ob1,主程序在ob1中執(zhí)行，ob1調(diào)用功能塊fb,系統(tǒng)功能塊sfb或使用功能調(diào)用fc和系統(tǒng)功能調(diào)用sfc的功能。(2)日期時間中斷ob10-ob17:日期時間中斷允許用戶通過step7編程

31、設(shè)定，可在特定日期，時間執(zhí)行中斷操作，也可按照時間間隔周期性的重復(fù)執(zhí)行中斷操作，8個日期時間中斷具有相同的優(yōu)先級，cpu按啟動事件發(fā)生順序進行處理。(3)時間延時中斷ob20-ob23：如果在step7參數(shù)設(shè)定時選中了延時中斷ob項，并在用戶程序中調(diào)用sfc32，設(shè)定延時時間，則當延時時間到時，調(diào)用時間延時中斷。(4) 循環(huán)中斷ob30-ob38：循環(huán)中斷是cpu進入run后按間隔時間循環(huán)觸發(fā)的中斷，因此，用戶定義的間隔時間要大于中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間，啟動循環(huán)中斷，需要在step7參數(shù)設(shè)置時選中循環(huán)中斷參數(shù)塊，并按1ms的整數(shù)倍設(shè)置間隔時間，如果未做間隔時間設(shè)置，cpu則按默認值觸發(fā)循環(huán)中斷

32、。(5)異步故障中斷ob80-ob87:異步故障中斷是由cpu的操作系統(tǒng)檢測到一個異步錯誤時觸發(fā)的中斷，其檢測錯誤類型和調(diào)用中斷號如下：ob80:時間錯誤中斷，如設(shè)置循環(huán)間隔時間太??；ob81：診斷中斷，如診斷出電池故障；ob82:診斷中斷，如診斷出i/o模板中某個通道短路；ob83:插入/移走模板中斷，如plc系統(tǒng)運行中被移走了一個輸出模板；ob84:cpu硬件錯誤，如mpi網(wǎng)絡(luò)接口錯誤；ob85:優(yōu)先級錯誤，如程序未安排obx組織塊；ob86:機架故障；ob87：通信錯誤，如在全局數(shù)據(jù)通信中有錯誤的標識符。(6)啟動中斷ob100-ob102:如果需要安排初始化操作，或者根據(jù)暖啟動，熱啟動

33、，冷啟動的啟動事件，可在ob100，ob101,ob102中編寫啟動條件，完成plc系統(tǒng)的啟動步驟，plc cpu啟動中斷的觸發(fā)條件為：電源上電；cpu的開關(guān)狀態(tài)從stop撥向run/run-p；從網(wǎng)絡(luò)通信來的啟動請求。2、功能塊(fc)fc是“無存儲區(qū)”的邏輯塊。fc的臨時變量存儲在局域數(shù)據(jù)堆棧中，當fc 執(zhí)行結(jié)束后， 這些數(shù)據(jù)就丟失了。要將這些數(shù)據(jù)永久存儲，fc也可以使用共享數(shù)據(jù)塊。由于fc沒有自己的存儲區(qū)，所以必須為它指定實際參數(shù)，不能為一個fc的局域數(shù)據(jù)分配初始值。3、功能塊(fb)功能塊是具有“存儲功能” 的塊， 用數(shù)據(jù)塊作為功能塊的存儲器。傳遞給功能塊的參數(shù)和靜態(tài)變量存儲在背景塊中

34、。臨時變量存在本地數(shù)據(jù)堆棧中。當功能塊執(zhí)行結(jié)束時， 存在背景塊中的數(shù)據(jù)不會丟失，但存在本地堆棧中的數(shù)據(jù)將丟失。功能塊使得對于經(jīng)常使用的功能、復(fù)雜功能的編程變得容易。4、共享數(shù)據(jù)塊(db)如果某個邏輯塊(fc, fb 或ob)被調(diào)用，則它可以臨時占用局域數(shù)據(jù)區(qū)(l 堆棧)。除了這個局域數(shù)據(jù)區(qū)， 邏輯塊還可以打開一個db形式的存儲區(qū)。與局域數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)不同，在db中的數(shù)據(jù)當db關(guān)閉時，也就是，當相應(yīng)的邏輯塊結(jié)束時，不會被刪除。每個fb,fc或ob可從共享db中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入共享db。當該db 退出時，這些數(shù)據(jù)保持在db中。5、系統(tǒng)功能塊(sfb)和系統(tǒng)功能(sfc)在s7中不需要每個功能

35、都自己編程，s7cpu 為用戶提供了一些己經(jīng)編號的程序塊，這些塊可在用戶程序中進行調(diào)用。（1）系統(tǒng)功能塊(sfb)系統(tǒng)功能塊時集成在s7cpu 中的功能塊。sfb作為操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。與fb相同，sfb也是“具有存儲能力” 的塊。用戶必須為sfb生成背景數(shù)據(jù)塊， 并將其下載到cpu 中作為程序的一部分。s7cpu 提供下列sfb:7. 通過組態(tài)連接用于通訊的目的8. 集成的特殊功能(例如:cpu3141fm上的sfb29hs count)（2）系統(tǒng)功能(sfc) 系統(tǒng)功能時集成在s7cpu中的預(yù)先編號程序并通過測試的功能?？稍诔绦蛑兄苯诱{(diào)用sfc. sfc屬于操作系統(tǒng)的一部分

36、，而不算做用戶程序的一部分。4 misromaster 440 (mm440) 變頻器4.1 mm440通用型變頻器概述micromaster 440 變頻器簡稱mm440 變頻器，是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，本系列有多種型號供用戶選用，很頂轉(zhuǎn)矩（ct）控制方式額定功率范圍從120w 200kw ,可變轉(zhuǎn)矩（vt）控制方式可達到250kw。mm440由微處理器控制，采用具有現(xiàn)代先進技術(shù)水平的絕緣柵雙極晶體管（igbt）作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲，具有全面而完善的保護功能，為變頻器和電動

37、機提供了良好的保護。mm440變頻器具有默認的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動裝置。由于mm440變頻器具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。mm440變頻器既可用于單機驅(qū)動系統(tǒng)，也可集成到自動化系統(tǒng)中。4.2 mm440變頻器的安裝與接線表1 mm440變頻器數(shù)字輸入端子功能說明數(shù)字輸入?yún)?shù)編號出廠設(shè)置功能說明din1p07011接通正轉(zhuǎn)/斷開停車din2p070212接通反轉(zhuǎn)/斷開停車 din3 p0704 15速度選擇1 din4 p0705 15速度選擇2 圖1 mm440變頻器的安裝與接線在變頻器與電動機和

38、電源線連接時必須注意：1.變頻器必須接地。2.在變頻器與電源線連接或更換變頻器的電源線之前，就應(yīng)完成電源線的絕緣測試。3.確信電動機與電源電壓的匹配是正確的。4.不允許把mm440變頻器鏈接到電壓更高的電源上。5.連接同步電動機或并聯(lián)連接幾臺電動機時，變頻器必須在u-f特性下運行。6.電源電纜和電動機電纜與變頻器相應(yīng)的接線端子連接好以后，在接通電源時必須確信變頻器的前蓋已經(jīng)蓋好。7.確信供電電源與變頻器之間已經(jīng)正確接入與其額定電流相應(yīng)的斷路器。4.3 mm440變頻器開關(guān)量輸入功能mm440變頻器包含了6個數(shù)字開關(guān)量的輸入端子，每個端子都有一個對應(yīng)的參數(shù)用來設(shè)定該端子的功能。表2 mm440變

39、頻器開關(guān)量端子輸入說明數(shù)字輸入端子編號參數(shù)編號工廠設(shè)置功能說明din15p07011=1接通正轉(zhuǎn)/斷開停車=2接通反轉(zhuǎn)/斷開停車=3斷開慣性自由停車=4斷開按第二慣性時間快速停車=9故障復(fù)位=10正向電動=11反向電動=12反轉(zhuǎn)（與正轉(zhuǎn)命令配合使用）=13電動電位計升速=14電動電位計降速=15固定頻率直接選擇=16固定頻率選擇+on命令=17固定頻率編碼選擇+on命令=25使能直流制動=29外部故障信號觸發(fā)跳閘=33禁止附加頻率設(shè)定值din26p070212din37p07039din48p070415din516p070515din617p07061599公共端說明：開關(guān)量的輸入邏輯可以通

40、過p0725改變開關(guān)量輸入狀態(tài)由參數(shù)r0722監(jiān)控，開關(guān)閉合時相應(yīng)筆畫點亮。4.4 mm440變頻器的多段速選擇功能多段速功能，也稱作固定頻率，就是設(shè)置參數(shù)p1000=3的條件下，用開關(guān)量端子選擇固定頻率的組合，實現(xiàn)電機多段數(shù)運行，可通過如下3種方式運行實現(xiàn)：直接選擇在這種操作方式下一個數(shù)字輸入選擇一個固定頻率。直接選擇+on命令在這種操作方式下，數(shù)字量輸入既選擇固定頻率，又具備啟動功能。二進制編碼選擇+on命令使用這種方法最多可以選擇15個固定頻率。4.5 mm440變頻器的停車跟制動停車指的是將電機的轉(zhuǎn)速降低到零速的操作，在mm440變頻器支持的停車方式包括：表3 mm440變頻器停車方式

41、說明停車方式功能解釋應(yīng)用場合off1變頻器按照p1121所設(shè)定的斜坡下降時間由全速將為0速一般場合off2變頻器封鎖脈沖輸出，電機慣性滑行狀態(tài)，直至速度為0速設(shè)備需要急停，配合機械抱閘off3變頻器按照p1135所設(shè)定的斜坡下降時間由全速降為0速設(shè)備需要快速停車為了縮短電機減速時間，mm440支持一下兩種制動方式，可以實現(xiàn)將電機快速制動。表4 mm440的兩種制動方式制動方式功能解釋相關(guān)參數(shù)直流制動變頻器向電機定子注入直流p1230=1使能直流制動p1232=直流制動強度p1233=直流制動持續(xù)時間p1234=直流制動的起始頻率能耗制動變頻器通過制動單元和制動電阻，將電機回饋的能量以熱能的形式

42、消耗掉p1237=1-5,能耗制動的停止周期p1240=0,禁止直流電壓控制器，從而防止斜坡下降時間的自動延長5 對輥式破碎機硬件設(shè)計5.1對輥式破碎機簡介對輥式破碎機（對輥式破碎機/雙輥破碎機）適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細碎作業(yè)。主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、輕便、工作可靠、調(diào)整破碎比較方便，無需基礎(chǔ)就能使用。對輥式破碎機其齒形優(yōu)化設(shè)計，拉剪力選擇破碎，高效低耗，出粒均勻，將其應(yīng)用在大塊物料破碎至小塊物料的場合，是其他破碎機所望塵莫及的，形成了高生產(chǎn)率的機理。5.2 對輥式破碎機的主要結(jié)構(gòu)對輥式破碎機主要

43、由機架、機體、對輥部分、傳動部分、動力部分等組成。機架由型鋼焊接而成，主要起支撐作用，所有部件均安裝在機架上。機體由優(yōu)質(zhì)的鑄鐵鑄造而成，是一個上下分體結(jié)構(gòu)，并鑄成封閉式箱體形式，破碎機兩對輥均安裝在箱體內(nèi)，為防止機體磨損，機蓋兩側(cè)安裝有耐磨襯板。動力和傳動部分是由電動機主、被動皮帶輪轉(zhuǎn)動，并通過三角皮帶，將動力傳遞給輥軸旋轉(zhuǎn)，達到破碎的目的。主、附輥軸是由鏈輪和鏈條帶動，形成反向旋轉(zhuǎn)。5.3 對輥式破碎機的控制要求 對輥式破碎機采用兩組單獨傳動的輥子，由電動機通過三角皮帶帶動兩輥子相對旋轉(zhuǎn)而形成“v”型破碎腔（對輥部分是破碎機執(zhí)行破碎的主要部件，它由45#鑄鋼澆鑄而成，鑲在主、附軸上），啟動破

44、碎機后，有油泵運行給兩輥上油潤滑，當兩對輥相向旋轉(zhuǎn)時，物料從料斗定量給入，切向進入對輥中間，由于對輥的調(diào)整系統(tǒng)的強度遠大于物料，物料被破碎，被擠碎的物料隨著對輥的旋轉(zhuǎn)逐漸達到最小粒度后，進入機器的底部出料斗內(nèi)，并隨著有斜度的料槽流出機器，破碎過程完成。本控制系統(tǒng)要求不僅是能本地控制破碎機運行，而且能夠通過遠程plc進行控制。5.4 對輥式破碎機的控制過程5.4.1 對輥式破碎機的控制模式本控制系統(tǒng)有兩種控制模式：就地控制跟遠程集中控制。1.將就地/遠程旋鈕切換到就地，系統(tǒng)進入就地手動狀態(tài)。在就地手動狀態(tài)下，可以獨立的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動主電機，停止按鈕或禁啟按鈕均可以停止主電機的運行；也可以通過油泵

45、啟和油泵停按鈕獨立的啟/停油泵。2.將就地/遠程旋鈕切換到遠程，系統(tǒng)進入遠程自動狀態(tài)。在遠程自動狀態(tài)下，主電機和油泵電機的運行亦是受plc控制的，但是plc是受遠程控制的。只要在遠程控制的無源接口處保持閉合，plc就會啟動設(shè)備并一直保持運行知道該信號消失（即觸電斷開）。5.4.2 plc現(xiàn)場控制箱的指示按鈕在plc遠程控制箱上有如下按鈕指示燈：1.禁啟按鈕：按下時切斷控制電源并停機，一直保持設(shè)備不能啟動。2.主電機停車按鈕，停止主電機的運行，不論在正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。3.油泵停按鈕，停止油泵的運行。4.主電機正轉(zhuǎn)帶燈按鈕，在手動時，用于啟動主電機正轉(zhuǎn)運行；在自動時，用于給plc發(fā)出啟動信號。當主電機

46、正轉(zhuǎn)運行時，指示燈亮。5.主電機反轉(zhuǎn)帶燈按鈕，僅在手動時有效，用于啟動主電機反轉(zhuǎn)運行。當主電機反轉(zhuǎn)運行時，指示燈亮。6.油泵啟帶燈按鈕，僅在手動時有效，用于啟動油泵電機運行。當油泵電機運行時指示燈亮。7.系統(tǒng)電源指示燈，指示系統(tǒng)的控制電源。8.事故處理指示燈，用于指示缺相或轉(zhuǎn)速故障。9.就地/遠程切換旋鈕，用于控制模式的切換。5.4.3 對輥式破碎機的控制原理圖圖2為對輥式破碎機主電路運行原理圖，主電路電源選用三相電源，電機m1和電機m2為對輥式破碎機的破碎輥控制電機，電機m1和m2的轉(zhuǎn)速由mm440變頻器控制，m3為對輥式破碎機的油泵電機，其作用是在電機運行時負責給主電路電機m1、m2上油，

47、起潤滑作用。rj1、rj2、rj3為熱繼電器，在主電路電流過高或者溫度過高時起保護作用，ta4-3和ta4-6為電流互感器，測試m1、m2電機電流，電流大小反饋熱繼電器rj1、rj2,起保護電路的作用，s1,s2為電流變送器，作用是把電流信號轉(zhuǎn)換為420ma，傳送到plc控制箱。主電路電動機各配有兩塊電流表，分別裝置在現(xiàn)場和plc控制箱上。 圖2 對輥式破碎機的控制原理圖1圖3為對輥式破碎機兩對輥電機運行控制原理圖，圖中kmr 和kmf為中間繼電器，sa為集中/就地轉(zhuǎn)換控制箱，ka1和ka2在plc箱內(nèi)，遠程控制對輥式破碎機兩對輥電動機的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)，sf1和sr1為就地控制對輥式破碎機兩對輥電

48、動機的正轉(zhuǎn)跟反轉(zhuǎn)按鈕，rj1和rj2為熱繼電器，起保護電路作用,圖中hl1、hf1、hr1分別為就地電源、電機正轉(zhuǎn)、電機反轉(zhuǎn)指示燈， jhl1、jhf1、fhr1分別為電源、電機正轉(zhuǎn)、電機反轉(zhuǎn)指示燈，在plc控制箱上。合上電源開關(guān)ql1，主電路得電，電源指示燈hl1和jhl1亮，電源電壓正常。在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向下45度撥下，1和2兩端連接，此時為遠程plc集中控制。在plc箱內(nèi)按下ka1,中間繼電器kmf得電，kmf合上并自保，電動機正轉(zhuǎn)，同時電源指示燈hl1和jhl1滅，電機正轉(zhuǎn)指示燈hf1亮；當在plc箱內(nèi)按下ka2,kmr跟kmf同時得電并自保，電動機反轉(zhuǎn)，同時，電動機正轉(zhuǎn)指示燈

49、hf1和jhf1滅，電動機反轉(zhuǎn)指示燈hr1和jhr1亮。 圖3 對輥式破碎機的控制原理圖2當在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上45度撥下，3和4兩端連接，此時為就地控制對輥式破碎機的正/反轉(zhuǎn)，按下是sf1,中間繼電器kmf得電，kmf合上并自保，電動機正轉(zhuǎn)，同時電源指示燈hl1和jhl1滅，電機正轉(zhuǎn)指示燈hf1亮；當按下sr1,kmr跟kmf同時得電并自保，電動機反轉(zhuǎn)，同時，電動機正轉(zhuǎn)指示燈hf1和jhf1滅，電動機反轉(zhuǎn)指示燈hr1和jhr1亮。圖4為對輥式破碎機油泵控制原理圖，圖中km1為中間繼電器，ka3為隔離繼電器，在plc控制箱內(nèi)，hl2和jhl2為電源指示燈，分別指示就地和遠程集中狀態(tài)，h

50、lf2和jhf2為油泵運行指示燈，分別指示就地和遠程集中狀態(tài)。 圖4 對輥式破碎機的控制原理圖3合上電源開關(guān)ql2，主電路得電，電源指示燈hl2和jhl2亮，電源電壓正常。在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向下45度撥下，5和6兩端連接，此時為遠程plc集中控制油泵的運行，在plc箱內(nèi)按下ka3,中間繼電器kmf得電，kmf合上并自保，電源指示燈hl2滅，遠程油泵運行指示hlf2亮；當在集中就地轉(zhuǎn)換箱內(nèi)，開關(guān)向上45度撥下，7和8兩端連接，此時為就地控制油泵的運行，按下sb，中間繼電器kmf得電，kmf合上并自保，遠程油泵運行指示燈hlf2滅，就地油泵運行指示燈jhf2亮。 圖5 mm440控制原理圖為

51、了控制對輥式破碎機的轉(zhuǎn)速，我選用mm440變頻器控制其速度。上圖5為對輥式破碎機mm440變頻器的控制原理圖，如圖5所示，當plc輸入正轉(zhuǎn)信號時，正轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，正轉(zhuǎn)按鈕閉合，對輥式破碎機正轉(zhuǎn)運行；當plc輸入反轉(zhuǎn)信號時，反轉(zhuǎn)輸入繼電器得電，反轉(zhuǎn)按鈕閉合，對輥式破碎機反轉(zhuǎn)運行；mm440變頻器默認電機低速，當plc輸入高速選擇信號時，高速輸入繼電器得電，電機高速按鈕閉合，電機高速度運行。5.5硬件選擇說明5.5.1 主電路電動機選擇對輥式破碎機主電路兩破碎輥電機選擇為y315s-8型三相異步電動機，其額定功率為55kw,額定電壓為220v,額定電流為110a,額定轉(zhuǎn)速為740r/min，額

52、定效率為92%，額定頻率為50hz，電機的額定轉(zhuǎn)矩為1.6nm，電機最大轉(zhuǎn)矩為2.0nm，最小轉(zhuǎn)矩為1.0nm；5.5.2 油泵電機選擇對輥式破碎機油泵電機選用dc24v /75w-vb直流油泵電機系列, 電源輸入220v，輸出24v, 電機電壓24v /75w，轉(zhuǎn)速可調(diào),油泵出口排量0.10.5l/分鐘；5.5.3 電流互感器選擇電流互感器是一種測量用的特殊的變壓器，工作原理和變壓器相同。都是利用電磁感應(yīng)工作的，只不過用途不同。它有兩個互相絕緣的線圈，套在一個閉合的鐵芯柱上，在電路中與被測線路串聯(lián)的線圈叫一次側(cè)，與儀表相連的叫二次側(cè)。 電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比

53、轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400a的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?a的電流。在本電路中我選用型號為lqj-10電流互感器,額定一次電流150400a,二次側(cè)額定電流為5a,1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為90，動穩(wěn)定倍數(shù)225；5.5.4 電流變送器選擇工業(yè)上普遍需要測量的溫度、壓力、速度、角度等各類物理量，都需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備稱為變送器。電流變送器是一種將交流電流轉(zhuǎn)換成按比例輸出的與負載無關(guān)的標準直流電流的裝置，廣泛應(yīng)用于冶金、電力、石化、煤炭、給水等各個行業(yè)需要電流測控的電氣測量，

54、自動控制以及調(diào)度系統(tǒng)。工業(yè)上最廣泛采用的是用420ma電流來傳輸模擬量。我選用型號為bsm-i150-ui的電流變送器，檢測電流為ac1505a，輸入電流：ac0-5a，變送輸出：電流dc4-20ma，負載電阻500，電壓dc2-10v，負載電阻5k。5.5.5斷路器選擇斷路器可以是在正常情況下接通和斷開高壓電路中的空載及負荷電流，也可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時能與保護裝置和自動裝置相配合,迅速切斷故障電流,防止事故擴大,從而保證系統(tǒng)安全運行。在主電機電路中我選擇dz20-200j型低壓電路器，其額定電壓380v，額定電流200a,脫扣器額定電流160a,最大分斷能力電流（有效值）42ka；在油泵電機

55、電路中我選擇型號為dz20-100y的斷路器，其觸頭額定電流100a，額定電壓380v，最大分斷能力電流為18ka；5.5.6 熱過載繼電器選擇熱過載繼電器主要用來對異步電動機進行過載保護，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構(gòu)來帶動觸點動作，從而將電動機控制電路斷開實現(xiàn)電動機斷電停車，起到過載保護的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中，熱量的傳遞需要較長的時間，因此，熱繼電器不能用作短路保護，而只能用作過載保護 。本次電路中主電路電機m1、m2我選用tk-e6p-c型熱過載繼電器，額定電流為110160a，油泵電機m3我選擇型號為sz-zm1e的熱過載繼電器，適用于

56、ac220/230v，0.05-5.5kw的電路；5.5.7 中間繼電器選擇中間繼電器用于在控制電路中傳遞中間信號，主要用于交流50/60hz額定工作電壓至660v及直流額定電壓220v（550v)的繼電器控制，信號放大，隔離等電路中，做接通，放大之用。本次電路主電路電機m1、m2我選用西門子3th-80型中間繼電器，適用于交流50hz或60hz，電壓至660v和直流電壓至600v的控制電路，有4對觸頭可組合，油泵電機m3的中間繼電器km1我選用omron 中間繼電器型號為my4j，常用線圈電壓 ac200/220/240v dc24v，4觸點，額定通電電流 5a。5.5.8 變頻器的選擇變頻器的容量應(yīng)滿足以下規(guī)則：變頻器的容量應(yīng)比變頻器說明書中的“配用電動機容量”加大一檔至二檔，并應(yīng)具有無反饋矢量控制功能；變頻器的電流應(yīng)