基于PLC的洗煤車間控制系統(tǒng)

1、沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 基于PLC的洗煤車間 院 系： （黑體、三號(hào)） 專 業(yè)： （黑體、三號(hào) ）班級(jí)學(xué)號(hào)： （黑體、三號(hào)） 學(xué)生姓名： （黑體、三號(hào)） 指導(dǎo)教師： （黑體、三號(hào)） 成 績： 年 月 日目 錄1 選煤發(fā)展?fàn)顩r41.1選煤原理41.2煤的組成和性質(zhì)51.2.1煤的元素組成51.2.2煤、煤的工業(yè)分析61.3煤的工藝性能71.3.1煤的粘結(jié)性71.3.2煤的發(fā)熱量81.3.3煤的化學(xué)活性81.3.4 煤的熱穩(wěn)定性81.4我國留煤炭用戶對(duì)質(zhì)量的要求81.4.1冶金焦炭用煤81.4.2化肥造氣用煤91.4.3蒸汽機(jī)車用煤91.4.4高爐噴吹用煤91.4.5電廠用煤91

2、.4.6民用煤101.5選煤方法101.5.1重力選煤101.5.2浮游選煤101.5.3跳汰選煤111.6我國選煤的現(xiàn)狀111.7發(fā)展趨勢12第2章 PLC的發(fā)展132.1 PLC的基本概念132.1.1 PLC的一般定義132.1.2 PLC的發(fā)展和歷史趨勢142.2 PLC的分類152.2.1按I/O點(diǎn)數(shù)分類152.2.2 按功能分類152.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能162.3.1 CPU運(yùn)算和控制中心162.3.2輸入/輸出接口162.3.3 PLC的基本工作原理16第3章 洗煤車間PLC控制方案的實(shí)現(xiàn)173.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法173.1.1 PLC控制與繼電器控制的比

3、較173.1.2 PLC控制系統(tǒng)的幾種配置173.1.3 PLC的I0功能模塊193.1.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)193.1.5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容193.1.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟203.2 洗煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)203.2.1 洗煤系統(tǒng)的控制對(duì)象203.2.2 PLC機(jī)型選擇213.2.4 主電路的設(shè)計(jì)233.2.5工作流程圖23第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)254.1 軟件的組成及作用254.1.1 PLC內(nèi)部資源254.1.2 PLC編程語言264.2 PLC梯形圖設(shè)計(jì)27謝 辭29參考文獻(xiàn)301 選煤發(fā)展?fàn)顩r1.1選煤原理選煤也稱洗煤。由地下采出來的原煤，都夾雜著部分矸石，并且不同程度的含有

4、多種無機(jī)礦物組分。原煤直接用來燃燒，會(huì)出現(xiàn)利用效率低、運(yùn)送效率低、環(huán)境污染重等一系列問題。況且，在許多情況下，礦井采出原煤由于達(dá)不到工業(yè)利用所要求的諸如煤的灰分、硫分、水分、粒度、發(fā)熱量等標(biāo)準(zhǔn)而不能直接利用。因此原煤需要先經(jīng)過適當(dāng)加工處理后再利用。煤中夾雜的矸石和礦物質(zhì)形成的灰分，通過排除矸石和礦無助降低煤炭灰分的加工處理，有多方面重要的意義。例如煉焦煤灰分每降低1%，可使煉出焦炭的灰分降低1.33%。在煉鐵過程中，焦炭灰分每降低1%，高爐的焦炭消耗量可減少2.66%，同時(shí)少用4%的石灰石，生鐵產(chǎn)量還可提高2.6%-3.9%。若煤炭灰分過高，冶煉過程消耗大，產(chǎn)率低，甚至無法進(jìn)行。從鐵路運(yùn)輸來說

5、，煤的灰分高，無異于讓大量矸石“旅行”，造成大量運(yùn)力浪費(fèi)。對(duì)動(dòng)力用煤、化工用煤或民用煤，灰分都是有害的。煤炭燃燒時(shí)，其中的絕大部分礦物質(zhì)近不產(chǎn)生熱量，反而要吸收一部分熱量隨爐灰排掉。動(dòng)力煤灰分每增高1%，大約要多消耗2.0%-2.5%的煤炭。我國電廠粉煤鍋爐燃原煤效率一半為28%左右，如改燃洗選后精煤可提高到35%。煤炭中的硫分雖然含量比灰分量低，但是危害大。從經(jīng)濟(jì)角度計(jì)算，1%的硫分一般相當(dāng)于10%的灰分的危害程度。除此以外，眾所周知，硫分在燃燒過程中產(chǎn)生的SO2、SO3、H2S等氣體污染物嚴(yán)重危害大氣環(huán)境，如果洗選1億T原煤，一般可減少燃煤排放SO2100_150萬T。上述所舉例說明，無論

6、是提高煤炭能源利用效率，符合用戶質(zhì)量要求或整治環(huán)境污染為目標(biāo)，都有必要對(duì)采出原煤進(jìn)行一定的加工處理，使其排出矸石和礦物雜質(zhì)，達(dá)到合理的應(yīng)用要求。煤利用的加工準(zhǔn)備，就是煤炭洗選（即選煤）的主要任務(wù)。 1、除去原煤中的雜質(zhì)，降低灰分好硫分，提高煤炭質(zhì)量，適應(yīng)用戶的需要。 2、把煤炭分成不同質(zhì)量規(guī)格的產(chǎn)品，適應(yīng)用戶需要，以便有效合理利用煤炭，節(jié)約煤炭。 3、煤炭洗選結(jié)果，矸石可就地利用或廢棄，減少無效運(yùn)輸。提高資源綜合利用效果。 4、煤炭可除去大部分的灰分和50%-70%的黃鐵礦硫，減少燃煤對(duì)大氣的污染，它是潔凈煤技術(shù)的前提。選沒死利用煤的物理、化學(xué)性質(zhì)的不同，盡量分離和排除煤中的矸石和礦物雜質(zhì)，將

7、原煤分選成為不同質(zhì)量和規(guī)格的機(jī)械加工過程。1.2煤的組成和性質(zhì)由于成煤的原生物質(zhì)和成煤的地址地理?xiàng)l件不同，不同地區(qū)各種煤的組成和性質(zhì)有很大的差異。煤是不均與的混合物，由有機(jī)物和無機(jī)物物質(zhì)兩部分組成，主要是有機(jī)物質(zhì)。有機(jī)物質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮、硫、磷六種元素組成，可以燃燒，所以也叫可燃體。無機(jī)物質(zhì)主要是各種礦物質(zhì)，通常不能燃燒。煤的性質(zhì)分為物理性質(zhì)、化學(xué)組成、工藝性能和燃燒性能等。煤的物理性質(zhì)包括煤巖組成、顏色、光澤、密度、硬度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、磁性、粒度組成、泥化程度等。煤巖組成可分為鏡煤、亮煤、暗煤和絲煤四種。它們?nèi)嗽谕庥^上有很大的差別。鏡煤和亮煤都有光澤，但鏡煤的前端呈貝殼狀，質(zhì)

8、地致密。暗煤的質(zhì)地堅(jiān)硬而無層理，絲碳很像碎木屑。煤巖組成對(duì)煤的性質(zhì)和用途有重要影響。煤的化學(xué)組成包括元素組成和工業(yè)分析。1.2.1煤的元素組成煤是由植物遺體轉(zhuǎn)變而成的有機(jī)礦物，其元素組成十分復(fù)雜。它主要是由碳、氫、氧、氮、硫、磷六種元素組成，還含有少量的氟、氯、砷、鉛、汞等元素，極微量鉀、礬、釉等稀有元素。氮在煤中的含量不高，一般在2%以下。煤中的氮在燃燒時(shí)形成氮的氧化物NOx等有害氣體，污染大氣，必須設(shè)法減少。煤中的硫，分為有機(jī)硫和無機(jī)硫。有機(jī)硫是再成煤過程中與有機(jī)物一起進(jìn)入煤中的。無機(jī)硫又分為硫化鐵（黃鐵礦）硫和硫酸鹽硫。硫是煤中的有害雜質(zhì)。根據(jù)煤中硫的含量，把煤分為六個(gè)等級(jí)（見表2-2）

9、。煤中硫在燃燒時(shí)形成SOz 污染大氣。SOz在光和熱的作業(yè)下形成酸雨，腐蝕金屬、設(shè)備，危害植物生長，降到江河湖泊影響水中動(dòng)植物生長。我國每年因酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失十分驚人。硫分在煉焦過程中轉(zhuǎn)移到焦炭中，焦炭中的硫在煉鐵中又轉(zhuǎn)移到鐵中，使鐵變脆。因此，硫分是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)。硫化鐵硫可在煤炭洗選中除去一部分，硫酸鹽硫和有機(jī)硫只有在燃燒中或凈化煙道氣中才能解脫。氟、氯、砷、鉛及稀有元素等在煤中都是有害元素，在燃燒或煉焦的過程中，有的會(huì)腐蝕爐壁和管道，有的會(huì)增加產(chǎn)品的毒性，有的會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。1.2.2煤、煤的工業(yè)分析為了了解煤炭質(zhì)量，判斷煤的種類和加工利用途徑，需要對(duì)煤進(jìn)行工業(yè)分析，包括測定煤的水

10、分、灰分、揮發(fā)分和固定碳四項(xiàng)。根據(jù)煤的水分和灰分，可以大致了解煤中有機(jī)物質(zhì)或可燃物的百分含量。如果煤的水分和灰分高，則有機(jī)物含量就少，因而發(fā)熱量就低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值小，從煤的揮發(fā)分大致可以了解到煤中有機(jī)物質(zhì)的性質(zhì)、煤化程度的高低、粘結(jié)性的強(qiáng)弱和發(fā)熱量的高低。從煤的固定碳含量可以大致判斷某煤化程度，評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1、水分煤的水分是指單位質(zhì)量的煤中水的含量。煤的水分有內(nèi)在水分和外在水分兩種。外在水分是指在開采、運(yùn)輸洗選過程中附著在煤顆粒表面和裂紋中的說；內(nèi)在水分是指吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水。外在水分可以借助機(jī)械方法脫出；內(nèi)在水分只有火力干燥才能脫除。煤的水分是評(píng)價(jià)煤炭經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基本指標(biāo)。煤的

11、內(nèi)在水分與煤化程度和內(nèi)部表面積有關(guān)，一般來說，變質(zhì)程度越低，煤的內(nèi)部表面積越大，水分含量越高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值越低。煤的水分對(duì)其貯存、運(yùn)輸、加工和利用美國均有影響，在貯煤時(shí)，水分能加速煤的風(fēng)化、破碎、自燃；在運(yùn)輸中，會(huì)增加運(yùn)輸量，加大運(yùn)費(fèi)，并增加裝車，卸車的困難。在西北、東北、華北等寒冷地區(qū)，水分大的煤在長途運(yùn)輸中會(huì)結(jié)冰，給卸車造成極大困難。煤的水分在燃燒時(shí)要消耗一定的熱量，在煉焦時(shí)延長結(jié)焦時(shí)間，而且影響焦?fàn)t壽命。2、灰分煤的灰分是指煤完全燃燒后殘留物的產(chǎn)率。煤的灰分分為內(nèi)在和外在。內(nèi)在灰分是指煤在成煤過程中混入的礦物雜質(zhì)，外在灰分是指煤在開采、運(yùn)輸、貯存過程中混入的礦物雜質(zhì)，即矸石，它可以通過洗選方

12、法除去。煤的灰分是衡量煤炭質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，灰分越高，質(zhì)量越差，發(fā)熱量越低。煤的灰分對(duì)煤的加工利用有不利的影響。外在灰分越高，在洗選時(shí)排除矸石量越大。內(nèi)在灰分越高，煤就越難選。煤的灰分高，會(huì)增加運(yùn)輸量和運(yùn)費(fèi)。在燃燒時(shí)，灰分越高，熱效率越低，而且會(huì)增加煙塵排放量和爐渣量，加劇燃煤對(duì)大氣的污染。煉焦時(shí)，精煤灰分越高，焦炭的灰分就越高，煉鐵的焦比就會(huì)增加，高爐利用系數(shù)就會(huì)降低，產(chǎn)鐵量減少。3、揮發(fā)分煤的揮發(fā)分是指煤在空氣隔絕的容器中在一定高溫下加熱一定時(shí)間后，從煤中分解出來的液體（蒸汽狀態(tài)）和氣體減去其水分后的產(chǎn)物。它是評(píng)價(jià)煤炭質(zhì)量的重要指標(biāo)和進(jìn)行煤的分類的重要依據(jù)。煤的揮發(fā)分越高，煤的煤化程度就

13、低，在燃燒中容易點(diǎn)燃。4、固定碳煤的固定碳是指煤在隔絕空氣的條件下有機(jī)物質(zhì)高溫分解后剩下的殘余物之間取其灰分后的產(chǎn)物，主要成分是碳元素。根據(jù)固定碳含量可以判斷煤的煤化程度，進(jìn)行煤的分類。固定碳含量越高，揮發(fā)分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的發(fā)熱量一越高。1.3煤的工藝性能煤的工藝性能包括煤的粘結(jié)性、發(fā)熱量、化學(xué)活性、熱穩(wěn)定性、可磨性、成漿性等。1.3.1煤的粘結(jié)性煤的粘結(jié)性是指誒里在隔絕空氣的條件下加熱到一定溫度后，能夠熔融、粘結(jié)成焦塊的性能。一般以羅加指數(shù)、膠質(zhì)層指數(shù)來表示。羅加指數(shù)Gr.i.是反映煙煤粘結(jié)的一種指標(biāo)。它是以煙煤在加熱過程中產(chǎn)生膠質(zhì)體粘結(jié)其他物質(zhì)能力的大小，作為粘結(jié)性指

14、數(shù)高低的基礎(chǔ)，用于鑒定煤的粘結(jié)性和確定煤的牌號(hào)。膠質(zhì)層指數(shù)是煤粒在隔絕空條件下加熱到一定溫度后，有機(jī)質(zhì)受熱分解，軟化呈膠體物質(zhì)層的厚度，通常以其最大厚度Y值來表示。羅加指數(shù)越高，煤的粘結(jié)性越好。膠質(zhì)層指數(shù)越高，沒得結(jié)焦性越好。煤的粘結(jié)性能受煤的煤化程度、煤巖組成、氧化程度、灰分等多種因素影響。煤化程度最高和最低的煤一般都沒有粘結(jié)性。1.3.2煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量也是煤的一個(gè)重要指標(biāo)。它是指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量，用MJ/kg表示。發(fā)熱量與煤化程度呈規(guī)律性的變化，一般煤化程度越高，煤的發(fā)熱量越高。1.3.3煤的化學(xué)活性煤的化學(xué)活性是指煤在一定溫度下與水蒸氣、氧氣等相互作用的反應(yīng)能力

15、，是評(píng)價(jià)氣化用煤和動(dòng)力用煤的一項(xiàng)重要指標(biāo)。1.3.4 煤的熱穩(wěn)定性煤的熱穩(wěn)定性是指塊煤在高溫條件下保持原來塊狀的能力，它也是評(píng)價(jià)氣化用煤和動(dòng)力用煤的一項(xiàng)重要指標(biāo)。煤的可磨性、成漿性確定煤被磨成粉狀的難易程度和制成水煤漿的可能性。1.4我國留煤炭用戶對(duì)質(zhì)量的要求 1.4.1冶金焦炭用煤用于生產(chǎn)冶金焦炭的精煤灰分必須低于12.5%，硫分一般低于1.5%。冶金部門提供的資料表明，精煤灰分每降低1%，焦炭灰分可降低1.33%；而焦炭灰分降低1%，煉鐵焦比可降低2%，高爐利用系數(shù)可提高3%，同時(shí)可以降低石灰石的耗量提高生鐵的質(zhì)量。因此，鋼鐵廠要求精煤的灰分盡量降低，以提高焦炭的質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益。硫分對(duì)

16、煉鐵的影響比灰分對(duì)煉鐵的影響大10倍，因此煉焦用精煤對(duì)硫分要求十分嚴(yán)格。水分對(duì)焦?fàn)t壽命有不良影響，而且延長結(jié)焦時(shí)間，消耗熱量。冬季在寒冷地區(qū)使精煤凍結(jié)，對(duì)運(yùn)輸造成影響，所以水分要盡量降低。1.4.2化肥造氣用煤化肥造氣對(duì)煤的品種、塊度、灰熔融性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)活性、粘結(jié)性、灰分、水分、硫分、揮發(fā)分、機(jī)械強(qiáng)度等都有特殊要求。大、中型煤氣發(fā)生爐的化肥廠，要求提供粒度25mm以上的無煙塊煤或無煙塊精煤灰分一般在15%以下，硫分一般小于1%，小化肥廠，可用1325mm無煙塊煤、無煙洗小塊或無煙型煤。1.4.3蒸汽機(jī)車用煤蒸汽機(jī)車因?yàn)樘艩t小，煙囪短，一般要求發(fā)熱量 大于25.10mj/kg,灰分小于25

17、%，硫分小于2.5%，揮發(fā)分約16%，灰熔融溫度大于1200，粒度1350m的氣煤。長焰煤或弱粘煤。1.4.4高爐噴吹用煤高爐噴吹用煤一般用粒度小于13(6)mm的末煤或粉煤，灰分小于12.5%，水分要盡量低，固定碳含量要高，硬度要相對(duì)小。1.4.5電廠用煤不同設(shè)備的火力發(fā)電廠所燃用的煤種和質(zhì)量規(guī)格也不同。層狀鍋爐用塊煤，新的電廠均采用噴吹粉煤，宜供應(yīng)加工后的粒度小于13mm的末煤。電廠燃用低灰的精煤，可以提高鍋爐熱效率，減少設(shè)備磨損和自用電，增加設(shè)備利用率，減少燃煤對(duì)大氣的污染。1.4.6民用煤民用煤應(yīng)該用無煙塊煤，或者用無煙末煤成型的煤球和蜂窩煤。為了減少大氣污染，城市應(yīng)逐步用煤氣、天然氣

18、和液化氣代替燒煤，同時(shí)應(yīng)該采用集中供熱。1.5選煤方法選煤方法種類很多，可概括分為兩大類：干法選煤和濕法選煤。選煤過程在空氣中進(jìn)行的，叫做干法選煤，選煤過程在水、重液或懸浮液中進(jìn)行的，叫濕法選煤。選煤方法還可以分為重力選煤、浮游選煤和特殊選煤等。1.5.1重力選煤重力選煤主要是依據(jù)煤分離和矸石的密度差別而實(shí)現(xiàn)煤和矸石分選的方法。重力選煤主要分選+0.5mm煤炭，依靠煤與礦物質(zhì)密度密度不同而進(jìn)行分類，煤的密度通常在1.21.8g/cm 之間，而矸石的密度在1.8g/cm 以上，在選煤機(jī)內(nèi)借助重力把不同密度的煤和矸石分開。重力選煤又可分為跳汰選、重介質(zhì)選、溜槽選、斜槽選、搖床選等。1.5.2浮游選

19、煤浮游選煤簡稱浮選，主要是依據(jù)煤和矸石表面潤濕性的差別分選細(xì)粒（小于0.5mm）煤的選煤方法。特殊選煤主要是利用煤和矸石導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率、摩擦系數(shù)、射線穿透能力等的不同，把煤與矸石分開。它包括靜電選。磁選、摩擦選、放射性同位選和X射線選等。此外，還有手選，即人工撿牙。它是根據(jù)煤塊與矸石的顏色和光澤、外形上的差別由人工揀除。對(duì)煤和矸石硬度差別較大的煤塊，可以采用滾筒碎選機(jī)進(jìn)行選擇性破碎，實(shí)現(xiàn)煤與矸石的分離。1.5.3跳汰選煤我國選煤廠中采用最廣泛的選煤方法是跳汰選，其次是重介質(zhì)選和浮選，其他方法均用的較少。選煤的主要產(chǎn)品是精煤，副產(chǎn)品中有煤、混煤、煤泥等。選后的尾煤和矸石為廢棄物，由于它含有一些可

20、燃物，也可以制磚、燒水泥的原料，進(jìn)行綜合利用。選煤廠是對(duì)煤進(jìn)行分選。生產(chǎn)不同質(zhì)量規(guī)格產(chǎn)品的加工廠。按精煤使用的目的不同，選煤廠可分為煉焦煤選煤廠和動(dòng)力煤選煤廠。煉焦煤選煤廠的工藝過程比較復(fù)雜，生產(chǎn)的精煤灰分低、質(zhì)量高，主要供給焦化廠生產(chǎn)焦炭。動(dòng)力煤選煤廠的工藝過程一般比較簡單，生產(chǎn)的精煤主要作為動(dòng)力燃料，大部分動(dòng)力煤選煤廠只選塊煤，末煤和粉煤不入選。1.6我國選煤的現(xiàn)狀2004年中國焦炭產(chǎn)量突破2億噸，占世界焦炭的一半，焦炭出口1500萬噸，占世界產(chǎn)量的近60%。中國的焦炭對(duì)中國的鋼鐵工業(yè)以致世界的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起到重要的支撐作用。我國是世界上最大的焦炭生產(chǎn)國和出口國，2001年前產(chǎn)量基本穩(wěn)定

21、在1.11.2億噸。焦炭主要用作鋼鐵工業(yè)的原料，根據(jù)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展趨勢，國內(nèi)的焦炭需求不會(huì)有大的增長，但對(duì)焦炭的質(zhì)量要求越來越高。國際焦炭市場，由于發(fā)達(dá)國家因環(huán)保、資源、成本的問題。煉焦工業(yè)日趨萎縮，焦炭需求量會(huì)有所增加，而且隨著我國加入WTO，焦炭在國際市場上將獲得更好的競爭環(huán)境。受國際大環(huán)境的影響，我國焦炭工業(yè)迅速發(fā)展，從2001年開始，隨著焦炭價(jià)格的攀升大批焦化廠開工建設(shè)，焦炭產(chǎn)量的迅速增長，導(dǎo)致焦炭用煤形勢惡化，煉焦價(jià)格猛漲，從而使煉焦成本迅速增長，許多焦化廠不堪重負(fù)，故建設(shè)選煤廠是降低成本提高質(zhì)量的唯一途徑。按選煤設(shè)計(jì)規(guī)范， 煤廠的原煤存儲(chǔ)量應(yīng)保證生產(chǎn)時(shí)710天的用量，因此在煤料供應(yīng)

22、緊張時(shí)，選煤廠可作為煤源供應(yīng)緩沖器，在短期內(nèi)減輕焦?fàn)t的生產(chǎn)壓力，即可保證焦?fàn)t正常生產(chǎn)，也有利于保護(hù)焦?fàn)t爐體。因此，無論是降低煉焦生產(chǎn)成本，還是作為煉焦生產(chǎn)的基本后盾，對(duì)焦炭生產(chǎn)企業(yè)來說，建設(shè)選煤廠、選煤廠生產(chǎn)及管理都是非常必要的。1.7發(fā)展趨勢加強(qiáng)選煤廠的科學(xué)管理，大力提高管理水平，要使選煤生產(chǎn)沿著高質(zhì)量、多品種、產(chǎn)銷對(duì)路、合理供應(yīng)煤炭產(chǎn)品和綜合利用各種伴生礦物資源的方向前進(jìn)，努力提高選煤生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，并要合理回收伴生礦物如黃鐵礦及其他稀有金屬礦物等，進(jìn)一步提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。研究新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，以更新改造舊有選煤廠，裝備新建選煤廠。例如研究油團(tuán)選煤工藝和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果;化學(xué)選煤工藝

23、技術(shù)和設(shè)備;高梯度磁選脫硫及其他深度脫硫方法;電選超低灰精煤;選擇性絮凝工藝技術(shù)和藥劑、脫水干燥工藝、技術(shù)和設(shè)備等等。向設(shè)備大型化，廠型裝配式集中化，選煤生產(chǎn)工藝過程和質(zhì)量分析自動(dòng)化等方向發(fā)展。積極研制煤轉(zhuǎn)化為“流質(zhì)燃料”的工藝技術(shù)。研究和建立選煤生產(chǎn)過程數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)管理選煤廠。選煤廠環(huán)境保護(hù)的研究。例如防止環(huán)境污染和大氣污染；減少和防止噪音；實(shí)現(xiàn)煤泥閉路循環(huán)和生產(chǎn)平衡等。第2章 PLC的發(fā)展2.1 PLC的基本概念PLC是可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)”的簡稱，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大

24、地超過了邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PLC?？删幊炭刂破?ProgrammableControllet)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。2.1.1 PLC的一般定義為了使PLC生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，國際電工委(IEC)先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿，第二稿，并在1987年2月通過對(duì)它的定義：“可編程控制器”是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操

25、作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入輸出控制各種類型的視械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)的?？傊?，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)割造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制，2.1.2 PLC的發(fā)展和歷史趨勢二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Program Controller，PLC Mable Logic）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得

26、到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷

27、售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置3。 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回

28、起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如

29、果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 近10年來，隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭4。2.2 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(duì)PLC的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進(jìn)行大致分類。2.2.1按I/O點(diǎn)數(shù)分類PLC按其I/O點(diǎn)數(shù)多少一般可分為以下4類。1.微型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的PLC為超小型或微

30、型PLC。2.小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)容量小于8KB的為小型PLC。3.中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)在5122048點(diǎn)之間的為中型PLC。4.大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)以上的為大型PLC。它具有極強(qiáng)的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。2.2.2 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3類。1.高檔PLC：除具有中檔PLC的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)、表格、CRT可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強(qiáng)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(shí)現(xiàn)

31、工廠自動(dòng)化。2.中檔PLC：除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)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(比例、積分、微分控制)控制等功能，以適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。3.低檔PLC：具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量的模擬量I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。2.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能2.3.1 CPU運(yùn)算和控制中心它在整個(gè)系統(tǒng)中起“心臟”作用。 存儲(chǔ)器具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及

32、對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）組成。2.3.2輸入/輸出接口(1) 輸入接口：輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。(2) 輸出接口：輸出接口工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出

33、數(shù)字信號(hào)0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作5。 2.3.3 PLC的基本工作原理 PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1.每次掃描過程,集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣,集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。2.輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入,只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。3.一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4.元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。5.掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（

34、2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)6.由于采用集中采樣,集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。第3章 洗煤車間PLC控制方案的實(shí)現(xiàn)3.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法3.1.1 PLC控制與繼電器控制的比較不斷有許多新的軟邏輯控制軟件產(chǎn)品被推出，傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商也已經(jīng)開始逐漸增加基于工業(yè)Pc的控制產(chǎn)品。另外，PLC開發(fā)費(fèi)用中，軟件開發(fā)費(fèi)用所占的百分?jǐn)?shù)正得到穩(wěn)定的增長。軟邏輯控制軟件產(chǎn)品正在逐步取代傳統(tǒng)的繼電器控制占主導(dǎo)地位的控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的，而PLC的控制功能主要是用軟件編程來實(shí)現(xiàn)的。PLC與繼電器接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方

35、式不同。繼電器接觸器控制是按并行方式工作的，也就是說是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)繼電器同時(shí)動(dòng)作，而PLC是以反復(fù)掃描的方式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任意時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，PLC是以串行方式工作的，這種串行工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配的問題。3.1.2 PLC控制系統(tǒng)的幾種配置1、基本配置：PLC控制系統(tǒng)的基本配置根據(jù)PLC的類型可分為模板式(主流配置)、箱體式。模板式一般由CPU、電源、內(nèi)存、IO模板及底板或機(jī)架和簡易編程器。CPU模板確定了可進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等等。選得合適與否至關(guān)重要，是系統(tǒng)配置中首先要進(jìn)行的。內(nèi)

36、存模板是在CPU規(guī)定范圍內(nèi)選擇，以滿足存儲(chǔ)用戶程序的容量及其它性能要求。電源模板可以與CPU模板合二為一，也可是分開的，是依據(jù)PLC用的工作電源種類、規(guī)格以及是否為0模板提供工作及信號(hào)電源，以及容量需要來選擇的。FO模板是依據(jù)FO點(diǎn)數(shù)確定模板規(guī)格及數(shù)量。FO點(diǎn)數(shù)可多可少，但其最大數(shù)量受CPU所能管理的基本配置能力限制。2、擴(kuò)展配置：是在基本配置的基礎(chǔ)上，增加擴(kuò)展機(jī)架或擴(kuò)展機(jī)箱，從而增加IO點(diǎn)數(shù)的配置。擴(kuò)展配置可充分利用CPU、內(nèi)存、外設(shè)資源，使PLC的單點(diǎn)費(fèi)用降低。且通過擴(kuò)展配置還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安裝，簡化接線，便于維護(hù)等。擴(kuò)展配置可分為遠(yuǎn)程擴(kuò)展配置、當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展配置等。3、特殊配置：配置特殊單元，實(shí)現(xiàn)

37、特殊功能。根據(jù)功能劃分，特殊單元大體為高速計(jì)數(shù)器單元、位置控制單元、模擬輸入輸出單元、溫度檢測單元等。高速計(jì)數(shù)器單元是中、大型高速計(jì)數(shù)信號(hào)用特殊的高速計(jì)數(shù)單元處理。它是通過總線與PLC連接，CPu可向它讀寫數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速計(jì)數(shù)的控制。具體的高速計(jì)數(shù)單元有很多類型，有單路的，僅處理一路高速計(jì)數(shù)；有兩路的，可處理兩路高速計(jì)數(shù)；甚至還有更多路數(shù)。位置控制單元是用于運(yùn)動(dòng)部件的位置及速度控制，是數(shù)控(cNc)技術(shù)在PLC控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。位控單元有單軸、雙軸等類型。模擬量輸入單元用以把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。模擬量一般是指標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)。電流為4mA20mA，電壓為0IOV或者15v或士10V等。轉(zhuǎn)換后

38、的數(shù)字量可以為2進(jìn)制8位、10位、12位或更高，對(duì)應(yīng)的分辨率分別為量程的1256、11024、14096等。模擬量輸出單元用以把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量，模擬量也是標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流信號(hào)等。電流為4mA20mA，電壓為010V或者l5v或士10V等。數(shù)字量也是2進(jìn)制8位、10位、12位；有不同的分辨率。此外模出單元還可為輸出脈沖，脈沖的充填系數(shù)或脈寬比正比于輸出量。溫度量是模擬量的一種，只要能用變送器將其變換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，模入單元即可對(duì)其進(jìn)行處理。溫度檢測單元有溫度傳感單元、溫度控制單元，溫度數(shù)據(jù)鏈接單元等幾種類型，分別用于輸入、輸出和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?.1.3 PLC的I0功能模塊I0模塊的種類繁多，大致

39、可歸納為這樣四類：開關(guān)量I0模塊、模擬量I0模塊、功能模塊及接口模塊。功能模塊有電源模塊、CPU模塊、PID模塊、控制功能模塊等；接口模塊有網(wǎng)絡(luò)接口模塊、通訊模塊、轉(zhuǎn)換功能模塊、專用擴(kuò)展功能模塊等。模擬量I0接口是用來傳輸傳感器產(chǎn)生的信號(hào)的。這些接口能測量流量、溫度和壓力等模擬量的數(shù)值，并用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。PLC的典型接口量程對(duì)于雙極性電壓為一lO+10V、單極性電壓為0+10V、電流為420mA或lO50m。3.1.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用可編程控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。輸入輸出變換和物理實(shí)現(xiàn)可以說是PLC實(shí)旃控制的兩個(gè)基本點(diǎn)，

40、而輸入輸出變換實(shí)際上就是信息處理。物理實(shí)現(xiàn)要求PLC的輸入應(yīng)當(dāng)排除干擾信號(hào)適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場，而輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實(shí)際控制系統(tǒng)方便使用。一個(gè)完整的PLC應(yīng)用系統(tǒng)包含兩方面的內(nèi)容：PLC控翩系統(tǒng)和人杌界面。PLC控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行參數(shù)采集并完成控制功能；人機(jī)界面是人與控制系統(tǒng)進(jìn)行信息及數(shù)據(jù)交流的一個(gè)窗13。設(shè)計(jì)時(shí)，不但要熟悉PLC的硬件，還要熟悉PLC的軟件，以及人機(jī)界面軟件的編制方法和遵循的原則。3.1.5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)選擇I/O設(shè)備，I/O設(shè)備是PLC與控制對(duì)象連接的惟一橋梁；(2)選擇合適的PLC，包括祝型、容量、I/O模塊和電源等的選擇：(3)分配I/O點(diǎn)，繪制

41、I/O端子的連接圈，是合理分配I/O點(diǎn)的必要保證；(4)設(shè)計(jì)控制程序，需求分析、軟件設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)、軟件測試：(5)編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、元器件明細(xì)表、PLC梯形圖等。3.1.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟(1)深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求；(2)根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求和所需要的I/O信號(hào)的點(diǎn)數(shù)等，選擇合適類型的PLC。如果需要網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，還須選擇網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的類型：(3)根據(jù)控制要求所需的用戶I/O設(shè)備，確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，并設(shè)計(jì)I/O端子的接線圖；(4)對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫出工作循環(huán)圖表：必要時(shí)還要畫

42、出詳細(xì)的狀態(tài)流程圖表，它能清楚的表明動(dòng)作的順序和條件；(5)根據(jù)工作循環(huán)圖表或動(dòng)態(tài)流程圖表設(shè)計(jì)梯形圖。如果被控對(duì)象已經(jīng)有了繼電器控制線路圖，可把線路圖變換為梯形圖。設(shè)計(jì)梯形圖是編制程序的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先應(yīng)熟悉控制要求，同時(shí)還要有電器設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；(6)根據(jù)梯形圖編制程序清單，并且編制技術(shù)文件。3.2 洗煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2.1 洗煤系統(tǒng)的控制對(duì)象本洗煤系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)與上位管理機(jī)組成的控制系統(tǒng)，運(yùn)行人員在集中控制室內(nèi)對(duì)洗煤系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行正常運(yùn)行的監(jiān)視、控制，以及對(duì)異常工況進(jìn)行報(bào)警。實(shí)現(xiàn)對(duì)洗煤系統(tǒng)設(shè)備的啟停和緊急事故處理與聯(lián)鎖保護(hù)。1、洗煤系統(tǒng)主要控

43、制及檢測對(duì)象有：帶式輸送機(jī)、篩分機(jī)、破碎機(jī)、給煤機(jī)、離心機(jī)、循環(huán)泵、跳汰機(jī)等設(shè)備。2、洗煤系統(tǒng)的控制：(1)洗煤程控系統(tǒng)采用循環(huán)控制、遠(yuǎn)控及就地操作相結(jié)合的控制方式。對(duì)于順序控制設(shè)置必要的分步操作、成組操作或單獨(dú)操作，并有選擇、跳步、中斷、連鎖等功能。(2)洗煤程控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集與處理功能，通過上位機(jī)的CRT顯示工藝流程、測量參數(shù)、控制對(duì)象狀態(tài)及組參數(shù)等：并對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行累計(jì)、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。當(dāng)參數(shù)越限時(shí)報(bào)警、控制對(duì)象或狀態(tài)變化時(shí)，在CRT上報(bào)警，并設(shè)有音響提示。(3)程控系統(tǒng)具有靈活的制表打印功熊，可自動(dòng)打印、請(qǐng)求打印、定時(shí)制表、畫面打印等。3.2.2 PLC機(jī)型選擇根據(jù)自動(dòng)化清洗的控制要求，

44、我們采用了日本歐姆龍PLC CP1E-40DR 型號(hào)，此類型PLC無論獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡單控制到復(fù)雜的自動(dòng)控制。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。CP1E-40DR通訊功能完善，具有極高的性能價(jià)格比是很突出的特點(diǎn)，也是我們采用它的主要原因。 PLC為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號(hào)有兩部分，一部分是原點(diǎn)、單周期、連續(xù)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號(hào)和傳感器信號(hào)作為PLC的輸入變量，經(jīng)過PLC的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到

45、輸出接口，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)來控制行車的運(yùn)行和吊鉤的升降7。3.2.3 I/O分配表及其端子接線圖在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們定義的I/O分配表如表2-1所示。將18個(gè)輸入信號(hào)和5個(gè)輸出信號(hào)按各自的功能類型分好，并與PLC的I/O點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，編排地址如下表。數(shù)字量擴(kuò)展模塊的地址分配是從最靠近CPU模塊的數(shù)字量模塊開始，在本機(jī)數(shù)字量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字節(jié)連續(xù)遞增，模擬量擴(kuò)展模塊的地址是從最靠近CPU模塊的模擬量模塊開始，在本機(jī)模擬量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字遞增。序號(hào)輸入輸出地址標(biāo)簽定義地址標(biāo)簽定義10.00SB1.0手動(dòng)模式100.00YV1.0粉碎機(jī)進(jìn)料閥20.01SB1.1自動(dòng)模式100.01YV1

46、.1粉碎機(jī)排料閥30.02SB1.2自動(dòng)啟動(dòng)按鈕100.02KM1.0粉碎機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)40.03SB1.3自動(dòng)停止按鈕100.03YV1.2洗煤機(jī)進(jìn)料閥50.04SB1.4粉碎進(jìn)料閥打開按鈕100.04YV1.3洗煤機(jī)排料閥60.05SB1.5粉碎排料閥打開按鈕100.05YV1.4洗煤機(jī)污水閥70.06SQ1.0粉碎進(jìn)料高料位100.06YV1.5洗煤機(jī)進(jìn)水閥80.07SQ1.1粉碎檢測合格100.07KM1.1洗煤機(jī)正轉(zhuǎn)90.08SQ1.2粉碎檢測不合格101.00KM1.2洗煤機(jī)反轉(zhuǎn)100.09SB1.6粉碎機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕101.01YV1.6清洗機(jī)進(jìn)料閥110.10SB1.7洗煤進(jìn)料閥打開按鈕1

47、01.02YV1.7清洗機(jī)排料閥120.11SB1.8洗煤機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕101.03YV1.8清洗機(jī)脫硫閥131.00SB1.9洗煤機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕101.04KM1.3清洗機(jī)正轉(zhuǎn)141.01SB2.0污水閥打開按鈕101.05KM1.4清洗機(jī)反轉(zhuǎn)151.02SB2.1洗煤機(jī)排料閥打開101.06KM1.5烘干機(jī)啟動(dòng)161.03SB2.2清洗機(jī)進(jìn)料閥打開101.07KM1.6皮帶機(jī)接觸器171.04SB2.3清洗機(jī)排料閥打開181.05SB2.4清洗機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕191.06SB2.5清洗機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕201.07SB2.6清洗機(jī)脫硫閥打開211.08SQ1.3清洗機(jī)高料位221.09SB2.7烘干機(jī)啟動(dòng)231

48、.10SB2.8傳送皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)24我們定義的I/O端子接線圖如圖2-1所示。由圖表可以看出,PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有23個(gè)，均為開關(guān)量。選擇工作方式開關(guān)2個(gè)。PLC控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)有16個(gè)。其接線圖如下，3.2.4 主電路的設(shè)計(jì)電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分，在本次設(shè)計(jì)中我們著重分析了主電路圖。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)生產(chǎn)的工藝要求，需用KM1.0控制粉碎機(jī)的運(yùn)行，KM1.1和KM1.2控制洗煤機(jī)的正反轉(zhuǎn)，KM1.3和KM1.4控制清洗機(jī)的正反轉(zhuǎn)，KM1.5控制烘干機(jī)的運(yùn)行，KM1.6控制傳送皮帶的運(yùn)行。電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利用圖形符號(hào)和項(xiàng)目符號(hào)

49、表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來繪制，而是根據(jù)它在電路中所起的作用畫在不同的部位上。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場等方面得到廣泛應(yīng)用8。3.2.5工作流程圖我們根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程圖，以便可以更清楚的認(rèn)識(shí)電鍍行車的生產(chǎn)全過程，整個(gè)系統(tǒng)的工作流程圖，如圖2-3所示。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件的組成及作用4.1.1 PLC內(nèi)部資源內(nèi)部根據(jù)軟元件的功能不同，分成了許多區(qū)域，如輸入/輸出繼電器區(qū)、定時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等。下面分別介紹下。1.定時(shí)器：電氣

50、自動(dòng)控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制，靈活地使用定時(shí)器可以編制出復(fù)雜動(dòng)作的控制程序。它是PLC中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。定時(shí)器的工作過程與繼電-接觸器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒有瞬動(dòng)觸點(diǎn)。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位增加；當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。利用定時(shí)器的觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。2.計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器可用來累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，經(jīng)常用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或者進(jìn)行特定功能的編程。使用時(shí)要提前輸入它的特定植。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí)，計(jì)數(shù)器開始累計(jì)它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)

51、，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。3.輸入繼電器：輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，它用于接受外部的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)為閉合時(shí)，輸入繼電器的線圈得電，在程序中常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。4.輸出繼電器：輸出繼電器一般都有一個(gè)PLC上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，PLC上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號(hào)。同時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。5.內(nèi)部位存儲(chǔ)器：內(nèi)部位存儲(chǔ)器的作用和繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在PLC中沒有輸入/輸出端與之對(duì)應(yīng)，因此它的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，這是與輸出繼

52、電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控制作用。以上幾個(gè)是我們?cè)诒敬蜗到y(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中可能需要用到的PLC軟元件，另外PLC還有很多其它的軟元件9。4.1.2 PLC編程語言PLC是通過運(yùn)行編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。PLC中的程序由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成，系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運(yùn)行；用戶程序是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序。CP1E-40DR系列PLC的編程語言非常豐富，有梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖等，用戶可以選擇一種編程語言，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。這些編程語言都是面向用戶的，它使控制程序的開發(fā)、輸入、調(diào)試和修改工作大大簡化。我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中選擇梯形圖編程。以下我們?cè)敿?xì)介紹下梯形圖的概念。梯形圖左邊有一條垂直的線稱作左母線，右邊一條虛線稱為右母線。母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。PLC梯形圖具有以下一些特點(diǎn)：1.PLC的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線類似電氣控制圖的電源線，通常稱做母線（Bus Bar），大部分梯形圖只保留左母線；梯形圖的每一行是“從左到右”繪制，左側(cè)總是輸入接點(diǎn)，最右側(cè)為輸出元素，觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按紐、內(nèi)部條件等；線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如指示