PLC课程设计锅炉车间输煤机组控制课件

1、摘要 本设计首先阐述了锅炉自动输煤系统的基本构成及特点，然后通过对基于继电器锅炉输煤系统和基于PLC的锅炉输煤系统对比论证，根据控制要求，本设计 采用PLC控制，实现自动化控制。在硬件方面，本文着重对PLC、继电器、电动机等选型进行了设计，同时给出了各高级单元的使用及设定情况；在软件方面，提供了原理图、接线图和梯形图。除此之外，也充分考虑了实际应用中的要求，设计时考虑到了成本、功耗、安全性、稳定性、等诸多问题，具有一定的合理性和可行性。用 PLC输煤程控系统，不但实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和

2、工作效率。因此PLC电气控制系统具有一定的工程应用和推广价值。 PLC不仅能实现自动化控制，还具有快速响应，便于维修等诸多特点，比一般的继电器接触器控制系统优越了很多，而且单机运行时都有音响提示，因此安全性也较好，程序设计也不是十分复杂。 关键词：  锅炉自动输煤系统；PLC；自动化；可靠性目录（一）  前言11.1设计内容及要求11.2 输煤系统简介31.3 PLC简介3（二）PLC控制系统设计42.1硬件系统设计42.1.1控制系统主电路图设计42.1.2程序流程图52.2 I/O分配表62.2.1输入62.2

3、.2输出口6（三）课程设计内容73.1梯形图73.2语句指令表13（四）心得体会14参考文献15（一）  前言 1.1设计内容及要求 本课程设计任务主要是锅炉车间输煤机组系统的设计，有多个电动机带动，具体内容如下:输煤机组控制系统示意图如图1-1所示，输煤机组控制信号说明见表1-1。图1-1输煤机组控制系统示意图表1-1输煤机组控制信号说明输入输出文字符号说明文字符号说明SA1-1输煤机组手动控制开关KM1给料器和磁选料器接触器SA1-2输煤机组自动控制开关KM21#送煤机接触器SB1输煤机组自动开车按钮KM3破碎机接触器SB2输煤机组自动停车按钮KM4

4、提升机接触器SB3输煤机组紧急停车按钮KM52#送煤机接触器SB4给料器和磁选料器手动按钮KM6回收机接触器SB51#送煤机手动按钮HL7手动运行指示灯SB6破碎机手动按钮HL8紧急停车指示灯SB7提升机手动按钮HL9系统正常运行指示灯SB82#送煤机手动按钮HL10系统故障指示灯SB9回收机手动按钮HA报警电铃KMM1M6，YA运行正常信号HL16输煤机组单机运行指示FRM1M6，YA过载保护信号输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4SB9为6个控制按钮，手动时单机

5、操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1HL6为MlM6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。2输煤机组控制要求。(1) 手动开车/停车功能 SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，通过SB4SB9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全(2) 自动开车/停车功能 SA1手柄指向右45º时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。1) 正常开车按下自动开车按钮SB1，音

6、响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。2) 正常停车按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；

7、10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。3) 过载保护输煤机组有三相异步电动机M1M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。4) 紧急停车输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩

8、大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。5) 系统正常运行指示输煤机组中，拖动电动机M1M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。6) 相关参数1) M1M6及磁选料器YA功率如图11-11中所示。2) 指示灯HL：0.25W，DC24V。3) 电铃HA：8W，AC220V。1.2 输煤系统简介 随着生产过程的控制规模不断增大

9、，运行参数越来越高，生产设备及其相应的热力设备和系统更加复杂。输煤系统是热力系统的重要组成部分，是锅炉车间燃料供应的有力保证。输煤机组工作效率的提高是整个工艺过程的关键因素，而整个输煤过程往往采用远程控制，这就对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方法不能得到满意的测控效果。因此，在输煤系统中往往选择比较有优势的PLC（可编程控制器）控制系统，使整个控制过程具有正常运行、事故处理、参数监测、故障报警、装置调控、危险保护等功能。 输煤系统的主要特点有： 1.系统设备多。设备种类多。给煤机、翻车机、斗轮堆取料机、皮带输送机、碎煤机、筛煤机、犁煤器、三通挡板、除尘器、取样机、

10、煤味监测装置、皮带秤等。设备数量多。电厂输煤系统设备数量一般均为100多台。 2.系统分部广。输煤系统设备布设分散、作业线长、运行方式灵活多变，分部一般在几公里的范围内，有的大型火电厂甚至更远。 3.系统故障点多。皮带的拉断、跑偏、超载、撕裂；碎煤机的超温、超振；三通挡板及犁煤器等的卡死或不到位；皮带、筛煤机的堵煤现象等。 4.工艺流程复杂。多种煤源设备取煤通过电动三通挡板的切换经皮带输送机（一般均为双路）传送到原煤仓。可以组成几十种甚至上百种工艺流程。 5系统运行环境恶劣。输煤系统运行环境粉尘飞扬，水、灰、煤粉比比皆是，特别市夏日煤仓气温高达50。&#

11、160;1.3 PLC简介 在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。但继电器控制领域有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，PLC控制系统产生了。继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。在许多领域都有广泛的应用。PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高输煤机的功能

12、和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制输煤机组这个课题。（二）PLC控制系统设计 2.1硬件系统设计 2.1.1控制系统主电路图设计 按照设计要求，给料器M1、1#送煤机M2、破碎机M3、提升机M4、2#送煤机M5和回收电动机M6由6台三相异步电动机拖动。磁选料器YA由两相电源提供。负载M2-M6由接触器KM2-KM6控制，给料器M1和磁选料器YA共同由KM1控制。由于破碎机M3功率为13KW和2#送煤机M5功率为75KW都比7.5KW大，所以采用星三角降压启动。其余负载均采用直接启动方式。主电路图见图2-1.图2-1主电路图（1） 主回

13、路中交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分别控制三相异步电动机M1给料电动机，M2送煤电动机，M3破碎电动机，M4提升电动机，M5送煤电动机，M6回收电动机。 （2）热继电器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6的作用是对电动机M1、M2、M3、M4、M5、M6实现过载保护。（3） 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6分别实现各负载回路的短路保护。 2.1.2程序流程图 软件部分即程序的设计，程序设计要根据I/O地址的分配和要实现的功能结合硬件电气的连接进行编程，来实现设计系统要完成的功能，PLC进入运行状态后

14、，首先进行手动/自动的选择，所以程序的主流程图如图2-3所示。图2-2程序的主流程图当系统以手动方式运行时，是单个设备点动控制，较为简单，这里不再做程序流程图。当系统以自动方式运行时，PLC运行的程序流程图如图2-4所示。图2-3 PLC运行的程序流程图2.2 I/O分配表2.2.1输入表2-1输入地址分配表工作名称输入口启动I0.4正常停止I0.5紧急停车I0.6给料器和磁选料器过载保护I1.1送煤机过载保护I1.2破碎机过载保护I1.3提升机过载保护I1.4送煤机过载保护I1.5回收机过载保护I1.62.2.2输出口表2-2 输出地址分配表工作名称输出口给料器Q0.1送煤机Q0.2破碎机Q

15、0.3提升机Q0.4送煤机Q0.5回收机Q0.6给料器和磁选料器运行指示HL1Q1.1送煤机运行指示HL2Q1.2破碎机运行指示HL3Q1.3提升机运行指示HL4Q1.4送煤机运行指示HL5Q1.5回收机运行指示HL6Q1.6警报Q1.7音响Q0.7系统故障指示灯Q1.0磁选料器Q0.0（三）课程设计内容3.1梯形图输煤机组的控制过程分为自动和手动控制方式。在自动控制模式下，要求各负载从M6到M1逆序自动启动，并能从M1到M6顺序自动停止。同时，该输煤机组还能在手动控制模式下进行点动，以便调试和维修。而且，该系统还能实现过载保护、紧急停车和故障提醒功能，并有相应的指示报警功能。所以，我们应该主

16、要采用定时器指令和顺序控制指令对本控制系统进行程序设计。其梯形图如下：图3-1 PLC输煤机组控制梯形图3.2语句指令表图3-2 程序语句表（四）心得体会本次课设是放在学期末做的，时间仓促，但是还是收获到了不少的知识。通过本次课设，是我更加体会到PLC这门课的趣味，使我产生了更加乐趣。在这次课设总中，自己一个人完成了所有课设的内容，这是以前做课设所没有过的，通过本次课设补充了上课没有学到的指令，程序设计思想，更加熟练使用STEP7软件，了解该软件的用法，也使我锻炼了动手实践的能力和快速学习，快速应用的能力。在调试过程中难免会遇到各种各样的问题，在同学老师的帮助下还是顺利的解决了。一分耕耘，一分收获。付出总会有所收获，