毕业设计论文-￠2613m水泥磨电气控制系统设计

毕业设计论文-￠2613m水泥磨电气控制系统设计内容摘要：

三个压力控制器参与压力设置点的控制 ， 当出油口油压下降到 ， 一个压力控制器发出声光报警信号 ， 同时启动备用油泵投入工作。 当备用油泵投入工作后 ， 油压恢复到 时 ， 另一个压力控制器发出正常工作信号 ， 切断备用泵。 第三个压力控制器用于系统最高压力控制。 当油压达到 时 ， 发出声光报警信号。 3） 油流控制：在润滑站的进油口处设置油流信号器用于监视管路油流变化情况 ， 当管路中油流量低于油流信号器设定的油流量控制值时 ， 油流信号器发出油流不足的声光报警信号。 4） 油温控制：用一个电接点温度计测量油箱内油液温度的变化情况对电加热器实施控制。 当油箱内油液温度低于 15℃时 ， 禁止主电机运行 ， 同时电加热器自动投入工作。 当达到 25℃时 ， 电加热器自动切断。 温度控制 器用于当出油口处的最高油温值达 55℃时 ， 发出声光报警信号。 5） 液位控制：在油箱内设有浮球式液位计一个 ， 用于显示油箱内油液位置上、下极限和信号控制 ， 当液位超过上限或低于下限时 ， 发出油箱内缺油的声光报警信号。 6） 双筒过滤器压差显示：在双筒过滤器上设有压差信号开关 ， 当通过双筒过滤器两端压差达到或超过 时 ， 发出滤芯堵塞声光报警信号。 7） TE521 主电机润滑站含有如下电气组件： 油泵电机： Y80S4V1， 2台 ， ， AC 380V， 50Hz。 电加热器： SRY2220/1， 3件 ， AC 220V， 2kW。 液位控制器： VQK02， 1 件 ， AC 20V： 200μ A， DC 24V：。 电接点温度计： WTZ288， 1件 ， AC 24～ 38V， 10μ A。 温度控制器： YWK50C， 1件 ， AC 380V： 3A， DC 220V： ， 阻性负载 ， 温度设定范围 50～ 60℃。 压力控制器： YWK50C， 3 件 ， AC 380V： 3A； DC 220V： 25A， 阻性负载 ， 压力设定范围 0～ 1MPa。 压差开关： CSⅡ ， 2 件 ， 触点容量 AC 220V： ， DC 24V：。 △ P=。 油流信号器： ， 1件 ， AC 220V 或 DC 220V： 1A。 设计方案 7 ② 应保证主减速机润滑站 TE525 的正常运行。 主减速机润滑站 TE525 油泵电机型号为 Y112M6B8（ 功率为 ） ， 没有油流控制器但多了一个电接点温度计 ，其余的电气组件及控制要求与主电机润滑站基本相同。 多出的另一个电接点温度计用于电磁水阀的控制 ， 当温度达到 45℃时 ， 电磁水阀打开 ， 投入冷却水用于降温。 直到油温达到 35℃时 ， 关闭电磁水阀 ， 冷却水自动停止供应。 ③ 应保证进料端和出料端主轴承润滑站 TE332X 的正常运 行。 磨机的主轴承润滑采用静压 （ 高压泵 ） 起动及动压 （ 低压泵 ） 润滑的形式 ， 每一台润滑装置供一端的主轴承润滑 ， 需进料端和出料端润滑站各 1台。 电器组件参数为： 低压油泵驱动电机： Y90S4V1， 2台。 高压油泵驱动电机： Y100L14V1， 2台。 油箱用电加热器： SRY2220/2， 3 个。 油箱用液位控制器： VQK02， 2个。 电接点温度计： WTZ288， 2个。 温度控制器： WZK50C， 1个。 低压压力控制器： YWK50C， 3个；高压压力控制器： D504/TD， 2 个。 油流信号器： LCK32， 1 个。 冷却水电磁水阀： ZCS25P， 1个。 过滤器压差开关： CSⅡ ， 2个 ， 触点容量 DC 24V，。 TE332X 高低压润滑站的控制功能要求为： 1） 本装置设低压供油油泵电机组两台 ， 高压供油油泵电机两台；两台油泵电机中 ， 一台正常工作 ， 一台备用 ， 两者互为备用关系。 高压系统可独立工作。 2） 本装置高低压供油系统中设有压力、油流量、温度等控制点 ， 只有在本装置进入正常工作状态时 ， 磨机才能起动。 3） 低压供油系统的压力控制同主电 机润滑站要求基本相同。 ④ 在主控室里用仪表实时显示主轴承 4个测温点的实 际温度值。 当任一测温点的温度达到上限值 65℃时 ， 应有声光报警信号 ， 以提醒操作人员注意。 当温度达到上上限 70℃时 ， 应自动关闭主电机 ， 使水泥磨停止旋转 ， 以避免烧毁主轴承的重大事故。 TEX332 机械图如图。 图 TEX332机械设备 萬花樓大学（ 学院本科毕业设计 8 3 硬件电路设 计 主电机的控制 主电机为电压 6kV， 功率 1000kW 的高压绕线转子型大功率电机。 它是一种长期工作制的恒转矩类负载 ， 这类机械不要求调速 ， 但带载起动困难 ， 所以应采用高压开关柜加液体电阻变阻起动柜的方式控制 ， 以满足重载起动和安全 性能两方面的要求。 高压开关柜可接收的外部信号为外部请求的主电机合闸信号、即时跳闸信号和紧急停车信号。 高压开关柜外引的信号为主电机定子合闸信号 ， 它是供水泥粉磨车间其他生产设备的连锁信号。 ① 主 电机为高压绕线转子型大功率电机 ， 采用高压开关柜加液体电阻变阻起动柜的方式控制。 ② 控制回路是在 串入了 4个润滑站均正常的连锁信号 1KA 2KA 3KA 4KA5和主 /辅限位器限位信号 LS（ 此时限位器应处于主电机为主的 1 状态 ）。 只有这两个信号均满足的条件下 ， 主电机 电机才能运行。 主 电机可通过四 条途径 进行 起动运行 与 保护 ： 1） 当转换开关 SA1 处于现场操作位置时 ， 通过主 电机现场操作箱上的起停按钮 （ SB11 和 SB12） 直接控制电机运转。 2） 在 4 个润滑站工作正常时 ， 继电器 1KA 2KA 3KA 4KA5 常开触点闭合 ， LS 是主电机 /辅助电机的限位器 ， 当它打在闭合端 （ 即 1端闭合 ） 时 ， 表示主电机处于工作状态。 此时按下起动按钮 SB11， KM1 接触器线圈得电 ， 其主触点 KM1闭合 ， 主 电机运转。 KM1 常开 辅助 触点是为实现自锁而设计的。 控制回路中串入 继电器 KM2 的常闭触点 ， 其作用是实现主辅电机间的互锁。 主 电机主控回路和控制回路中 断 路器 QF QF3 及热继电器 FR FR3 主要起过热过载的保护作用。 当按下停止按钮 SB12时 ， 接触器 KM1线圈失电 ， 主 电机停止运行。 当 KM1 线圈得电 时 ，接触器 KM 未得电 ， KM的主触点断开。 3） 主电机带水电阻起动柜起动。 当主电机开始起动时 ， 时间继电器 KT1 开始计时 ， 计时时间到 ， 其常开延时闭触点 KT1 闭合 ， 接触器 KM线圈得电 ， 其主触点闭合 ， 将主电机直接接地。 4） 当四个润滑站邮箱内温度低于 15℃时、 主轴承温度超过 70℃ 的情况下 ，在主机跳闸中间继电器 KA1 得电 （ 由 PLC 程序完成） ， 其常闭触点断开 ， 主电机停止运行。 当主电机定子温度超过 65℃ ， 电点接触温度计 ST3 断开 ， 主电机停止运行。 其对严重事故的产生起了很好的保护作用。 主电机运行时 ， 信号指示灯 HL21硬件电路设计 9 亮。 主电机控制原理图 如图 所示。 HL21FR187KM2SB12KM21SASB114KA53KA52KA51KA5LSQF11L1+EL5316421 3 52 4 61W211V21U21U22 V22 W221L21L32QF1KM1FR1+W23V23U235316427878KM2 4 61 3 5水电阻起动柜KM1KT1KM1KT1KMKA1ST3QF3FR312L12N 图 主电机控制原理图 辅助电机的控制 ① 辅助电机为笼型异步电动机 ， 可采用直接起动。 主回路的设计是一个典型的笼型电机直接起动原理图。 ② 控制回路是一个典型的正转反转电路 ， 在该回路中串入了 4 个润滑站均正常的连锁信号 1KA 2KA 3KA 4KA5 和主 /辅限位器限位信号 LS（ 此时限位器应处于辅助电机为主 的 2 状态 ）。 只有这两个信号均满足的条件下 ， 辅助电机才能运行。 辅助电机可通过两条途径起 动运行： 1） 当转换开关 SA1 处于现场操作位置时 ， 通过辅助电机现场操作箱上的起停按钮 （ SB21 和 SB22） 直接控制电机运转。 2） 在 4 个润滑站工作正常时 ， 继电器 1KA 2KA 3KA 4KA5 常开触点闭合 ， LS 是主电机 /辅助电机的限位器 ， 当它打在闭合端 （ 即 2端闭合 ） 时 ， 表示辅助电机处于工作状态。 此时按下起动按钮 SB21， KM2 接触器线圈得电 ， 其主触点萬花樓大学（ 学院本科毕业设计 10 KM2闭合 ， 辅助电机运转。 KM2常开 辅助 触点是为实现自锁而 设计的。 控 制回路中串入 继电器 KA2（ 主电机运行中间继电器 ） 的常闭触点 ， 其作用是实现主辅电机间的互锁。 辅助电机主控回路和控制回路中低压断路器 QF QF4 及热继电器 FRFR4主要起过热过载的保护作用。 当按下停止按钮 SB22时 ， 接触器 KM2 线圈失电 ，辅助电机停止运行。 辅助电机运行时 ， 信号指示灯 HL22亮。 辅助电机控制原理图 见图 所示。 87872 4 61 3 5U23 V23 W23+ELXX1:FR2KM2QF222L32L2W22V22U22U21 1V21 1W216425312 4 61 3 5+EL2L1QF2LS1KA52KA53KA54KA5SB21SA1KM2SB22KA278FR2HL22QF4 FR42 图 辅助电机控制原理图 PLC 地址分配 PLC 控制系统涉及的输入 /输出点数较多且类型复杂 ， 在安排输入 /输出时应按分类的原则进行 ， 这样既便于维护又不至于遗漏应 接的各种信号。 安排的原则是 4个润滑站的信号依次排列 ， 并在电气原理图上用文字提示出组件触点代表的是哪个润滑站的何种信号 ， 在电气图中各润滑站的组件代号按 1～ 4的顺序排列 ， 例如主电机润滑站压力低信号组件标号为 1SP1， 压力正常信号为 1SP2， 压力高信号为1SP3， 则其余各润滑站压力低信号依次为 1SP 2SP 3SP1。 在输入信号排列时按 4 个润滑站的信号在前 ， 整个系统共享信号在后的方法排列。 对单个润滑站来说 ， 接入输入端的信号依次为：低压泵 2电机及电加热器的保护信号 ， 泵电机的接触器触点保护信号以及压力、 温度、液位、流量、硬件电路设计 11 滤油器压差等信号 ， 还有作为整个系统的试灯、消警、油泵总起动、油泵总停止、主机 /辅助电机限位、主电机定子合闸、辅助电机工作、集中 /现场控制、联动和单动、主电机轴瓦测温上限、上上限等信号以及单片机温度检侧仪的上限、上上限报警的触点信号。 输出信号器件分为两类 ， 一类是接触器线圈及中间继电器线圈 ， 这些主要是各润滑站用于控制高、低压泵电机、电加热器的接触器 ， 表示润滑站正常、润滑站综合故障、允许主电机合闸、即时跳闸等需要向外引出连锁信号的中间继电器；另一类就是各种指示灯 ， 表示的范围主要有各润滑站泵电机 运行的状态、故障报警信号、主电机定子合闸、集中 /现场控制选择、进料端、出料端主轴承温高等信号。 水泥磨系统 PLC输入 /输出的内容与设计实例中水泥窑的输入 /输出较为相似 ，所不同的是水泥磨输入 /输出点较多 ， 需一个个排列 ， 在设计 I/O 表时要仔细对待。 本系统采用了三个机架 ， 各机架之间连线及 I/O 模块配置和地址定义如前所述。 各模块的输入 /输出信号均按润滑站的顺序及信号类型依次排列构成 I/O 表 ， 然后按 I/O 表顺序依次接入信号就完成了硬件接线图工作。 详见附录 A（ I/O 地址分配表 ）。 I/O 连接图 磨机中的四个 润 滑站 ， I/O 总数共计 230 个 ， 将其全部纳入 PLC 控制。 对这种数量较多的开关量控制系统 ， 选用中、小型的可编程控制器即可满足要求。 S7200系列具有极高的性能 /价格比。 S7200 系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性 、 极丰富的指令集 、 易于掌握 、 便捷的操作 、 丰富的内置集成功能 、 实时特性 、强劲的通讯能力 、 丰富的扩展模块。 因此 本设计选用的是 S7200系列 PLC。 磨机 PLC配置表如下： CPU226， 1 块。 扩展模块 ， 7块 ① 模块连线图 在做硬件连接图前 ， 应在 PLC 用户手册上查出所用各模块的接线图 ， 严格按连 接图接线。 ② I/O 接线图 从图 ， 本模块含有 8 个输入点 ， 输入点的一端接 DC 24V直流电源。 输出 点的一端接 AC 110V 电源的一相 （ 如本系统线路图中的 L22）。 输入、输出端点都要与对应端电源的另一端相连接。 其余 I/O 接线图见附录 B。 萬花樓大学（ 学院本科毕业设计 12 图 I/O接线图 温度检测仪的硬件电路 温度检测仪采用以 MCS51 单片机为核心的检测系统 ， 其原理为：将温度值经A/D 转换器送入 8051 单片机处理后 ， 将其显示在 4 个七段数码管上 ， 并能在检 测值超上限、上上限时 ， 输出两个闭合的触点信号送 PLC 系统处理。 温度传感器 AD590作为检测组件 ， 检测实际的主轴承温度 ， 经 3 个运算放大器 LM741 后将与温度信号成正比的 0～ 5V电压信号引入 A/D 转换器 ADC0804（ 单通道 8位逐次比较型 A/D转换器 ） ， 经模拟量到数字量转换 ， 产生 8 位二进制数字信号 D0～ D7， 接入 8051单片机的 ～ 端。 为了实时显示温度值 ， 在该电路中配备了 4 个 LED 数码管 ， 由 ～ 接译。