对辊式破碎机控制系统设计毕业设计(论文)说明书(编辑修改稿)

对辊式破碎机控制系统设计毕业设计(论文)说明书(编辑修改稿)内容摘要：

于机械设计的每一个细节，如操作台面的高低、操作程序的合理化、操作界面的视觉效果（视疲劳的产生程度）、操作的安全性、维修的方便性、调整的方便性等。 制料厂家由于各种因素对 破碎机更新换代比较频繁，那么一种型号的设备就不能只用于一种产品的。 由于不同破碎机的态、特性，即使工艺相同，也会涉及到模具不同、加料方式不同等问题。 现今市场上的破碎机设备兼容性较小，适用也不广泛，一般为一对一的，既使可以包不同的破碎机，更换模具也不是很方便。 如果把工序相同或类似的机械做成一种或几种标准设备，需要更换的部位做成能独立运行的基本单元体，通过接口相连实现和主机的连机，使其和主机成为一个共同体（类似积木的形式，可以根据要求进行组合），在实际应用中根据自己的需要对基本单元体进行自行组合就行了。 如果能实 现这种设计，既方便操作者更换模具，又可以极大的减少浪费，同时增大了机器的灵活性和适用性。 实现自动化 自动化已成为一种必然的趋势，而且我们也正朝着这个方向努力。 但现在的自动化只能说是相对的，要实现真正的自动化我们的路还很长，会碰到诸如检测、自动调整等一系列问题。 对形态各异、物理特性各不相同的破碎机在检测过程中所碰到的问题会更多，而检测之后数据的传输和处理，对控制系统的要求也不会就停。 留在当前的程度上。 这需要电子行业和行业的共同努力，需要医料机械能够将新的电子技术及时的应用到实践中来，需要两个行业 的共同探索。 有些制料机械企业已经开始用伺服电机控制代替传统的传动系统，这种替代就是对传统框框的一种改革和突破。 用伺服系统控制的传动系统即可以通过程序的编写来控制整个动作的同步问题，又可以消除传统传动系统容易形成积累误差的缺点，在调试的过程还可以对每个动作单独控制，也节省了调试所形成的浪费。 在自动化的设计中我们强调“模块化”设计，将相关动作分解开来，由系统独立控制，并可方便地实现整体控制，实际上是增加了机械运行和调节的灵活性，提高了自动化。 在对医疗机械进行自动化上，我们对自动化定义越来越广，越来越河北联合大学电气工程学院 4 细，研究的 也越来越深，从一种机械自动化上升到整个车间的自动化，从的一部分工序到整个过程，整条生产线及整个车间的设计将成为一种必然的趋势。 整体自动化车间的设计，实际上是对破碎机提供一套完整的解决方案，是对自动化一种全新的飞跃，随着这种趋势的发展，工业也会加入其中，发挥它强大的功能。 从绿色设计的角度看待机械，我们需要改进的地方还很多。 泡罩采用的无边冲裁，就是成功的典型一例，它既是破碎机厂家的节约之举，也是社会资源的节约，同时还减少了环境污染。 刚刚修订过的《固体环境污染防治法草案》 ,草案的实施对过度问题提出了具体的限制， 虽然仍不完善，但这说明国家已经将所引起的环境问题提到日程上来了。 据统计，垃圾已经占到生活垃圾的 30%，而这些垃圾绝大部分都是过度。 顺着这个思路思考一下医料机械的整体状况，就会发现我们距离“绿色”有多远。 我们应当遵守这样一条原则：减少一切可以避免的，一切废品都是浪费，都可能对环境造成污染。 在这条原则的下，我们可以从结构、工艺组合及原材料等方面来考虑我们的机械。 第 3 章 可编程控制器 PLC 原理及选型 5 第 3 章 可编程控制器 PLC 原理及选型 PLC 发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件 进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。 传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 Programmable Controller（ PC）。 个人计算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller（ PLC）。 上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。 在这时期， PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高， PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 PLC 的应用现状 自 20 世纪 60 年 代中期以来 PLC 产品在电力、冶金、化工等行业发挥了重大作用 , 尤其近 20 年来计算机和信息技术的飞速发展 , 不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格 , 使 PLC、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步 , 也使 PLC 的广泛应用成为可能。 下面通过两组数据 (引自工控网 ) 说明 PLC 的应用现状。 PLC 在冶金行业的市场将持续增加 20xx 年中国的工业出现了快速增长 , 工业产值同比增长在 12% 以上 , 而且中国的最大钢铁出口对象 — 美国在 20xx 年下半年取消了钢铁附加税 , 中国钢材对其出口也将迅速回升。 这些有利 因素刺激了中国冶金行业的投资。 据调查 , 中国冶金行业对设备的投资同比增长接近50%。 冶金设备的大量增长带动了 PLC 在该行业的增长 , 20xx 年 PLC 在冶金行业的市场达到 216 亿元 , 20xx 年有望达到 3 亿元。 河北联合大学电气工程学院 6 PLC 在纺织行业的应用分析。 在中国 , PLC 在纺织机械上的运用已经有 17 年的历史了 , 从最早的进口合成纤维生产设备到目前的中小型纺机 , PLC 无处不在。 占各类纺织机械 60% 以上的织机平均每台带有一个小型的 PLC, 主要用于检测、报警、速度控制和机器启停控制。 纺机的比例在纺织机械中 不到 5% , 却用到更多的 PLC, 单台纺纱机最多用到 17台 PLC, 主要是 60个 IO点以下的微型产品。 梳棉机也用微小型 PLC 控制。 其它各类纺织机械基本上都采用 PLC 控制 , 只有一些相对简单的设备采用单片机或者其它控制方式。 纺织机械的辅助设备也主要由 PLC 控制 , 如循环水系统、空调系统、蒸气系统、废水处理系统、线等。 实际上 PLC 在中国的应用已分布到各行各业 , 根据工控网的调查 , 20xx 年中国控制类产品市场 PLC的占有率已超过 50% , 而且保持着 10%～ 15%的发展速度。 PLC 控制 系统的发展前景 现在 ,虽然出现了性能更加优越的 DCS 和 FCS 控制系统 , PLC 控制也终将会被先进的 FCS 控制所取代 ,但是目前以及今后相当长的一段时间 , PLC 还会与 DCS 和 FCS 共存 ,这主要基于以下原因 :(1) 现在企业的确正在朝着自动化、信息化、开放化的方向发展 ,但这并不意味着要将现有控制系统推倒重来。 企业投入大量的人力和财力建立起来的 PLC 控制系统已经成型 ,如果要完全推翻再建立新的 DCS 或 FCS 控制系统 ,需要更大的资金投入 ,将造成很大的浪费。 (2) 基于以上市场需求 ,许多软件厂商 (例如 : 华富惠通软件公司 ) 正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络 ,开发控制系统软件 ,帮助企业实现工厂自动化、信息化 ,为企业提供控制系统与管理网络的集成。 (3) 目前 , PLC 的功能增强、结构优化 , IO 模块趋向分散化、智能化 ,编程工具和编程语言更具标准化和高级化。 (4) PLC 的联网通信能力增强 , 向高速度、多层次、大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。 (5) 现在的 PLC 系统与 DCS 技术、现场总线IO技术相结合 ,结构开放、扩展方便、技术先进、价格低廉。 由以上分 析可以预见 ,未来 PLC 将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展 ,故 PLC 虽然面临其它自动化控制系统的挑战 ,但同时也在吸收它们的优点 , 互相融合 ,不断创新 ,在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存 ,共同发展。 可编程序控制器 PLC 的分类 PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。 对 PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和 I/O点数的多少等进行大致分类。 第 3 章 可编程控制器 PLC 原理及选型 7 （ 1） 按结构形式分类根据 PLC的结构形式，可将 PLC分为整体式和模块式两类。 PLC 整体式 PLC是 将电源、 CPU、 I/O接口等部件都集中装在一个机箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。 小型 PLC一般采用这种整体式结构。 整体式 PLC由不同 I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。 基本单元内有 CPU、 I/O接口、与 I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。 扩展单元内只有 I/O和电源等，没有 CPU。 基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。 整体式 PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。 PLC 模块式 PLC是将 PLC各 组成部分，分别 做 成若干个单独的模块，如 CPU模块、 I/O模块、电源模块（有的含在 CPU模块中）以及各种功能模块。 模块式 PLC由框架或基板和各种模块组成。 模块装在框架或基板的插座上。 这种模块式 PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。 大、中型 PLC一般采用模块式结构。 还有一些 PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。 叠装式 PLC其 CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。 这样，不但系统可以灵 活配置，还可做得体积小巧。 （ 2） 按功能分类根据 PLC所具有的功能不同，可将 PLC分为低档、中档、高档三类。 PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。 主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。 PLC 除具有低档 PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。 有些还可增设中断控制、 PID控制等功能，适用于复杂控制系 统。 PLC 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。 高档 PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 （ 3） 按 I/O点数分类根据 PLC的 I/O点数的多少，可将 PLC分为小型、中型和大型三类。 PLC——I/O点数 小于 256点；单 CPU、 8位或 16位处理器、用户存储器容量 4K字以下。 2. 中型 PLC——I/O点数 256～ 2048点；双 CPU，用户存储器容 量 2～ 8K。 河北联合大学电气工程学院 8 PLC——I/O点数 2048点；多 CPU， 16位、 32位处理器，用户存储器容量 8～ 16K。 PLC 的选型方法 在 PLC 系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程设计选型。 工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。 PLC 及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用 PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统， PLC 的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。 熟悉可编程序控制器、功能表图及 有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。 PLC 电源的选择 PLC 的供电电源，除了引进设备时同时引进 PLC 应根据产品说明书要求设计和选用外，一般 PLC 的供电电源应设计选用 220VAC 电源，与国内电网电压一致。 重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。 如果 PLC 本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。 为防止外部高压电源因误操作而引入 PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 PLC 按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按 CPU 字长分为 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。 从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型 PLC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型 PLC 提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可较合 理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 第 3 章 可编程控制器 PLC 原理及。