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1、设计阐明了锅炉自动输煤系统时基本构成及特点，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，分别论述其优缺陷并且根据控制规定，本设计采用PLC控制，实现自动化控制。用PLC输煤程控系统，不仅实现了设备运行B自动化管理和监控，提高了系统日勺可靠性和安全性，并且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。PLC不仅能实现自动化控制，还具有迅速响应，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诸多。关键词：锅炉自动输煤系统、PLC.自动化错误!未定义书签。第1章选题背景与课设规定1.1 选题背景错误!未定义书签。1.2 设计内容及规定错误!未定义书签。第2章方案论证错误!
2、未定义书签。1.3 1PLC控制系统设计0原则和措施错误!未定义书签。2. 2方案确实定错误!未定义书签。第3章PLC控制系统设计错误!未定义书签。2.1 硬件系统设计错误!未定义书签。2.1.1 控制系统主电路图设计错误!未定义书签。2.1.2 电器元件B选择错误!未定义书签。3. 2软件系统设计错误!未定义书签。3.2.1I/O地址分派表错误!未定义书签。3.2.2PLC控制电路接线图错误!未定义书签。3.2.3系统工作流程图错误!未定义书签。梯形图错误!未定义书签。第4章系统调试错误!未定义书签。第5章设计心得错误!未定义书签。参照文献错误!未定义书签。第1章选题背景与课设规定1.1 选
3、题背景煤是我们生产生活中的重要原料。输煤系统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原因，但整个输煤过程往往采用远程控制，这就对自动控制的设计提出了很高时规定，因此，在输煤系统中我们选择PLC控制系统，使整个控制过程具有正常运行、事故处理、故障报警、装置调控、危险保护等功能。输煤系统的重要特点有：1 .系统设备多。设备种类多。设备数量多。2 .系统分部广。3 .系统故障点多。4 .工艺流程复杂。之前用日勺继电器控制有着十分明显B缺陷：体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢，尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，导致时间和资金的严重挥霍。为了变化
4、这一现实状况，PLC控制系统产生了。PLC的长处是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了深入提高输煤机的功能和性能，我们选择用PLC来控制输煤机组这个课题。1.2 设计内容及规定本课程设计任务重要是锅炉车间输煤机组系统0设计，有多种电动机带动，详细内容如下：输煤机组控控制系统示意图如图17所示。M6(3kW)图1-1输煤机组示控制系统意图输煤机组日勺拖动系统由6台三相异步电动机M1M6和一台磁选料器YA构成。SAl为手动/自动转换开关,SBl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。HA为开车/停车时讯响器，提醒物煤机准备起动请注意安
5、全。HLl-HL6为M1M6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，HLIO为系统故隙指示。输煤机组控制规定如下1、手动开车/停车功能SAl手柄指向左45。时，接点SAl-I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/停车时均有音响提醒，保证检修和调试时人身和设备安全。2、自动开车/停车功能SAl手柄指向右45。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SBl,音响提醒5s后，电动机M6-M1逆序启动起动运行，并点亮指示灯HL6-HL1；IOs后，点亮HL9系统正常运行指示灯，
6、输煤机组正常运行。2)正常停车按下自动开车按钮SB2,音响提醒5s后，电动机MI-M6次序停车并熄灭HLI-HL6指示灯，同步，熄灭HL9系统正常运行指示灯；并熄输煤机组所有正常停车。3)过载保护输煤机组有三相异步电动机MlM6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，假如电动机、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HLlO点亮，HA电铃断续报警20s,HLlo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，也许会突发多种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不一样，当按下红色蘑菇
7、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IOS停止，紧急停车指示灯HL8持续闪亮直到事故处理完毕，答复正常生产。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按照程序所有正常起动运行后，HL9指示灯点亮。假如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HLlO点亮，输煤机组停车。有关设备参数如下：(I)MI-M6及磁选料器YA。(2)指示灯HL：0.25W,DC24Vo(3)电铃HA：8W,AC220Vo输煤机组控制信号阐明:输煤机组是一种为锅炉供煤的设备，它的稳定可靠工作直接关系到整个锅炉的正常运行.因此要进行输入输出信号进行详细阐明
8、，详细状况见下表:输入输出文字符号阐明文字符号阐明SAl-I输煤机组手动控制开关KMl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SBl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提高机接触器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提高机手动按钮HL9系统正常运行指示SB82#送煤机手动按钮HLlO系统故障指示灯SB9回收机手动按钮HA报警电铃KMMl-M6,YA运行正常信号HL1-HL6输煤机组单
9、机运行指示FRM1-M6过载保护信号表1-1输煤机组控制信号阐明第2章方案论证1.1 PLC控制系统设计的原则和措施对于电气控制设备，任何PLC控制系统的设计都是在控制方式和电动机技术数据确定后来进0是设备控制规定和工艺流程的详细化。PLC控制系统设计应当遵照如下原则：D应最大程度地满足生产机械的工艺规定，并能根据需要以便地进行修改。2）轻易掌握，便于操作。3）整个PLC控制系统及控制电路安全可靠，简朴，具有较高的性能价格比。4）合理地选择PLC机型及电器元件。2. 2方案确实定由于该系统控制输入点数较多，有2个输入开关分别控制手动控制，9个输入按钮分别为SBl和SB2为自动开车/停车按钮，S
10、B3为事故紧急停车按钮，SB4SB9分为6个电动机控制按钮。输出点数也较多，假如采用继电-接触器控制方式，控制电路将会很复杂，并且可靠性难保证。因此，用PLC进行控制，不仅能满足控制规定、控制以便简朴，并且具有较高的可靠性。因此，本设计应采用PLC进行控制。第3章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规定，给料器Ml、1#送煤机M2、破碎机M3、提高机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Ml和磁选料器YA共同由KMI控制。由于破碎机M3功率为13KW和2
11、#送煤机M5功率为75KW都比7.5KW大，因此采用星一三角降压启动。其他负载均采用直接启动方式。主电路图见图3-1.1）主回路中交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分别控制三相异步电动机Ml给料电动机，M2送煤电动机，M3破碎电动机，M4提高电动机，M5送煤电动机，M6回收电动机。2）热继电器FR1FR2、FR3、FR4、FR5、FR6B作用是对电动机Ml、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。4） QF为电源总开关，既可完毕主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用较为以
12、便。2.1.2 电器元件的选择（1）输入/输出接口（I/O）数量；输入端口14个，输出端口10个，SIMATICS7-200系列PLC硬件配置灵活，既可以用一种单独的S7-200CPU构成一种简朴的数字量控制系统，也可通过扩展电缆进行数字量I/O模块、模拟量I/O模块或智能接口模块的扩展，构成较复杂的中等规模控制系统。(2)由于负载有直流供电有交流供电，因此采用输出形式为继电器。(3)对于CPU224模块，本机输入地址为I0.0-I0.7和11.1-11.5,输出地址为、0.090.7和QLO-QLl。由于基本单元自带的II/O接口不能满足控制系统规定，因此需要数字量I/O扩展单元。，与基本的
13、单元相连，并使基本单元的寻址功能对模块上的I/O接口进行控制。S7-200系列PLC目前可以提供的有3种类型的数字量输入/输出模块，即EM221,EM222,EM223,查阅数字量输入/输出模块各类型型号特点，首先采用一种EM222的8继电器输出；扩展模块EM222/、JI/O地址范围是Q2.0-Q2.7,不能满足控制规定，又由于CPU224可以扩展7个模块，由于控制规定输出有21个，另需一种EM223日勺DI4DO4*DC24V/继电器；扩展模块EM223的)1/0地址范围是、3.0-(23.3,满足系统控制规定。本机与扩展连接形式见图3-2模块连接图。图3-2模块连接图2.2 软件系统设计
14、2.2.1 I/O地址分派表对软件设计来说，分派I/O点地址后来才可以进行编程，才可以绘制电气接线图、装配图，根据接线图和安装图安装控制柜。由上硬件系统0选择可知控制系统由一种CPU224及两个扩展模块EM222,EM223,各模块各分派地址如下:CPU224基本单元的I/O地址如下:10.010.k10.210.3、10.4、10.510.6、10.7Il.kI1.2I1.3I1.411.5、I1.611.7、Qo.0、QO.1、Qo.2、QO.3、Qo.4、QO.5、QO.6、Qo.7、QI.0、Ql.1第一种扩展模块EM2220I/O地址：Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4
15、、Q2.5、Q2.6、Q2.7第二个扩展模块EM223的I/O地址：Q3.0、Q3.1、Q3.2PLC输入输出接口地址分派表见:序号工作名称文字符号输入口I输煤机组手动控制开关SAl-I10.12输煤机组自动控制开关SAl-210.23输煤机组自动开车按钮SBl11.14输煤机组自动停车按钮SB211.25输煤机组紧急停车按钮SB311.36给料器磁选料器手动按钮SB411.471#送煤机手动按钮SB511.58破碎机手动按钮SB611.69提高机手动按钮SB711.7102#送煤机手动按钮SB812.011回收机手动按钮SB912.112MI-M6,YA过载保护信号FR10.0表3-5输入接
16、口地址分派表序号工作名称文字符号输出口1给料器磁选料器接触器KMlQ0.121#送煤机接触器KM2Q0.23破碎机接触器KM3Q0.34提高机接触器KM4Q0.452#送煤机接触器KM5Q0.56回收机接触器KM6Q0.67紧急停车指示灯HL8Q1.78系统正常运行指示灯HL9Q2.19系统故障运行指示灯HLlOQ2.210报警电铃HAQ2.011输煤机组单机运行指示HLlQLl12输煤机组单机运行指示HL2Q1.213输煤机组单机运行指示HL3Q1.314输煤机组单机运行指示HL4Q1.415输煤机组单机运行指示HL5Q1.516输煤机组单机运行指示HL6Q1.6表36PLC输出接口地址分派
17、表2.2.2 PLC控制电路接线图SAL-IIMIL10.0Q0.0IO.LQ0.110.2Q0.三10.3Q1.3220VKMlKM2KM3KM4SAl-SBLSBEB3SB4SB5l720V3IO5CPUaa4Qd4I0.GQo.510.7q062M11.0IL.111.2IL.33I_Q0.7Q1.0Ql.l,|l_KM5KMGKM7U11SB7SB8SB9KM0AEEOVR6FR5FR4FR3FR2R1FFPFr-*KM8KM9KMlO=7u-l.OV24VIL.4M1.+22ACP4LLQ2.0Q2.11.+Q2.eMQ2,3LQ2.43LQ2.5EM222026Q2.7III1HL
18、7HL8HL9HLlO-HA24VCg-HLlHL2HL34l_1.+EM223030M31Q3.21tU4VI,HL4HL5HLG-J绘制PLC控制电路接线图，如图2-2。图3-3I/O接线图3. 2.3系统工作流程图S84闭合二yyY总动/1、lYA、HULSBSffl-、动/2、HL2586商与二,Y、加B、HL3SB7ffl-动/4、|_HL4_SB8用”Y动/5、HLSSB9仰色二WY起苏16、HL6图3-4系统工作流程图梯形图输煤机组的控制过程分为2个，分别是自动运行方式和手动控制方式。在自动控制模式下，规定各负载从M6到Ml通过同样间隔时间逆序自动启动，然后从Ml到M6次序自动通
19、过同样间隔时间停止。同步，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。并且，该系统还能实现过载保护、紧急停车和故障提醒。因此，我们应当重要采用定期器指令和次序控制指令对本控制系统进行程序设计。其梯形图如下:Fq绪I网绪杯迤I自动控制开车I网络2I顺序开车计时器T37SA1:10.1T38INTON100-PT100mS网络3I顺序开车计时香T 38SA1:10.1T39INTON100-PT100ms网络4I顺序开车计时罟T39SA1:10.1T401|1/|11NTON100-PT100mSIN TON100-PT100ms网络6I顺序开车计时器SA1:10.1/I-T42INT
20、ON100-PTIClelm$网络7I正常停车程序TONIN100-PTIeIoms网络9I正常顺序停车计鼐T48SA1:10.1T49INTON100-PTINTON100-PTIOClms网络11正常顺序停车计时器T50TSAHQI/1T51100-INTONPT100ms符号地址I注释SA110.1网络12正常顺序停车计瞎T51SA1:10.1T52InTON10ORTIOo ms网络13I潟机运行状态网络14I珥机运行状态网络15I4机运行状态一网络17I潟机运行状态网络1811号机运行状态网络1911号机手动启僖一网络20I2号机手动启停网络21I骋机手动启停11.6M0.3)网络2
21、2I4号机手动启停11.7M0,4TIIPl()网络23I婚机手动启停M0.5( )I2.0网络24I混机手动启信12.1M0.6)网络25I紧急噌车网络26IH随铃报警T网络27I正常运行指示灯HL9的延时T42SA1:10.1T58100-PT100ms网络29I正常启动灯光HL9和故障灯光HLloSA2J0.2Q1.2/ IQ1.31 / 1Q1.4I / 1Q1.第4章系统调试1、硬件调试：硬件调试是运用开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查顾客系统硬件中存在时故障。静态调试第一步：用万用表测试。先用万用表复核也许有疑问的连接点，再检测多种电源线与地线之间与否有短路现象。第二
22、步：加电检测。检测所有的插座或是器件的电源端与否符合规定的值.第三步：是联机检查。由于只有用可编程控制器开发系统才能完毕对顾客系统的调试。动态调试首先我们进行了自动的调试。按下SBl,自动部分开始运行，5秒后，第一种灯亮，10秒后第二个灯亮，直到最终一种灯亮。当灯所有亮时，正常运行指示灯HL9亮；假如又一种或几种灯不亮，那么系统故障指示灯就会亮。按下手动停止按钮SB2,5秒后，第一种灯熄灭，10秒后第二个灯熄灭，按此直到最终一种灯熄灭。2、软件调试：通过对顾客程序的汇编、执行来发现程序中存在的语法错误加以排除纠正的过程。查看程序与否有逻辑的错误。假如出现故障，应返回编程环境，检查梯形图的错误并
23、修改程序再进行调试。第5章设计总结这次的课程设计，让我感受深刻，首先让我对PLe有了深入的理解，而不是只是书本上0知识，还让我懂得了怎样用编程来编写梯形图和CAD,让我学到了诸多新的知识，复习了旧的知识。老师的协助和同学的合作也是必不可少的，老师从主线上指出了诸多设计上的缺陷让我们改正，例如怎样在任意时刻对自动运行进行暂停和重启，我们由此受到了启发，在程序中加入了紧急暂定开关。同学们B共同讨论也让我受益匪浅，我们通过对同一控制对象两种控制方式0对比，直观地证明了PLCB优越性，让我们体会到了PLC在未来生产生活中的重要性。这次课设，不仅让我提高了查阅资料和动手的能力，还培养了我们日勺团体合作精
24、神。通过本次课设，我加深了对PLC控制系统的深入理解，清晰地认识到其在现代化生产生活中所起的巨大作用。但愿这次课设中学到的东西可以在我未来的工作生涯中也同样发挥重大作用。参考文献Hl王曙光.S7-200PLC应用基础与实例.人民邮电出版社,202312于庆广.可编程控制其原理与系统设计.北京：清华大学出版社，20233程子华.PLC原理与实例分析.北京:国防工业出版社，20234廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，20235李缓.PLC原理与应用.北京：北京邮电大学出版社，20236刘洪涛，黄海编.PLC应用开发从基础到实践.电子工业出版社,20237张新军.电气控制与PLC技术及应用.济源：济源职业技术学院出版社，20238张进秋.可编程控制器原理及应用实例M.北京：机械工业出版社，2023
