碎渣機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要--------------------------------------------------------------3</p><p>　　Abstact-----------------------------------------------------------4</p>

2、;<p>　　第 一 章 緒 論</p><p>　　緒論---------------------------------------------------------------------------------------------5</p><p>　　第 二 章 方案設(shè)計</p><p>　　方案的選擇----

3、--------------------------------------------------------------------------6</p><p>　?。ㄒ唬?方案一----------------------------------------------------------------------------6</p><p>　?。ǘ?方案二--------

4、--------------------------------------------------------------------6</p><p>　?。ㄈ?方案三----------------------------------------------------------------------------6</p><p>　　第 三 章 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計<

5、/p><p>　　二．機械結(jié)構(gòu)的計算------------------------------------------------------------------------7</p><p>　?。ㄒ唬?工作軸齒輪的計算-------------------------------------------------------------8</p><p>　

6、?。ǘ?碎渣牙輪及碎渣座的計算---------------------------------------------------9</p><p>　?。ㄈ?工作軸磨齒----------------------------------------------------------------------11</p><p>　?。ㄋ模?受剪螺栓-----------------

7、--------------------------------------------------------13</p><p>　?。ㄎ澹?磨齒的計算----------------------------------------------------------------------14</p><p>　?。?碎渣牙輪齒數(shù)的計算----------------------

8、------------------------------------15</p><p>　　（七）.焊接強度的計算----------------------------------------------------------------16</p><p>　?。ò耍?軸的計算---------------------------------------------------

9、----------------------17</p><p>　?。ň牛?軸承的計算----------------------------------------------------------------------19</p><p>　?。ㄊ?齒輪輪齒的計算----------------------------------------------------------

10、------20</p><p>　?。ㄊ唬?大齒輪輪轂的計算----------------------------------------------------------21</p><p>　?。ㄊ?彎曲疲勞強度的計算-------------------------------------------------------21</p><p>　

11、?。ㄊ?成型軸的表面擠壓應(yīng)力的計算-------------------------------------------22</p><p>　　（十四）.小齒輪軸鍵的選擇----------------------------------------------------------22</p><p>　?。ㄊ澹?間隔環(huán)尺寸的確定------------------------

12、----------------------------------23</p><p>　　（十六）.軸承座固定螺栓的計算----------------------------------------------------24</p><p>　?。ㄊ撸?花鍵軸的計算----------------------------------------------------------

13、------25</p><p>　?。ㄊ耍?軸承座的設(shè)計及其計算----------------------------------------------------26</p><p>　　（十九）.軸承的潤滑-------------------------------------------------------------------27</p><p&

14、gt;　　（二十）.聯(lián)軸器的選擇----------------------------------------------------------------27</p><p>　?。ǘ唬?側(cè)板的計算----------------------------------------------------------------27</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計

15、</p><p>　　基本思路-----------------------------------------------------------------------------------29</p><p>　?。ㄒ唬?PLC基礎(chǔ)知識-------------------------------------------------------------------30</

16、p><p>　　1 可編程序控制器--------------------------------------------------------------30</p><p>　　2 PLC的發(fā)展趨勢------------------------------------------------------------30</p><p>　　3 PLC的基本功

17、能------------------------------------------------------------30</p><p>　　4 PLC的特點------------------------------------------------------------------32</p><p>　　5 PLC的分類-------------------------

18、-----------------------------------------32</p><p>　　6 PLC應(yīng)用范圍---------------------------------------------------------------33</p><p>　　7 PLC 的工作方式--------------------------------------------

19、---------------33</p><p>　?。ǘ? PLC機型的選擇與系統(tǒng)控制</p><p>　　1 PLC的選型-------------------------------------------------------------36</p><p>　　2 PLC控制面版圖---------------------------------

20、----------------------36</p><p>　　3 梯形圖--------------------------------------------------------------------36</p><p>　　4 指令表--------------------------------------------------------------------

21、37</p><p>　　5 電機的選型及其計算--------------------------------------------------38</p><p>　?。ㄈ?變頻器的技術(shù)原理和應(yīng)用-------------------------------------------------39</p><p>　　1 變頻器的選型----------

22、-------------------------------------------------41</p><p>　　2 主電路其他電器的選擇-----------------------------------------------43</p><p>　　3 矢量控制及其原理--------------------------------------------------

23、---44</p><p>　　結(jié) 論-------------------------------------------------------49</p><p>　　致 謝-------------------------------------------------------50</p><p>　　參考文獻--------------------

24、----------------------------------51</p><p><b>　　附錄（中英文翻譯）</b></p><p><b>　　碎渣機的系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　碎渣機是電廠爐渣破碎的主要

25、設(shè)備,對爐渣的二次利用以及環(huán)境保護有重要的意義.碎渣機的機械結(jié)構(gòu)對出渣粒度以及出渣效率具有決定性的作用.所以機械部分是整個設(shè)備的關(guān)鍵.碎渣牙輪及碎渣座又是機械部分的核心,其決定著出渣效率及出渣粒度.因工作過程中受到非穩(wěn)定的沖擊載荷故對軸的要求是較高的.因采用開式齒輪傳動,且工作環(huán)境較為惡劣,故齒輪的加工要求也是較高的.所以采用調(diào)質(zhì)處理使齒輪具有一定的韌性并且保持齒面具有較高的硬度.對于控制部分采用PLC與FU聯(lián)合控制,并且采用有反饋式的

26、矢量控制.這樣可以使電機在過載或堵轉(zhuǎn)時能完成正反轉(zhuǎn),并且可以使電機有較硬的機械特性,保證有較大的速度調(diào)節(jié)范圍,以保證工作的穩(wěn)定性.</p><p>　　關(guān)鍵詞:碎渣牙輪 碎渣座 開式齒輪 PLC FU 矢量控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　A technology t

27、hat upgrade the slag crusher</p><p>　　which used in the power plan</p><p>　　Slag crusher is the main equipment that crush the slag in the power plant .It has a great mean

28、ing in the recycle slag and the enviroment .</p><p>　　The efficiency and the gain size are determined by the mechanical </p><p>　　mechanism.So it is very important.But the crusher′s t

29、ooth and the boad which used with the tooth are the mechanical mechanism′s heart.The efficiency </p><p>　　and the gain size are determined by it.When it work ,the unstable stress is effect it.And t

30、he work enviroment is bad.So the gearˊs surface is very hard.In the control systerm.PLC and FU are unite. There is rector control which has feedback.So when the electric machinery is over load or unrun,i

31、t can recover.And the electic machineryˊs characteristic is very</p><p>　　good.The scop of the speedˊs characteristic is very wide.So the electic machineryˊs work is steady.</p><p>　　Key words

32、: slag crusher. gear. control systerm</p><p>　　第一章 緒 論</p><p><b>　　一、簡介</b></p><p>　　隨著能源消耗的增大，電力供應(yīng)勢必 增大。而電廠產(chǎn)生的爐渣便是急需要解決的問題。由處理后二次利用即可產(chǎn)生經(jīng)濟效益，又保護了環(huán)境。在二次處理過程中，必不可

33、少的機械設(shè)備便是碎渣機。碎渣機是電廠、鍋爐碎渣的設(shè)備。也可用于建材、化工等松散物的破碎。在國內(nèi)，由洛陽市寶環(huán)非標準設(shè)備有限公司生產(chǎn)的單輥碎渣機對傳統(tǒng)的碎渣機進行了改進進一步提高了效率。國外，在碎渣機的破碎結(jié)構(gòu)中，已采用了可調(diào)式雙破碎板，對出渣粒度可隨時調(diào)整.</p><p>　　碎渣機的機械性能以及控制部分的結(jié)構(gòu)對出渣粒度及出渣效率有重要意義?，F(xiàn)在電廠普遍應(yīng)用的是單輥式或雙輥式碎渣機。單輥式碎渣機體積較大且出渣率

34、低等缺點。而雙滾式碎渣機較好的克服了這些缺點。</p><p>　　本設(shè)計即針對雙滾式碎渣機進行了一些計算及對控制部分進行了設(shè)計。較先進的碎渣機已采用了葉片式結(jié)構(gòu)。其在效率及在出渣粒度上有了較好的改進。但其硬度，強度方面都有一定的局限性。這里涉及的碎渣核心部分仍采用齒狀。齒式碎渣牙輪設(shè)計、鑄造方便，對大塊爐渣適應(yīng)性較好，有較好的剪切性能，但效率稍低。</p><p>　　碎渣板采用交錯槽形

35、整體式鑄造結(jié)構(gòu)，約三分之一工作區(qū)域為剪切區(qū)域，三分之二區(qū)域為研磨區(qū)域。工作軸采用方形軸,可提高傳遞扭矩的能力，并且便于拆卸，表面抗擠壓能力較花鍵軸有所提高。在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，成型軸抗壓潰能力較花鍵軸有所提高。成型軸的加工工藝過程比花鍵軸要容易。</p><p>　　箱體與軸間的密封采用水封，水封可減少細小爐渣進入密封圈的幾率，從而減小軸的磨損，提高軸的疲勞強度。從節(jié)省材料及結(jié)構(gòu)緊湊來考慮,軸承采用壁固定式，

36、為減輕重量，節(jié)省材料，在滿足工作強度的前提下側(cè)壁采用中空鑄造結(jié)構(gòu)。為方便移動,四角采用鋼軌輪式結(jié)構(gòu).</p><p>　　減速器采用圓錐圓柱式減速器（國標）。連軸器采用滑塊式聯(lián)軸器（國標），可補償對中誤差且具有緩沖、減震作用。電機采用繞線式三相異步電機（國標）。</p><p>　　控制部分基本思路為：啟動后電機正轉(zhuǎn)，若遇故障如堵轉(zhuǎn)側(cè)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)若不成立側(cè)停機。若反轉(zhuǎn)成立 側(cè)反轉(zhuǎn)10s后正轉(zhuǎn)

37、。若正轉(zhuǎn)仍不成立側(cè)停機，若正轉(zhuǎn)成立側(cè)正轉(zhuǎn)。電機的正反轉(zhuǎn)用PLC與變頻器聯(lián)合控制，電機采用有反饋的矢量控制。優(yōu)點：使電機有較硬的機械特性，有較大范圍速度調(diào)節(jié)，動態(tài)響應(yīng)能力強。變頻器主電路中串入空氣自動開關(guān)，便于斷開主回路進行維修，串入繼電器以便接通與斷開主回路。</p><p>　　因控制系統(tǒng)對PLC無通信等特殊要求采用三菱的 系列，變頻器采用安川變頻器，其他主電路元器件根據(jù)電機及變頻器的各項參數(shù)來確定。</

38、p><p><b>　　二、系列碎渣機</b></p><p>　　1 、優(yōu)質(zhì)性能       SGS100-1 型 雙齒輥式碎渣機利用二平行齒輥對煤渣有劈吸和擠壓的破碎作用，應(yīng)用在鍋爐出渣裝置中，它具有有下優(yōu)點；     1> 、效率高、傳動平穩(wěn)、噪音小、無泄漏

39、60;   2> 、有較強的超載和耐沖擊性強，故障少     3> 、帶 7.5KW電機的 XWD型減速機配套供應(yīng)     4> 、隨機附帶必需的易損備用件 2、規(guī)格特性</p><p>　　本碎渣機適宜破碎煤渣。不能用于破碎轉(zhuǎn)石，混凝土等硬物料。</p><p>　　3、結(jié)構(gòu)

40、簡介     SGS-100 的破碎力很大?？善扑榻剖沂瘡姸鹊奈锪?。     碎渣機由行星擺線針輪減速機用鏈條傳動，鏈輪周圍有防護罩，減速機不直接連接碎渣機而在旁側(cè)并安置在抬高的水泥墩基上，防止出渣時灰土、蒸汽和水等的侵襲。     碎渣機的雙軸由一對大模數(shù)的齒輪嚙合，帶動，二軸彼此成相對回轉(zhuǎn)，齒輪由大鏈輪上的安全傳動銷帶動，當軸的扭矩超

41、出允許范圍時，安全傳動銷便會立即被切斷，大鏈輪就空轉(zhuǎn)，保護減速機不致因超載而受損，故障消除后，換新傳動銷繼續(xù)使用，方法簡便迅捷。     軸二端采用雙列向心球面滾子軸承，能自動調(diào)心，克服軸在安裝或使用過程中的變形，齒輪端的軸承為固定端，軸受熱后能沿軸向自由膨脹。    軸封材料采用 J形橡膠油封圈，它能防塵、防漏，結(jié)構(gòu)簡單，更換方便，對軸的壓力小，不易磨損，消耗軸功率小，效能高。&l

42、t;/p><p>　　4、功能作用與技術(shù)特點</p><p>　　碎渣機主要用于火電廠燃煤鍋爐的煤渣破碎之用，也適用于建材、冶金、化工行業(yè)的塊狀松散物料的破碎。機體結(jié)構(gòu)分為：Q型、V型、Y型分別適用于三種情況，從而更加合理。</p><p>　　技術(shù)特點：齒輥由分體式齒板組裝形成。其齒形在橫截面上沿圓周呈漸開線分布且高低錯落有致，對大塊渣適應(yīng)能力強，另外輥齒板磨損后易

43、更換。鉤型顎板嵌裝在可調(diào)顎體上，不需要螺栓禁固，可自由調(diào)節(jié)出渣粒度。（限D(zhuǎn)S6020型）軸承座為剖分式，便于拆裝輥軸、更換軸承。輥軸與機殼間“軸封”采用“多槽迷宮”式加“水封”式結(jié)構(gòu)，比單一“水封”式更合理。齒輥及齒板為高耐磨材料澆鑄形成，壽命長，可靠性高。設(shè)有可靠的安全保護系統(tǒng)，當異物卡塞時，可正反轉(zhuǎn)交替反復(fù)三次，而后既能繼續(xù)正常運轉(zhuǎn)。如過載故障不能排除，可發(fā)出聲光報警提示，并能斷電停機。</p><p&

44、gt;　　第二章 方案設(shè)計</p><p><b>　　方案的選擇:</b></p><p>　?。ㄒ唬?方案一:工作軸為三根軸,軸1作用是把大塊爐渣打碎,工作部分為磨齒.軸2與軸3為主要工作軸,作用是把1軸磨碎后的塊狀爐渣進一步研磨,工作部分采用傾斜葉片式安裝.碎渣板采用槽型整體鑄造式.</p><p><b>　　圖1?1&

45、lt;/b></p><p>　　優(yōu)點:對爐渣進行二次破碎,破碎效果好.研磨部分采用葉片式.可保證研磨的連續(xù)性.且葉片式磨齒不僅葉片外部與碎渣板研磨,且背部在進入研磨區(qū)后也可研磨.提高了效率,減小了出渣粒度.</p><p>　　缺點:三根軸,提高了成本,增加了設(shè)計的難度,增加了箱體的復(fù)雜程度. </p><p>　　（二）.方案二:在方案一的基礎(chǔ)上去掉軸1,

46、軸2與軸3研磨部分仍采用葉片式.碎渣板采用雙側(cè)突出交錯式整體鑄造. </p><p>　　優(yōu)點:葉片外部與背部同時研磨,且保證研磨的連續(xù)性,提高了效率.</p><p>　　缺點:對大塊爐渣適應(yīng)性較差,葉片易磨損,且葉片較難鑄造,對鑄造工藝要求較高. </p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　　

47、（三）. 方案三：在方案二的基礎(chǔ)上，把軸2與軸3的葉片改為磨齒。</p><p>　　第三章.機械結(jié)構(gòu)的計算：</p><p>　?。ㄒ唬?工作軸齒輪：輸出軸（z1 n1）與工作軸齒輪（n2 z2）的傳動比</p><p><b>　　如圖所示:</b></p><p><b>　　圖1.3</b>

48、</p><p>　　若取7個齒，側(cè)間隔環(huán)太寬，效率低。若取11個齒側(cè)間隔環(huán)平均寬度為</p><p>　　在工作一定時間后因磨損會變窄，若遇堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，強度可能不足。綜合以上分析，取九個齒.</p><p>　　磨齒寬度：因出料粒度取齒兩側(cè)與碎渣板間隙為20mm.側(cè)磨齒寬為30mm.故取槽寬為</p><p><b>　　70mm.

49、.</b></p><p>　?。ㄈ?工作軸磨齒：</p><p>　　25/min 1500×4=6000 1500×5=7500</p><p>　　6000+7500=13500 </p><p>　　若出粒7噸/時 即7000kg/h 效率70%</p><p>

50、<b>　　V= </b></p><p>　　側(cè) 槽內(nèi)半徑為150mm 計算得</p><p><b>　　r=220mm</b></p><p>　　當內(nèi)半徑<150mm時 每小時出渣〉7噸，可滿足題目要求 220-20=200mm</p><p>　　當內(nèi)半徑減

51、小側(cè)磨齒增長。對大塊爐渣適應(yīng)性增強。綜合考慮取內(nèi)半徑為120mm,間隔</p><p>　　環(huán)外半徑取100mm.</p><p>　　工作軸圓心與碎渣槽中心重合，取碎渣座底面與底座墊板上表面持平，</p><p>　　取碎渣座頂面距軸中心線垂直距離為50mm.取碎渣座高250mm,因取中心線到邊沿</p><p>　　為180mm.故取寬為

52、360mm.取三分之一圓弧為剪切區(qū)域，約三分之二為研磨區(qū)。</p><p>　　碎渣板底面螺栓的計算： </p><p><b>　　圖1.4</b></p><p><b>　　對0點取矩得：</b></p><p>　　------------------（2）</p><p

53、>　　求 --------------------------(1)</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　式中q=3528N.M 帶入（1）式：</p><p><b>　　帶入（2）式：</b></p><p>　?。ㄋ模?采用受剪螺栓：</p&

54、gt;<p><b>　　式中[。</b></p><p><b>　　圖1.5</b></p><p>　　碎渣座托板焊接在側(cè)壁上</p><p><b>　　估計碎渣座質(zhì)量</b></p><p>　　因其為主要研磨結(jié)構(gòu)選取材料為：</p>&l

55、t;p>　　鐵種為：鑄造用磷 、銅、鈦低合金耐磨鑄鐵。</p><p>　　鐵號：NMI 22 “N” “M” “I” 分別為“耐” “磨“ “鑄”</p><p>　　的拼音第一個字母 22位平均磷含量的千分之幾 </p><p>　　si:0.2% Mn:0.05% s:0

56、.004% </p><p>　　p:0.06% Cu:o.o5%</p><p>　?。ㄎ澹?磨齒的計算：</p><p>　　在工作的過程中，若某一磨齒突然被卡死。此時此齒受到的沖擊載荷最大：</p><p>　　把磨齒假象成一水平懸臂梁：</p><p>　　此時=5038N.M

57、若考慮軸徑及磨齒的傾斜側(cè)扭矩定小于5038N.M</p><p>　　計算時取5038N.M側(cè)必滿足要求。</p><p><b>　　圖1.6</b></p><p><b>　　圖1.7</b></p><p>　?。?碎渣牙輪齒數(shù)的計算：</p><p>　　若取三

58、個齒： 1.38-80</p><p><b>　　側(cè)弦長為 ：</b></p><p><b>　　若取四個齒：</b></p><p><b>　　1.38-80</b></p><p><b>　　弦長：0.22</b></p>&l

59、t;p>　　即可要入的最大塊爐渣直徑為260mm，因電廠出渣塊較大，去四個齒不是很合適。</p><p>　　綜上分析，取三個齒。</p><p><b>　　圖1.8</b></p><p>　?。ㄆ撸?焊接強度的計算：</p><p>　　1.托板厚度的確定：材料的選?。?5鋼 經(jīng)退火 淬火 回火 處

60、理</p><p>　　以增加剛度、強度、韌性及表面硬度。</p><p>　　取寬度為400mm.且寬度方向上全部焊接。</p><p><b>　　取20mm</b></p><p><b>　　2. h</b></p><p><b>　　2 便于定位&l

61、t;/b></p><p><b>　　圖1.9</b></p><p>　　10〉．故障診斷功能</p><p>　　PLC可以對系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴重錯誤則自動中止運行。PLC的故障自診斷功能,大大提高PLC控制系統(tǒng)的安全性和可維護性。</p>&

62、lt;p><b>　　4 PLC的特點</b></p><p><b>　　1〉.靈活通用</b></p><p>　　在實現(xiàn)一個控制任務(wù)時，PLC具有很高的靈活性。首先，PLC產(chǎn)品已系列化，結(jié)構(gòu)形式多種多樣．在機型上具有很大的選擇余地。其次，同一機型的PLC,其硬件構(gòu)成具有很大的靈活性，用戶可根據(jù)不同任務(wù)的要求，選擇不同類型的輸入輸出模塊

63、或特殊模塊，組成不同硬件結(jié)構(gòu)的控制裝置。再者，PLC是利用軟件實現(xiàn)控制的，在軟件編制上具有較大的靈活性。在實現(xiàn)不同的控制任務(wù)時，PLC具有良好的通用性。相同硬件構(gòu)成的PLC，利用不同的軟件可以實現(xiàn)不同的控制任務(wù)。在被控對象的控制邏輯需要改變時．利用PLC可以很方便地實現(xiàn)新的控制要求，而利用一般繼電器控制線路則很難實現(xiàn)。</p><p><b>　　2〉.安全可靠</b></p>

64、<p>　　為滿足工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備安全可靠性的要求，PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，選用的電子器件一般是工業(yè)級，有的甚至是軍用級，PLC的平均無故障時間在兩萬小時以上。PLC完善的自診斷功能，能及時診斷出PLC系統(tǒng)的軟、硬件故障，并能保護故障現(xiàn)場，保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全性。</p><p><b>　　3>．環(huán)境適應(yīng)性好</b>&l

65、t;/p><p>　　PLC具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可應(yīng)用于較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。例如，有的N工在電源電壓AC220±l5％、電源瞬間斷電10ms的情況下，仍可正常工作；具有很強的抗空間電磁干擾的能力，可以抗d9值1000v、脈寬10Ps的矩形被空間電磁干擾能力和抗沖擊能力；對環(huán)境溫濕度要求不高，在環(huán)境濕度一20~65℃、相對濕度35%~85％情況下可正常工作。</p><p>　　4&g

66、t;．使用方便、維護簡單</p><p>　　PLC的用戶界面十分友好，給使用者帶來很大的方便。PLC提供標準通訊接口，可以很方便地構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)或計算機一PLC網(wǎng)絡(luò)。PLC按制信號的輸入輸出非常方便，對于邏輯信號來說，輸入輸出均采用開關(guān)方式，不需要進行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動放大；對于模擬信號來說，輸入輸出均采用傳感器、儀表的標準信號。PLC程序的編制和調(diào)試非常方便，PLC的編程語言一般采用梯形固語言，與繼電器控制線路固

67、很相似，即使沒有計算機知識的人世很容易掌握；PLC具有監(jiān)控功能，利用編程器或監(jiān)視器可以對PLC的運行狀態(tài)、內(nèi)部數(shù)據(jù)進行監(jiān)視或修改，增加了調(diào)試工作的透明度。PLC控制系統(tǒng)的維護非常簡單，利用PLC的自診斷功能和監(jiān)控功能，可以迅速查找到故障點，及時予以排除。</p><p>　　5>．速度較慢、價格較高</p><p>　　PLC的速度與單片機等計算機相比相對較低，單片機兩次執(zhí)行程序的時

68、間間隔可以是ms級甚至μs級，一般的PLC兩次執(zhí)行程序的時間間隔是10ms級。PLC的一般輸入點在輸入信號頻率超過十幾赫后就很難正常工作，為此，有的PLC沒有高速輸入點，可輸入頻率數(shù)千赫的開關(guān)信號。PLC的價格也較高，是單片機系統(tǒng)的2—3倍。但是，從整體上說，PLC的性能價格比是令人滿意的。</p><p><b>　　5 PLC的分類</b></p><p>　　P

69、LC的種類很多，其實現(xiàn)的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較大差異。因此，PLC的分類沒有一個嚴格統(tǒng)一的標準，而是按照結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模、實現(xiàn)的功能進行大致地分類。</p><p>　　1>．按結(jié)構(gòu)形式分類</p><p>　　PLC按照硬件的結(jié)構(gòu)形式可以分為整體式和組合式。整體式PLC外觀上是一個長方形箱體，又稱為箱式PLC。組合式PLC在硬件構(gòu)成上具有較高的靈活性，其模塊

70、可以像拼積木似的進行組合，構(gòu)成具有不同控制規(guī)模和功能的PLC，因此這種PLC又稱為積木式PLC。</p><p>　　(1)整體式PLC：整體式PLC的CPU、存儲器、輸入輸出安裝在同一個機體內(nèi)，如立石公司的C20P、C40P等。這種結(jié)構(gòu)的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，價格低，輸入輸出路數(shù)固定，實現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，靈活性較低。</p><p>　　(2)組合式PLC：組合式PLC為總線結(jié)

71、構(gòu)。其總線做成總線板、上面有若干個總線槽，每個總線槽上可安裝一個PLC模塊，不同的模塊實現(xiàn)不同的功能。PLC的CPU、存儲器和電源等做成一個模塊，該模塊在總線板上的安裝位置一般來說是固定的，而且該模塊也是構(gòu)成組合式PLC所必需的。其他的模塊可根據(jù)PLC的控制規(guī)模、實現(xiàn)的功能選取，安裝在總線板的其他任一總線槽上。組合式PLC安裝完成后，需進行登記，使PLC對安裝在各總線槽上的模塊進行確認。組合式PLC的總線板又稱為基板。組合式PLC的特點

72、是構(gòu)成靈活性較高，可構(gòu)成具有不同控制規(guī)模相功能的PLC；價格較高。</p><p><b>　　2．按控制規(guī)模分類</b></p><p>　　輸入輸出的總路數(shù)，又稱為I/O點數(shù)，是表征PLC控制規(guī)模的重要參數(shù)。因此按控制規(guī)模對PLC分類時，可根據(jù)I/O點數(shù)的不同大致分為小型、中型和大型PLC。</p><p>　　(1)小型PLC：I/O點數(shù)

73、較少,在256點以下的PLC。</p><p>　　(2)中型PLC：I/O點數(shù)較多,在256點以上、2048點以下的PLC。</p><p>　　(3)大型PLC：I/O點數(shù)較多，在2048點以上的PLC。</p><p>　　3．按實現(xiàn)的功能分類</p><p>　　按照PLC所能實現(xiàn)的功能的不同，可以把PLC大致地分為低檔、中檔和高檔機

74、三類。</p><p>　　(1)低檔機：具有邏輯運算、計時、計數(shù)、移位、自診、監(jiān)控等基本功能，還具有—定的算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通訊、遠程和模擬量處理功能。</p><p>　　(2)中檔機：除具有低擋機的功能外，還具有較強的算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送相比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、遠程、通訊、子程序、中斷處理棚回路控制功能。</p><p>　　(3)高檔機：除具有中檔機酌功能外

75、，還具有帶符號數(shù)的算術(shù)運算、矩陣運算。函數(shù)、表格、CRT顯示、打印機打印等功能。</p><p>　　一般地，低檔機多為小型PLC，采用整體式結(jié)構(gòu)；中檔機可為大、中、小型PLC,其中小型PLC多采用整體式結(jié)構(gòu),中型和大型PLC采用組合式結(jié)構(gòu)；高檔機多為大型PLC采用組合式結(jié)構(gòu)。目前，在國內(nèi)工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的是中、低檔機。</p><p>　　6 PLC的應(yīng)用范圍</p>

76、<p>　　日前，在冶金、化工、機械、電子、電力、輕工、建筑建材、交通等幾乎所有的工業(yè)控制過程均可用PLC實現(xiàn)。但是，不同檔次的PLC又有其不同的應(yīng)用范圍。低檔小型PLC可廣泛地代替繼電器控制線路，進行邏輯控制,適用于開關(guān)量較多，沒有或只有很少幾路模擬量的場合，如行車的自動控制等。中擋PLC可廣泛應(yīng)用于具有較多開關(guān)量，少量模擬量的場合，如自動加工機床等。高檔PLC適用于具有大量開關(guān)量和模擬量的場合，如化工生產(chǎn)過程等。<

77、/p><p>　　7可編程控制器的工作方式</p><p>　　當PLC運行時，CPU就要執(zhí)行用戶程序中的操作。但是CPU不可能同時執(zhí)行多個操作，只能分時地一個操作一個操作地執(zhí)行。PLC利用系統(tǒng)軟件在其內(nèi)部建立了輸入輸出映像區(qū)，當PLC的CPU執(zhí)行用戶程序時．從輸入映像區(qū)中讀取軸入信號的狀態(tài)，進行相應(yīng)的操作。當CPU執(zhí)行完第一個操作后，將操作結(jié)果送到輸出映像區(qū)，然后再執(zhí)行第二個操作，操作結(jié)果送

78、到輸出映像區(qū)。在程序執(zhí)行過程中，PLC并不讀取輸入信號的真正狀態(tài)，執(zhí)行結(jié)果也并沒有輸出到PLC外部。只有當程序執(zhí)行到結(jié)束指令(END)時，將輸出映像區(qū)中執(zhí)行結(jié)果向PLC外部輸出一次，將輸入信號的狀態(tài)讀取一次送別輸入映像區(qū)。對輸入輸出信號的這一操作過程稱為I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再從用戶程序的第一條指今開始,進行下一次程序執(zhí)行。PIC的這種工作方式被稱為掃描方式。由于PLC在執(zhí)行用戶程序過程中不對I/O信號進行讀入和輸出，只在

79、程序執(zhí)行完—遍后進行I/O創(chuàng)新,所以從外觀上看，用戶程序好像是同時執(zhí)行的。但是，如果程序中有兩個操作相互用到對方的操作結(jié)果，那么前一個操作所用到的是后—個操作在上一次執(zhí)行程序時的結(jié)果，后面—個操作用到的是前一個操作當次的執(zhí)行結(jié)果</p><p>　　關(guān)緊要的。圖2.2顯示的是C200H型PLC CPU工作流程圖。圖2.10顯示的是三菱PLC系統(tǒng)工作流程圖。</p><p><b>

80、;　　圖2.10</b></p><p>　　圖2.2 C200H型PLC CPU工作流程圖</p><p>　　(二). PLC機型的選擇與控制：</p><p><b>　　1.PLC的選型</b></p><p><b>　　選用</b></p><p>

81、;　　輸入點數(shù)8，輸出點數(shù)6，輸入電壓24V.輸出外部電流AC250V或DC30V以下。輸入輸出均為開關(guān)量。</p><p><b>　　I/O分配表</b></p><p>　　輸入 </p><p>　　輸入 </p><p>　　2 PLC控制面版圖：&l

82、t;/p><p><b>　　圖2.3</b></p><p><b>　　3 梯形圖：</b></p><p><b>　　圖2.4</b></p><p><b>　　4 指令表：</b></p><p>　　0 LD X0

83、 8 ANI M1</p><p>　　1 OR Y2 9 ANI X2</p><p>　　2 ANI X1 10 OUT T0</p><p>　　3 OR Y0 11 K 10</p>

84、<p>　　4 OR Y1 12 LD T0</p><p>　　5 OUT Y2 13 OR Y5</p><p>　　6 LD Y2 14 ANI X1</p><p>　　7 ANI X1

85、 15 ANI M1</p><p>　　16 ANI X2 36 LD X2 </p><p>　　17 OUT Y5 37 OR M0 </p><p>　　18 LD Y5 38 ANI T0</

86、p><p>　　19 ORI M0 39 OUT M0</p><p>　　20 ANI Y3 40 LD M0</p><p>　　21 ANI Y1 41 ANI X2</p><p>　　22 A

87、NI X2 42 OUT T0</p><p>　　23 ANI X1 43 K 100</p><p>　　24 ANI M1 44 LD X0</p><p>　　25 OUT Y0

88、 45 RST C10</p><p>　　26 OUT Y4 46 LD X2</p><p>　　27 LD X2 47 OUT C10</p><p>　　28 OR Y1 48 K 2<

89、/p><p>　　29 ANI Y3 49 LD C10</p><p>　　30 ANI Y0 50 OUT Y3</p><p>　　31 ANI X0 51 OUT M1</p><p>

90、;　　32 ANI X1</p><p>　　33 AND M0</p><p>　　34 ANI M1</p><p>　　35 OUT Y1</p><p>　　5 電機的選型及其計算：</p><p>　　由設(shè)計任務(wù)書給定的電機轉(zhuǎn)速1440r/min.功率7.5KW.并且工作狀況對電機無特殊要求。但

91、因啟動時慣性較大。故選高啟動轉(zhuǎn)矩異步電機（繞線式）。</p><p>　　型號：YQ, Y—132M---4 △ 接法 額定電流15.4A(4級)</p><p>　　效率 87% 功率因數(shù)0.85 電壓380V 溫升 75°</p><p>　　中心高 132mm 地腳孔距離：軸向178mm 橫向216mm.<

92、;/p><p>　　軸徑 38mm 軸伸長80mm. 鍵槽寬 10mm </p><p>　　長 515mm 寬 345mm 高 315mm </p><p>　　變頻器上限頻率設(shè)置為額定頻率50HZ </p><p><b>　　下限頻率的計算：</b></p>

93、<p>　　因出料6t—7t 當出料為6噸時</p><p>　　同步轉(zhuǎn)速估算為1050r</p><p><b>　　n=</b></p><p>　　查手冊： Y—132M—4 電機 成立</p><p>　　故理論上可以直接啟動。 但考慮到變頻器的跳閘電流及變頻器的額定電流，

94、</p><p>　　采用頻敏變組器啟動法 。</p><p>　　(三) 變頻器的技術(shù)原理和應(yīng)用</p><p>　　變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來達到電機調(diào)速的目的。由于異步電機的同步轉(zhuǎn)速與輸入電源頻率成正比關(guān)系，所以改變輸入電源的頻率就改變了電機的同步轉(zhuǎn)速，這也就達到了交流電機的調(diào)速要求。但在許多條件下，為了保持在調(diào)速時電機的最大轉(zhuǎn)矩不變，必須維持電機的磁

95、通量恒定，因此定子的供電電壓也要作相應(yīng)調(diào)節(jié)。變頻器就是利用變頻調(diào)速技術(shù)開發(fā)的典型產(chǎn)品，兼有調(diào)頻調(diào)壓兩種功能，通常稱為VVVF(Variable Volt-age Variable Frequency)變頻器，也稱作“交一直一交”變頻器。其工作原理為:工頻電源(380V, 50Hz)通過整流器部分，整流為固定的直流電壓，然后應(yīng)用大功率晶體管(GTQ GTR或工GBT)組成具有正弦波脈寬調(diào)制功能的三相橋式逆變器，將直流電逆變成具有可變電

96、壓和可變頻率的交流電源。由于采用了微處理器編程的正弦波脈寬調(diào)制辦法，電流輸出波形近似于正弦波，故可用于驅(qū)動普通型交流異步電機或變頻專用電機實現(xiàn)無級調(diào)速。</p><p>　　在眾多調(diào)速技術(shù)中，變頻器之所以受人矚目，是因為它能根據(jù)負載的變化使電機實現(xiàn)自動、平滑的增速或減速，調(diào)速特性從基本上保持了異步電機固有轉(zhuǎn)差率小的特點，因而其效高、范圍寬、精度高且能無級調(diào)速，是異步電機最理想的調(diào)速辦法，尤其適用于水泵和風(fēng)機，與傳

97、統(tǒng)的閥門、檔板調(diào)節(jié)相比，節(jié)電率高達40%以上，同時這些領(lǐng)域?qū)ψ冾l器性能的要求不高，只需模擬式八位微機控制即可。實踐證明，從數(shù)百瓦的伺服系統(tǒng)到數(shù)萬千瓦的特大功率高速傳動系統(tǒng)，從小范圍調(diào)速到高精度、快響應(yīng)、大范圍調(diào)速系統(tǒng)，從單機傳動到多機協(xié)調(diào)聯(lián)動，從紡織印染到交通運輸，從飼料和食品加工到鋼鐵冶練等凡用電機的場合,由于變頻器的使用，都把調(diào)速效率和精度提高到了前所未有的水平。變頻器也可廣泛應(yīng)用于精密加工設(shè)備、自動生產(chǎn)線、機器人等高新領(lǐng)域，是微電

98、子與生產(chǎn)機械即信息與物質(zhì)生產(chǎn)間的中間接口。</p><p>　　20世紀50年代末，隨著SCR的問世，功率電子器件登上了現(xiàn)代科技舞臺，靜止可控整流直流調(diào)速成為調(diào)速系統(tǒng)中的主力軍。但由于直流單機造價高、炭刷接觸易產(chǎn)生炭粉從而引起環(huán)火，需時常清理，維修不便，工礦交流電需變成直流供電等原因，促進了交流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)運而生并迅速取代直流調(diào)速，其中交流串級、變極調(diào)速等均因具有一定節(jié)電效果而得以應(yīng)用。直到20世紀80年代中期,

99、由于第三代功率電子器件如C T O, C T R的出現(xiàn)，隨即研發(fā)出把功率等級不同的驅(qū)動、保護、自我檢測、功率輸出集于一體的變頻器，它使交流等級調(diào)速技術(shù)取得了突破性進展，調(diào)速技術(shù)面貌煥然一新。變頻器特別適」幾流量要求不穩(wěn)定、變化范圍較大、需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場合，由于其改造技術(shù)簡便、運行及維修費少，故經(jīng)濟效益可觀。如將一臺154 kW的變頻器用與水泵的調(diào)速，每小時可節(jié)電近60kW·h,節(jié)電率達68. 5%;在鍋爐引風(fēng)機上安裝一臺22k

100、W的變頻器，節(jié)電率也可達30%，節(jié)電效果十分顯著。</p><p>　　隨著上業(yè)自動化程度的不斷提高和能源全球性短缺趨勢的加劇，變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在機械、紡織、化工、造紙、冶金、食品等各個行業(yè)以及風(fēng)機、水泵等設(shè)備的節(jié)能場合，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。日本現(xiàn)年產(chǎn)100KW以下的中小功率變頻器已達幾百萬臺，除日本之外，美、英、德、法、意等工業(yè)發(fā)達國家目前也都已形成了較完整的變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。</p&

101、gt;<p>　　近年來由于控制理論、微電子技術(shù)和高達10000A/ 8000V以上SCF、 CTO的開發(fā)以及串、并聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，促進了高壓、高功率、高精度、多功能、智能化變頻器產(chǎn)品的問世，如美國A---B公司已開發(fā)生產(chǎn)出電壓為2400一6900V功率達10000kW的SCR變頻器。此外，日本的富士、三菱、東芝、安川、日立，美國的GE，歐洲的西門子、ABB, BRUSH等公司也都有類似產(chǎn)品上市。這此高精度、多功能、智能

102、化的產(chǎn)品進一步擴大了變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域，使變頻器市場更為興旺繁榮。</p><p>　　世界變頻器技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　(1)開發(fā)研制以SCR、GTO為功率逆變器件的大功率變頻調(diào)速裝置或系統(tǒng)，其輸入電源電壓為2000~8000V及8000V以上，功率為400~ 20000kW及20000kW以上。</p><p>　　(2)發(fā)展完善以GTO模塊為功率逆變

103、器件的中小功率變頻器，其輸入電源電壓為110~460V,功率為0. 4~400kV，這是近年來中小規(guī)律性變頻器的主體。</p><p>　　(3)研制生產(chǎn)和推廣應(yīng)用以1GBT，1PM等新器件為基礎(chǔ)的新一代高載波、低噪聲變頻器，其輸入電壓一般為110~1200V,功率等級目前已達1200kW甚至更高。</p><p>　　四：推進中國變頻器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展</p><p>

104、　　國外變頻器產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展也引起了中國有關(guān)部門的關(guān)注。中國國務(wù)院、能源部、原電子部等對這項高節(jié)電、高效率、能大幅度改善工藝性能的新技術(shù)極為重視。1987年專門成立了國家級功率電子技術(shù)發(fā)展規(guī)劃組，制定開發(fā)以變頻器為主的變頻調(diào)速發(fā)展規(guī)劃。同年，國務(wù)院和國家經(jīng)委又在有關(guān)文件中強調(diào)：應(yīng)將交流電機的調(diào)速節(jié)電作為重點措施認真進行推廣。原電子部在電子工業(yè)“九五”規(guī)劃中也將以變頻器為代表的節(jié)能電子技術(shù)列為發(fā)展重點之一，希望通過對70%的水泵、風(fēng)機進

105、行改造，實現(xiàn)年節(jié)電1000億kW·h的目標。</p><p>　　中國現(xiàn)有100余家科研生產(chǎn)單位在從事變頻器技術(shù)的研究與產(chǎn)品生產(chǎn)，個別廠家還從日、美等國引進了較為先進的變頻器生產(chǎn)線。與國外相比，中國變頻器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還不盡如人意，仍存在許多問題和困難，集中體現(xiàn)在變頻器技術(shù)產(chǎn)業(yè)尚顯稚嫩、產(chǎn)品技術(shù)水平和檔次很低，如功率等級大多在150KW以下，相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)如所用功率電子器件和半導(dǎo)體器件制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱等方面。然

106、而從市場來看，其應(yīng)用在各個領(lǐng)域已逐漸展開。中國僅水泵和風(fēng)機就有4000余萬臺（套），但如果其中70%的產(chǎn)品進行變頻調(diào)速改造，那么就需要變頻器近3000萬臺（套），故市場潛力極大。但如果現(xiàn)在還不努力壯大國內(nèi)變頻器產(chǎn)業(yè)，并以變頻器推進整個變頻調(diào)速產(chǎn)業(yè)發(fā)展，則中國勢必會失去大好發(fā)展良機，正趨上升的國內(nèi)市場也勢必為國外產(chǎn)品所占據(jù)。據(jù)悉，目前中國用于購置變頻器的費用雖高達數(shù)10億元，但真正用于購買國產(chǎn)變頻器的費用僅占8%左右，這無疑值得中國變頻器

107、行業(yè)的經(jīng)營者深思。</p><p><b>　　1 變頻器的選型</b></p><p>　　型號 考慮到碎渣機的工作載荷為不穩(wěn)定的沖擊載荷，對電機的硬度有一定的要求。且工作狀況對電機的調(diào)速頻率要求較寬，故采用有反饋式的矢量控制。采用安川CIMR-G7A 系列變頻器，其具有矢量控制用的速度控制卡接口。不需預(yù)置，且逆變電路采用了三電平控制減小了對電動機絕緣材料的沖

108、擊。</p><p><b>　　變頻器的容量：</b></p><p>　　變頻器的容量只需和配用電動機容量相符即可。因電機為380 V，7.5KW</p><p>　　側(cè)變頻器選400V.最大適用電機容量11KW .輸出容量18KVA.</p><p>　　基本型號 CIMR—F7B4011</p>&

109、lt;p>　　(3)變頻器的功能預(yù)置：</p><p>　　1〉 頻率給定功能 b1-01=1 :</p><p>　　由控制回路端子輸入頻率（模擬量輸入）</p><p>　　2〉控制模式的選擇 A1-02=3:</p><p><b>　　帶 PG的矢量控制</b></p>

110、<p>　　3〉運行指令的選擇 b1-02=0</p><p><b>　　控制回路端子</b></p><p>　　4〉停止方法的選擇 b1-03=0</p><p>　　按預(yù)置降速時間減速停止</p><p>　　5〉加速時間 c1-01=5s</p>

111、<p><b>　　升速時間為5s</b></p><p>　　6>減速時間 c1-02=5s</p><p><b>　　減速時間為5s</b></p><p>　　7>CT/VT選擇 選擇1即VT低噪音最大電流過負載耐量120%</p>

112、<p><b>　?。娎|）</b></p><p>　　圖2.5 碎渣機變頻調(diào)速及正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)</p><p>　　8>輸入電壓 E1-01=380V</p><p>　　9> 設(shè)定保護電流 E2-01=31A</p><p>　　10&

113、gt;節(jié)能模式選擇 b8-01=1</p><p><b>　　節(jié)能模式有效</b></p><p>　　11〉節(jié)能控制增益 b8-02=1.0</p><p>　　帶PG的矢量控制為1</p><p>　　12〉上限頻率 d2-01=50HZ<