锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

一、设计目的 

　　通过对锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计，使学生进一步熟悉有关PLC电气控制的理论知识，PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据生产工艺过程和自动控制要求用PLC进行控制的PLC系统及控制程序设计方法和步骤，培养同学们的工程意识和工程实践能力。 

　　学生初步掌握PLC电气控制系统的设计方法，编程技巧以及电气常用元器件的选型；初步具有控制系统主电路、控制程序的分析和设计方法；同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法，为今后走上工作岗位应用PLC电气控制基本理论知识奠定良好的基础。 

二、原始资料 

　　1．输煤机组控制系统 

　　输煤机组控制系统示意图如图8-1所示，输煤机组控制信号说明见表8-1。 

图8-1 输煤机组控制系统示意图

表8-1 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	KM2	1#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	提升机接触器
SB3	输煤机组紧急停车按钮	KM5	2#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
SB5	1#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
SB8	2#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
KM	M1～M6，YA运行正常信号	HL1～6	输煤机组单机运行指示
FR	M1～M6，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M1～M6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，SB4～SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。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。HL1～HL6为Ml～M6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SB4～SB9控制按钮，对输煤机组单台设备调试与维护使用，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；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M1～M6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M1～M6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。 

　　(3) 相关参数 

　　　1) M1～M6及磁选料器YA功率如图8-1中所示。 

　　　2) 指示灯HL：0.25W，DC24V。 

　　　3) 电铃HA：8W，AC220V。 

三、设计内容及步骤 

　　1.总体方案的确定 

　　　根据控制要求，确定总体方案。 

　　2.正确选用电气控制元件和PLC 

　　　根据选用的输入输出设备的数目和电气特性，选择合适的PLC，要求进行电气元件的选用说明。 

　　3.分配I/O点，画出I/O连线图 

　　　根据选用的输入输出设备，确定I/O端口。依据输入输出设备和PLC的I/O端口分配关系，画出I/O连线图。 

　　4.程序设计说明及过程分析 

　　　要求绘制控制系统流程图，详细进行程序设计过程的分析说明，设计简单、可靠的控制程序。 

　　5.对系统工作原理进行分析，最后审查控制实现的可靠性 

　　　检查系统功能，完善控制程序。