毕业设计（论文）-基于PLC的电厂输煤系统设计(28页).doc

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1、-毕业设计（论文）-基于PLC的电厂输煤系统设计-第 - 25 - 页摘 要由于PLC程序的复杂性不断提高，因此在这个领域中对于这种方法的应用的兴趣越来越高。正式的方法对于系统在验证和确认的属性方面有着严格的证明。应用这种正式方法的一种方法是在可编程逻辑控制器中利用一种正式的设计方法。然而，对于现有的软件，必须优化，改变或者移植到新的系统。现在还需要一种方法可以由一个给定的可编程逻辑控制器开始。因此，PLC程序的规范化是当前研究的一个主题。这篇文章概述了一个基于逻辑可编程控制器重建方法。转换成厂商独立的格式可编程逻辑控制器结构的可视化被认定为是这一过程中间的一个重要步骤。同时也展示了如何使用X

2、ML及相应的技术将现有的可编程逻辑控制器正式化与可视化。 传统的热电厂输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统。由于输煤系统现场环境十分恶劣，不仅极大损害了工人的身体健康，而且由于输煤系统范围大，经常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等麻烦，大大降低了发电厂的生产效率。随着发电厂规模的扩大，对煤量的需求大大提高，传统的输煤系统己无法满足发电厂的需要。本文在充分考虑输煤系统的作用和运行可靠性基础上，设计了一条具有两个部分的输煤系统，从结构上保证了输煤系统的运行可靠性。根据输煤系统范围大、运行方式多，提出了基于台达公司PLC的输煤控制系统实现方案，该方案不仅降低了开发的工作量，而且

3、降低了维护的工作量，同时也以后的升级提供了条件。关键词：PLC；输煤控制系统；可编程序控制器ABSTRACT Due to the growing complexity of PLC programs there is an increasing interest in the application of formal methods in this area. Formal methods allow rigid proving of system properties in verification and validation. One way to apply formal meth

4、ods is to utilize a formal design approach in PLC programming. However, for existing software that has to be optimized, changed, or ported to new systems there is the need for an approach that can start from a given PLC program. Therefore, formalization of PLC programs is a topic of current research

5、. The paper outlines a re-engineering approach based on the formalization of PLC programs. The transformation into a vendor independent format and the visualization of the structure of PLC programs is identified as an important intermediate step in this process. It is shown how XML and corresponding

6、 technologies can be used for the formalization and visualization of an existing PLC program.The traditional coal transfer system of power plant is a half-automation system based on relay connect and manual work. As the environment of the coal transfer system is so execrable, it not only does harms

7、to the workers health but also has problems like belt slide,belt avulsion,and jam of the coal-falling pipe and soon for its large scope. This sharply decreases the productive eficiency of the power plant. Along with the development in scale,the coal requirement of power plants increases greatly.And

8、the traditional coal transfer system cant meet the needs of these power plants any more.This paper proposed a coalt ransfers ystem after careful consideration on the function and run reliability. It involves two subways, which consist of multiple segments and backup for each other. This can ensure t

9、he systems reliability on configuration. Considering the large scope and multi work mode, this paper put forward an implemental scheme of coal transfer control system based on MITSUBISHIs PLC .The scheme reduces the workload of the exploitation and the maintenance. It makes future promotion feasible

10、.Key words:PLC; coal transfer system; programmable logic controlller目 录摘 要- 1 -ABSTRACT- 2 -1前 言- 5 -1.1选题的目的与意义- 5 -1.2国内外研究现状- 5 -1.3基于PLC的电厂输煤系统介绍- 6 -1.3.1设备概述- 6 -1.3.2可编程序控制器的发展历史及其优点- 7 -2.系统总体方案设计- 8 -2.1设计内容- 8 -2.2系统总体结构设计- 8 -2.3硬件设计方案- 9 -2.3.1 PLC的选择- 9 -2.3.2 电动机的选择- 10 -2.3.3 其他模块的选择-

11、 11 -2.4 软件设计方案及通信过程- 11 -2.4.1 软件设计方案总体设想- 12 -2.4.2 PLC编程语言优点- 12 -2.4.3 PLC的通信- 12 -3.硬件电路设计- 14 -3.1 PLC系统设计- 14 -3.1.1 台达PLC的介绍- 14 -3.1.2 PLC系统特点- 15 -3.2 皮带传送机设计- 16 -3.2.1 皮带传送机简介- 16 -3.2.2 皮带传送机工作原理- 16 -3.2.3传动原理特点- 16 -3.3 电磁阀的选择- 17 -3.3.1 电磁阀简介- 17 -3.3.2 电磁阀工作原理- 17 -3.4 输入输出点分配- 17 -

12、3.5 系统硬件电路设计图- 18 -4系统软件设计- 21 -4.1 PLC软件设计- 21 -4.1.1. PLC软件及指令介绍- 21 -4.1.2 程序设计及其仿真- 22 -4.1.3 编程及仿真部分总结- 27 -4.2 PLC通讯设计- 27 -4.2.1 串行通信介绍- 27 -4.2.2 台达PLC的串行通讯功能- 28 -4.2.3 该系统的通讯设计- 28 -4.3 组态模拟设计- 28 -4.3.1 力控组态介绍- 28 -4.3.2 组态软件的特点及功能- 29 -4.3.3 该系统的组态模拟- 29 -4.3.4 组态与台达PLC的硬件连接及模拟- 31 -结 论-

13、 33 -参 考 文 献- 34 -致 谢- 35 -附 录- 36 -1前 言1.1选题的目的与现实意义随着科技的迅猛发展，推动了各行业自动化技术水平的提高，增加了具有高素质实战型人才需求，然而传统的工程学科教学中，通常是各种知识的单独传授，学生无法了解到技术在实际工程中是如何实现综合应用的，因此会给学生离开校园，踏入社会，造成学生没有实战经验，企业招不到具有某方面特殊技能人才的现象，我认为，这也是造成当前大学生毕业就失业的问题之一。对于工科的学生来说，如果掌握机械或者控制方面的知识，并具有实际接触经验，一定会对个人日后发展起到重要作用。而基于PLC的电厂供煤系统这个题目则给自己提供一个将知

14、识与实践相结合的好机会，首先在知识储备上这个选题要求学生对PLC的相关知识及设计能力有一定的要求，在实践上与现实生活有很大的关联性，对于大四毕业生快速上手给公司创造效益上也大有益处。传统的电厂输煤系统结构上是由各种继电器组成并由手动控制的半自动化系统，由于煤的本身特性和供煤系统的重要性，现场作业环境整体上来说十分恶劣。工人们通动起动作用各不相同的皮带传送机及向储煤仓输煤，经常有出现皮带跑偏，皮带断裂及落煤管堵塞等异常现象。但对工厂本身和企业效益来说，这些异常现象是不允许出现的。从时间裕量来说，输煤系统工作时尽量保持储煤仓满仓。这样不仅可以保证输煤系统发生异常时可以有充分的时间排除故障，而且可以

15、对输煤设备进行比较彻底的检修。随着国民经济的不断发展以及各类电厂的增多，对于热电厂系统稳定性等各种性能指标提出了更高的要求，因此传统的热电厂输煤系统再也无法满足现代的要求，需要及时对热电厂的输煤系统做出根本性的改造。从而实现抗干扰，运行稳定性好，系统控制的水平较高，这样能够在系统检修时能够省去更多的麻烦。1.2国内外研究现状随着各种先进微电子技术的发展，PLC技术越来越成熟，体积变小，节能效率增强，稳定性提高，控制功能不断加强，编程语言灵活方便，而且随着通讯网络的水平不断提高，使得PLC在远程程序调试、操作监控方面更灵活方便。目前，世界上有300家左右的PLC生产企业，PLC产品达500种，大

16、体可按地域分为欧系、美系和日系等三大系列，比如欧洲有西门子(SIEMENS)公司、TE公司、AEG公司；美国的A-B公司以及通用公司也有着较大的影响；日本的三菱水平也很高。随着国内相关技术的完善，国内也涌现了近三十家的公司，主要包括台达、永宏、浙大中控、易达等。随着自动化技术的发展，PLC在工业控制领域的应用越来越广泛，尤其是在生产自动化控制方面，因其开关量控制灵活，编程语言简单、运行稳定性强等优点，在石油化工纺织等行业得到较为广泛的应用。因此PLC控制在工业控制领域起重要作用，在这个课题中研究的就是电厂供煤系统与PLC技术的应用，PLC相关技术的成熟也促进了工控系统的稳定及抗干扰性。随着PL

17、C得到的应用越来越广泛，PLC的各项技术指标也越来越完善，功能愈发强大，性价比越来越高。在发展方向上则呈现两极化的发展。一方面，为了适应小型工业设备控制的需要发展处理速度快的小型PLC。另一方面，向技术较为成熟的大型PLC方向发展。随着工业控制系统的要求越来越高，控制对象的多样化和计算机技术的不断发展，人们对PLC的各种技术指标要求也越来越高，要求用户存储器容量也必须越来越大。（2）向网络通信化发展，这也是现代通信技术发展的潮流（3）向模块化、智能化发展以满足工业自动化各种控制工程系统的需要，近几年来，PLC厂家相继研发了不少新器件和模块，如智能I/O模块等，这些模块的研发不仅使功能完善，而且

18、在系统稳定性上的表现也越来越突出。1.3基于PLC的锅炉输煤系统介绍基于PLC的电厂输煤系统是基于台达PLC可编程序控制器的基础上研发而成的，真实可靠的模拟了工艺流程，将整个电厂输煤系统分为卸煤和上煤两个关键环节，并能在控制室里实现各种指令功能，在故障发生时能实现及时发现故障及快速处理，实现了一体化的管理调度，同时体现了工业流程的自动化发展趋势。1.3.1设备概述传统的热电厂输煤系统具有以下特点：（1） 任务越来越繁重，为了使煤的供应维持在一个固定的水平，输煤系统必须时刻保证运行在一个比较稳定的状态以保证生产生活的正常，而且输煤系统每天累计运行十小时左右。（2） 运行环境较为恶劣，工人劳动强度

19、大。因此电厂输煤系统的各个环节的环境都比较脏乱，同时占用了大量的劳动力。（3） 安全隐患的相关问题会变得越来越突出。综上所述传统的电厂输煤系统已经不再适合现代的生产要求了。在自动化生产过程中一般会用到控制技术、机电技术、传感器技术、气动技术、通讯技术，并通过紧密的结合完成一整套系统的控制流程，达到生产的全自动化工艺控制要求。基于PLC的电厂输煤系统就是建立在PLC的技术之上，实现煤料运输逆方向启动，顺方向停止并有急停等功能，在输煤系统发生故障时能够及时报警以保证快速修复故障恢复功能。这样就能很好的克服传统供煤系统的缺点，而且达到了现代工艺的要求，电厂输煤系统的工作稳定性得到了很好的保证。1.3

20、.2可编程序控制器的相关发展历史及其优点可编程序控制器的发展历程与继电器控制有着不可分割的关系。大约在50年前，由于现实的一些需要，通用公司提出了关于可编程序控制器的具体想法即：（1）编程比较简单，可直接在现场修改程序；（2）平日的维修保养工作较为方便，采用插件式结构能大幅减轻工作量；（3）其可靠性相比较继电器控制柜来说比较高；（4）体积不大，便于运输和存放，较继电器控制柜有一定优势（5）成本优势较大，可有效减轻公司负担；（6）计算机可直接接受处理好的数据；（7）输出采用能直接驱动电磁阀交流接触器等负载的115V交流电压；（8）通用性较强能与不同类型产品兼容，能在一定基础上方便拓展微型处理器出

21、现在70年代中期，它凭借着价格合理体积较小功能强大的优点很快被可编程序控制器采用，使它的使用成本进一步下降可靠性进一步提高处理速度更快。可编程序控制器能够完成逻辑控制数据通信开关量模拟控制复杂数据的分析与处理运动控制PID控制等功能。在工业发达的国家，可编程序控制器已经得到越来越多的认同并且得到广泛的应用，其应用范围包括家庭自动化工业自动化商业等领域。2.系统总体方案设计2.1设计内容该系统主要设计内容包括系统硬件电路设计，系统软件设计等。系统硬件电路设计：这一部分包括PLC的选型，电机与驱动器的选择。还有电厂供煤系统所需的预警铃，接触器，限位开关，电磁阀。这一系列硬件的选择与设计应该与电厂供

22、煤系统的指标一致，比如说稳定性要好，耐用性要高。除此外，在考虑满足需要的性能后，还要根据企业的资金状况来确定备用器件。系统软件设计：PLC软件编程调试，编程环境为WPLSoft，编程语言用LAD梯形图语言。系统的自动控制如下：（1）起动。起动时，为了使前面的皮带传送机不要堆积过多的煤料，3段皮带传送机应该遵循逆序起动的原则：卸煤和上煤部分的最后一段皮带传送机率先起动，然后经过固定的时间依次起动剩余的皮带传送机，但是在起动之前必须经过预警时间使各部分尽快进入工作状态。卸煤部分起动顺序：3#2#1#皮带传送机电磁阀；上煤部分：6#5#4#皮带传送机犁煤机。（2）停止。3段皮带传送机应该顺序停止，即

23、先停止最前一台皮带机或设备，待一定时间延时后再按要求停止其他的皮带机和设备。在卸煤部分，先停止料斗再依次停止1#，2#，3#皮带传送机，从而完成卸煤部分的停止过程。在上煤部分，先停止犁煤机再依次停止4#，5#，6#皮带传送机，完成上煤部分的停止过程。（3）紧急停止与故障停止。当整个电厂输煤系统遇到紧急情况或故障时，系统能够及时无条件的将全部皮带传送机停止。如果某个设备发生故障时，系统会根据具体情况停止某几段皮带机的运行。2.2系统总体结构设计可编程序控制器主要是由CPU模块、I/O输入输出模块和编程器组成。本系统采用台达PLC的EX2的型号，PLC控制器主要功能是实现开关量信号的采集，物料材质

24、、信息的采集及传送，并通过力控软件实现电厂供煤系统的模拟，形成完美的流程自动化。由于利于PLC技术的原因就是更好的实现对工艺流程器件的控制，所以要根据技术指标完成系统的硬件设计，再根据器件数目确定输入输出模块的对应编辑，最后再利用WPL Soft 软件进行编辑并利用力控软件实现通信并模拟其工艺流程，真正实现在控制室了解整个工艺流程的状态。图1即为整个PLC控制系统示意图。CPU模块输出模块输入模块编程器可编程序控制器接触器电磁阀指示灯电 源按 钮选择开关限位开关电 源图1 PLC控制系统示意图2.3硬件设计方案2.3.1 PLC的选择生产实训系统，PLC是主要控制器，合理的选择对于系统的稳定性

25、、应用范围、灵活程度等特性有着较为直接的影响，因此要根据系统工艺要求、设计理念，合理的选择合适的PLC。PLC的选择应该从多个方面考虑，主要从容量，PLC机型，I/O模块，电源模块，特殊功能模块，网络通信能力通盘考虑。选择PLC的机型与型号所要遵循的基本原则就是在满足功能要求及保证运行可靠性，维修保养方便的基础上力求最佳性能价格比。选择时对于合理的结构型式，方便的安装方式也要综合考量。相应的功能要求，响应速度要求，系统可靠性要求，机型统一原则也要尽量考虑。 方案一：选用西门子CPU 315-2DP，128K内存，数字量模块DI16/DO16 x24V/0.5A，支持MPI、Profibus通讯

26、协议，FB41、FB42、FB43功能块实现高速脉冲输出功能。控制性能各项指标比较突出，抗干扰能力也较强，Profibus通讯传输速率快。比较耐用而且维护率和损坏率也比较低。通信能力较好，其组态软件wincc step较为实用。但从安装角度而言，西门子PLC安装起来较为麻烦，对于一般的项目来说，不是一个最优的选择。 方案二：选用DVP20EX200R型号PLC作为主站，主机点数20点（12DI/8DO），内建RS232与RS485，相容Modbus、ACCII/RTU通讯协议，选用DVP32ES200T型号PLC作为从站，主机点数32点（16DI/16DO），内建RS232与RS485，相容M

27、odbus、ACCII/RTU通讯协议，支持2点（Y0，Y1）独立高速脉冲输出功能，最高可达100KHz。价格合理，编程调试灵活方便，短距离采用RS485通讯，比较快捷。采用台达PLC能符合大部分性能要求。与一般的控制装置相比较，台达PLC可靠性较高，抗外界各类干扰能力强，主要模块均采用集成电路，输入/输出模块系统设计有信号调理电路和较为完整的通信道路保护，在很多的性能指标上有着出色的表现（比如说平均故障间隔时间等）。台达PLC在硬件和软件方面的设计都比较出色：在硬件设计方面，台达PLC的硬件的设计与结构都是采用模块化的方式，这种设计能够帮助系统在发生故障时及时恢复以防系统出现更大的问题；而在

28、软件设计方面，非常重视对于程序的校验和检查，如果检测到系统的程序执行出现错误，立即报警让工作人员加以注意，而且应该立即停止执行程序，防止出现大的意外事故。方案选择：考虑到本模块化生产实训系统控制较为简单，而且主要针对学生、学员实训使用，要求价格便宜，学习起来简单灵活，操作性强，且通讯距离比较短，可采用RS485通讯，能实现系统的控制要求，S7-300一般用于中大型项目，成本会比较高，因此采用方案二。2.3.2 电动机的选择电机根据系统的要求选择Y系列三相异步电动机。电动机的定子饶阻为三角形接法，B级绝缘，全压起动，额定电压380V卸煤部分1#输送带电动机 Y200L1-2（30KW）卸煤部分2

29、#输送带电动机 Y160M1-2（11KW）卸煤部分3#输送带电动机 Y200L1-2（30KW）上煤部分4#输送带电动机 Y132S1-2（5.5KW）上煤部分5#输送带电动机 Y200L2-2（37KW）上煤部分6#输送带电动机 Y225M-2（45KW）上煤部分犁煤机电动机 Y132S2-2（7.5KW）各电机型号参数如下表1所示：表1 电机型号参数表电 机型 号额定功率（KW）额定电流（A）同步转速（r/min）效率（%）功率因数堵转电流堵转转矩Y132S1-25.511.1290085.50.887.02.0Y132S2-27.515290086.20.887.02.0Y160M1-

30、21121.8293087.20.887.02.0Y160M2-21529.4293088.20.887.02.0Y200L1-23056.9295090.00.897.02.0Y200L2-23769.8295090.50.897.02.0Y225M-24584297091.50.897.02.0电机主电路图设计：对于工作环境和工作方式两个角度来说，皮带传送机的电机与给煤机基本相似，只是功率有所差别，所以衙门的主电路接线方式的相似度比较高，其主电路的接线图如图2所示。 图2 电机接线图2.3.3 其他模块的选择电磁阀的选择：电磁阀（Electromagnetic valve）是利用电磁原理进

31、行控制的工业设备，是用来控制流体的控制性基础元件，属于执行器，并不仅仅限于液压、气动等方式。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。结合以上几种方案，总体硬件设计如下：基于PLC的电厂供煤系统要采用台达PLC，优点是安装方便，稳定性较好。电机方面采用的是一般的三相异步电动机，如果使用台达ASD-A0421-AB伺服驱动器及伺服电机，虽然在控制精度方面的优势较为明显，但在费用较大不利于企业控制成本

32、，而且对于控制一般的皮带传送机而言，一般的三相异步电机就已经够用。PLC编程方面，开发环境是WPLSoft 2.30，编写程序实现单站的控制功能，再通过Easy PLC Link将各单元有机结合在一起实现整个PLC控制。2.4 软件设计方案及通信过程2.4.1 软件设计方案总体设想实现电厂供煤系统的正常运行，除硬件电路设计外，还要有软件设计，PLC程序设计相结合，达到目的要求的控制工艺。整个生产系统主要是由PLC作为控制核心，整个控制流程是由在WPL Soft 2.30开发环境中编辑的程序，整个程序可以分为卸煤手动部分，卸煤自动部分，上煤手动部分，上煤手动部分。然后再利用一个PLC编程中实现自

33、动和手动的切换，这四个程序部分都分别控制不同的皮带传送机以及对应的。当运行过程中，皮带传送机，犁煤机，电磁阀出现故障时，对于系统中的器件实行急停指令以保证电厂输煤系统的稳定性。结合Easy PLC Link，完成数据信息的传输，使模块间结合紧密，操作流程顺畅，并合理控制所选择的三相异步电动机，从而确保整个生产过程的安全。2.4.2 PLC编程语言优点 PLC编程语言并不像平常的汇编语言或者C语言那样繁琐，而是利用系统本身就带有的继电器控制原理图搭建梯形图，使得最终编完的程序变得容易理解。在很多设备上，已经不需要很多的控制键，它们不但容易损坏，而且容易导致很多人为的误操作。而PLC的技术凭借着独

34、特的优势让我们的操作变得简单易行。最重要的是PLC语言让很多的器件变成了一个整体，让它们之间的配合变得更紧密。2.4.3 PLC的通信由于现实发展的需要，PLC的通信技术已经显得越来越重要。在PLC通信与PLC之间，能够通过交流彼此之间的信息分享数据以保证设备之间能够相互响应，从而保证系统的最大效率，以达到互补的目的。PLC之间的相互转换采用RS232接口来传送数据，但是RS232只能保证10米之间的传输距离，而在1000米的距离上基本上都要采用RS485来进行通信。图3为系统流程图。 图3 系统流程图这个系统流程图大体介绍了整个电厂输煤系统程序的运作过程。这个系统流程在执行过程上可以大体分为

35、两个部分，即程序准备和程序执行。在程序准备阶段，全线响铃等待延时时间是为了让工作人员知道电厂供煤系统即将工作，各自进入工作岗位既保证整个系统工作的顺利起步。在程序执行阶段，为防止煤料堆积而造成的意外事故必须使皮带传送机逆序启动。如果因为设备故障而导致皮带传送机不能按照原先设想顺利启动，应该立即停止各个设备以防止出现更加严重的系统故障，并且立即组织技术人员对系统进行整体检修。使系统尽快恢复工作。3.硬件电路设计3.1 PLC系统设计基于PLC的电厂输煤系统以DVP20EX200R作为主站。PLC相当于整个电厂输煤系统的大脑，承担着传感器信号的采集，触摸屏上危机的控制信号的接收，数据的存储、运算，

36、PLC与PLC、触摸屏之间信息传递，控制信号的输出等。PLC的L、N接220V交流电，S/S、ZP0接0V，UP0接+24V，磁性开关、光电传感器、电容传感器、电感传感器一端接PLC的输入端X，另一端接+24V，当传感器开关闭合时，X端便有了输入。气缸控制来源于电磁阀的控制，将电磁阀接到PLC的输出点Y上，当Y有输出时，电磁阀做出相应的动作，然后带动气缸动作。PLC的COM2口的D+、D-、SG分别串接在一起。3.1.1 台达PLC的介绍 基于PLC的电厂输煤系统采用台达PLC作为整个系统的核心。配合各个器件，充分利用其在运动控制方面的优势。台达PLC系统的主要功能介绍：（1）数字量控制：这是

37、PLC的最主要功能，在工业生产的各个领域得到广泛应用，取代一般的继电器驱动电路，实现准确的逻辑控制、顺序控制，即可控制单台设备，也可用于多机系统的流程自动化控制。DVP20EX200R有8个DI输入点，6个DO输出点，输出为继电器输出，DVP32ES200T有16个DI输入点，16个DO输出点，输出为晶体管输出。（2）模拟量控制：工业自动化生产过程中有许多地方用到模拟量控制，如质量、压力等，有时还需要模数转换或者数模转换，PLC厂家一般都生产配套的A/D和D/A模块，DVP20EX200R带有4个模拟量输入和2个模拟量输出，可应用于某些模拟量的控制。（3）数据处理：台达PLC含有矩阵运算、函数

38、运算、逻辑运算等数学运算，能够完成数据的采集、记录、数据转化、查表、排序、位操作等复杂功能，可以完成数据的实时采集，通过数据分析，或与存储器中的存储数据进行比较分析，完成需要的控制操作，也可以通讯功能将数据传输至别的扩展智能装置。数据处理通常用来采集和处理数据，比较分析各类模拟量等。（4）运动控制：PLC具有位置控制、运动控制功能，结合驱动器、电机、机械传动机构，可以实现复杂的运动控制。比如PLC、变频器、交流电机的应用，可以通过PLC控制，变频器驱动，实现交流电机的正反转、多段速控制、Modbus控制，完成相应运动控制的同时，实现节能环保。PLC与伺服的应用，控制伺服电机进行复杂的运动控制，

39、通过脉冲输出模式、内部位置指令模式，实现伺服电机的精确定位，还有双轴插补指令等，能控制电机进行圆弧轨道运行。 （5）通讯及联网：PLC通讯包括PLC间的通讯，PLC与触摸屏、上位机的通讯，以及与其他智能设备的Devicenet、以太网通讯等。本系统的通讯实现主要是利用PLC内建的3个通讯埠：1个RS-232,2个RS485，可各自独立运行。3.1.2 PLC系统特点 台达可编程控制器使用以程序为基础的指令表方式执行，采用梯形图的方式来表示程序进程，并依据机械动作操作的流程进行程序设计。而且程序之间可以相互转换，指令表和梯形图也要按照指定的规则进行编写。图4为程序执行流程图。图4 程序执行流程图

40、3.2 皮带传送机设计3.2.1 皮带传送机简介 普通的皮带传送机结构主要是一条倾斜的提升皮带机，结构主要由制动装置，驱动装置，张紧装置，支撑部分，清扫装置，和皮带等部分组成。 其中的驱动装置是整个皮带传送机比较重要的部分，它主要是由联轴器，电机，减速器，驱动辊轮或直接由电动滚轮组成。而制动装置主要包括制动和逆止器。为防止物料外撤这种情况发生（严重时会使皮带突然断裂或机械设备损坏），一般当胶带机的倾角液压电磁制动器，电动液压推杆制动器，滚柱式逆止器，带式逆止器等组成。拉紧装置和张紧装置主要由张紧滚筒，导轨，导轨组成的张紧小车及配重块组成，而且配重块一般要求误差不超过10Kg。改向装置主要由改向

41、滚筒，特殊支架，压轮组成。装料装置主要由落煤斗，落煤管，缓冲器，榴管，导料槽等组成。犁煤机，配料车等使卸煤部分的主要装置。在带式输送机中，皮带既是牵引装置同时又是承载装置，用来及时传送物料和传递牵引力，价格高用量大，是投资成本中相当大的一部分。3.2.2 皮带传送机的工作原理 皮带传送机的构造也比较复杂，组成部分主要包括传动装置拉紧装置皮带传送滚筒等几部分组成。皮带需缠绕两端滚筒并用皮带将两端接在一起，使之成为一种闭环结构。上、下两个托辊承载着皮带，拉紧装置作用使皮带具有一种张力。当电动机带动主动滚筒进行旋转时，主动滚筒与皮带之间的摩擦力使皮带能够连续进行运转，从而完成货物的卸载。3.2.3传

42、动原理特点 皮带传送机是基于PLC的电厂输煤系统中非常重要的一部分。牵引力的实现是依靠皮带和传送滚筒的摩擦力，因此在使用皮带传送机的时候必须使拉紧装置随时处于工作状态以保证皮带在分离出有初张力。皮带在工作时即属于牵引装置，又属于承载装置，使货物与皮带之间没有相对运动，从而消除了皮带与货物之间的摩擦阻力，使工作状态更加平稳。对于皮带传送机来说，最重要的就是其传送牵引力。其牵引力的大小决定于很多的因素：皮带的张力；皮带与传送滚筒之间的摩擦系数；皮带在传送滚筒上的包围角；除此之外就是要使皮带传送机上的皮带在传送滚筒上不能有任何的打滑动作时系统出现错误，因此皮带传送机的正常运行要根据现场的不同状况从而

43、采取不同的措施。提高皮带传送机的牵引力就要考虑决定其大小的决定因素。首先要增大包围角。一般来说皮带传送机的工作环境较为恶劣，因此所需要的牵引力也会比较大，故大多采用双滚筒皮带传送机，以达到增加包围角的目的；其次是要加大摩擦系数。一般都是通过保护覆盖在皮带传送机上的木板等方法加大摩擦系数或者是避免水分停留在皮带上以防止摩擦系数降低；最后一点就是尽量使处张力变大。皮带传送机在运行时会遇到多种情况使牵引力下降，因此要根据现场实际情况使用拉紧装置，加大皮带的张力从而使牵引力增加。3.3 电磁阀的选择3.3.1 电磁阀简介 电磁阀（Electromagnetic valve）是利用电磁原理来进行控制工业

44、设备，其作用是用来控制流体的控制性基础元件，在器件类型上属于执行器，使用范围较为广泛。在工业控制系统中可以调整不同类型的参数（速度方向流量等）。电磁阀可以同时与不同的电路来配合来完成对预期的控制，而且控制的精确度和速度都能得到保证。电磁阀的种类繁多，在工业系统中不同种类的电磁阀发挥的作用截然不同，使用频率较高的是安全阀、单向控制阀等。3.3.2 电磁阀工作原理 密闭的腔在电磁阀的结构中是重要的一部分，密闭的腔在不同的位置开有不同的通孔，为使液压油通过每个通孔都与不同的油管相连接。在腔的中间则是运动活塞，两块电磁铁分别在其两边，如果有一块电磁铁通电，阀体就会靠在哪一边。通过阀体的移动控制开关不同

45、的油孔。进油孔一般工作在常开状态，液压油进入不同的排油管，用油的压力依次带动活塞和机械装置，这样机械运动可以通过电磁铁的电流通断来控制。3.4 输入输出点分配 系统的I/O模块分为输入和输出模块，它们能够很好的将外部现场与内部输入模块联系在一起。输入和输出模块在系统内各有不同的作用，输入模块采集和传递输入信号，而信号则大体可分为两种:开关量输入信号（包括选择开关限位开关各种按钮等）；模拟量输入信号（热电偶和电位器等）。输入输出点的分配对于提高系统效率有很重要的影响，分配应尽量根据实际要求（留一定的裕量以供未来拓展时使用）。而且要把元件尽量分配为公共端以减少输入输出点数。图5为基于PLC的电厂输

46、煤系统的I/O点分配图。输入设备输入点分配输出设备输出点分配卸煤自/手动切换键X0卸煤起动预响铃Y0卸煤起动按钮X1上煤起动预响铃Y1卸煤停止按钮X2卸煤故障电铃Y2卸煤急停按钮X3上煤故障电铃Y3料斗电磁阀X4料斗电磁阀Y41#皮带传送机X51#皮带传送机Y52#皮带传送机X62#皮带传送机Y63#皮带传送机X73#皮带传送机Y7上煤自/手动切换键X10上煤自/手动切换键Y10上煤起动按钮X11上煤起动按钮Y11上煤停止按钮X12上煤停止按钮Y12上煤急停按钮X13上煤急停按钮Y134#皮带传送机X144#皮带传送机Y145#皮带传送机X155#皮带传送机Y156#皮带传送机X166#皮带传送机Y16犁煤机X17犁煤机Y17图5 系统I/O点分配3.5 系统硬件电路设计图电路设计主要依据生产工艺流程设计，由于基于PLC的电厂输煤系统大体分为卸煤和上煤两个部分，因此硬件电路设计也可以分为这两个部分。硬件电路设计需要遵守的基本原则是：首先要了解硬件结构设计及各个控制对象的驱动要求，如负载性质以及驱动电压等级等；再根据所需控制对象来确定输入/输出接口（I/O）数量；