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中心传动刮泥机电气控制系统硬件软件设计说明书.doc
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2023-07-10
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中心传动刮泥机电气控制系统硬件软件设计说明书.doc
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I
摘要
传统的悬挂式刮泥机运行控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,
存在易出故障、维护不便、运寿命较短、占用空间大等缺点。所以本课题采用 PLC 自动控
制技术取代了传统继电器—接触器电气控制系统,实现了对中心传动刮泥机的自动控制,
可编程控制器是一种广泛应用于工业现场的新型控制器,具有结构简单,抗干扰性强,编
程方便等特点,本课题所研究的利用电气控制系统的设计实现了的控制悬挂式中心传动刮
泥机自动化,方便了工人实际操作。由于 PLC 电气控制系统与继电器—接触器电气控制系
统相比,具有结构简单,编程方便,调试周期短,可靠性高,抗干扰能力强,故障率低,
对工作环境要求低等一系列优点。因此,本论文将把 PLC 控制技术应用到控制刮泥机中去,
从而大大提高刮泥机的工作性能。完成了电气控制系统硬件和软件的设计,其中包括 PLC
机型的选择、I/O 端口的分配、I/O 硬件接线图的绘制、PLC 梯形图程序的设计。对 PLC 控
制刮泥机的工作过程作了详细阐述,论述了采用 PLC 取代传统继电器—接触器电气控制系
统从而提高刮泥机工作性能的方法,给出了相应的控制原理图。
关键词 可编程控制器;梯形图;电气控制系统
II
Abstract
The traditional hanging mud scraper operating control system uses is the relay logic control
line. Uses this kind of control line, exists easily to crash, the maintenance inconveniently,
transports the life to be short , to take the space in a big way and so on the shortcomings.
Therefore this topic used the PLC automatic control technology to substitute for the traditional
relay - contact device electricity control system, has realized to the central transmission mud
scraper automatic control , The programmable controller is one kind widely applies in the
industry scene new controller, has the structure to be simple, anti-jamming, characteristics
and so on programming convenience , this topic studies the use electricity control system
design has realized the control hanging center transmission mud scraper automation , has
facilitated the worker actual operation. Because the PLC electricity control system and the relay -
contact device electricity control system compares , has the structure to be simple , the
programming is convenient , the debugging cycle is short , the reliability is high , ant
jamming ability, the failure rate is low, to working conditions request low status a series of
merits. Therefore, the present paper will apply the PLC control technology controls in the mud
scraper, thus will enhance the mud scraper greatly the operating performance Has completed
the electricity control system hardware and the software design, including the PLC type choice,
the I/O port assignment, the I/O hardware wiring diagram plan, the PLC trapezoidal chart
procedure design. Has made the detailed elaboration to the PLC control radial drill drilling
machine work process, thus elaborated has used the PLC substitution tradition relay - contact
device electricity control system to enhance the engine bed operating performance the method,
has given the corresponding control scheme.
Keywords programmable controller trapezoidal chart electricity control system
III
目 录
1 绪论 ..............................................................................................................................................1
1.1 我国的环保形势 ....................................................................................................................1
1.2 刮泥机 ....................................................................................................................................1
1.2.1 刮泥机的分类 ..................................................................................................................1
1.2.2 各种类刮泥机的适用条件和优缺点 ..............................................................................2
1.3 中心传动刮泥机 ....................................................................................................................4
1.3.1 原理 ..................................................................................................................................4
1.3.2 产品特征 ..........................................................................................................................4
1.4 中心传动刮泥机参数: ........................................................................................................4
1.5 设计任务 ...............................................................................................................................5
1.6 研究意义 ................................................................................................................................5
2 刮泥机总体构成 ..........................................................................................................................6
2.1 刮臂的形式 ............................................................................................................................9
2.2 刮板 ......................................................................................................................................10
2.3 水下轴承 ..............................................................................................................................11
2.4 工作桥 ..................................................................................................................................12
3 动力系统设计与计算 ................................................................................................................13
3.1 传动装置的设计 ..................................................................................................................13
3.2 电动机的选择 ......................................................................................................................13
3.2.1 选择电动机的类型和结构形式 ....................................................................................13
3.2.2 确定电动机的功率 ........................................................................................................14
3.3 联轴器的设计 ......................................................................................................................16
3.4 泵的选择 ..............................................................................................................................18
3.4.1 进水泵 ............................................................................................................................18
3.4.2 出水泵 ............................................................................................................................19
3.5 蜗轮、蜗杆的设计、计算 ..................................................................................................20
3.5.1 蜗轮、蜗杆材料及精度选择 ........................................................................................20
3.5.2 涡轮、蜗杆计算和校核 ................................................................................................20
3.5.3 计算和校核 ....................................................................................................................20
3.6 传动立轴的设计与计算 ......................................................................................................22
IV
3.6.1 轴的概述 ........................................................................................................................22
3.6.2 轴的材料 ........................................................................................................................22
3.6.3 轴的强度计算 ................................................................................................................23
3.6.4 轴的刚度计算 ................................................................................................................23
3.2.5 刮泥机传动立轴的计算 ................................................................................................24
4 中心传动刮泥机电气控制系统硬件软件部分的设计 ............................................................25
4.1 PLC 型号的选择..................................................................................................................25
4.1.1 根据 PLC 的物理结构..................................................................................................26
4.1.2 根据 PLC 的指令功能..................................................................................................26
4.1.3 根据 PLC 的输入输出点数..........................................................................................26
4.1.4 根据 PLC 的存储容量..................................................................................................27
4.1.5 根据输出模块的类型 ...................................................................................................27
4.2 刮泥机动力系统泥机总体方案说明 ..................................................................................27
4.3 电气控制原理图的设计 ......................................................................................................28
4.3.1 主电路的设计 ................................................................................................................28
4.3.2 交流控制电路的设计 ...................................................................................................28
4.3.3 主要参数设计 ...............................................................................................................29
4.3.4 PLC 的 I/O 端口分配表.................................................................................................29
4.3.5 PLC 的 I/O 电气接线图的设计.....................................................................................30
4.4 悬挂式中心传动刮泥机电气控制系统软件部分的设计 ..................................................31
结论 ...............................................................................................................................................36
致谢 ...............................................................................................................................................37
参考文献 .......................................................................................................................................38
附录 ...............................................................................................................................................39
附录 1 .........................................................................................................................................39
附录 2 .........................................................................................................................................42
1
1 绪论
1.1 我国的环保形势
自从改革开放以来,我国科技,经济快速发展,工厂在各个城市林立,但随之而来的
是环境污染。现在环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明,为实现经济的
持续稳定的发展,必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展,
城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加,2002 年全
国工业和城镇生活废水排放总量为 439.5 亿吨,比上年增加 1.5%。其中工业废水排放量
207.2 亿吨,比上年增加 2.3%;城镇生活污水排放量 232.3 亿吨,比上年增加 0.9%,其中
仅有 10%得到处理。生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖
海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002 年监测数据显示,辽河、海河水系污染严
重,劣 V 类水体占 60%以上;淮河干流水质以 III-V 类水体为主,支流及省界河段水质仍
然较差;黄河水系总体水质较差,干流水质以 III-IV 类水体为主,支流污染普通严重;松
花江水系以 III-IV 类水体为主;珠江水系水质总体良好,以 II 类水体为主;长江干流及主
要一级支流水质良好,以 II 类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺,已成为严重制
约我国社会经济持续发展的突出问题,有待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业
点源为主,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。国家非常重视环境污染问题,制定了
相应的法律法规。从节约水资源和保护环境出发, 我国政府提出落实科学发展观,走可
持续发展的道路。如果直接清理污染河道,代价肯定是巨大的,因此治污必须从源头抓起,
污水必须经过净化方可排放。建设具有一定净水能力的污水处理厂势在必行。
根据预测到 2010 年我国城市污水排放总量为 1050 亿 m
3
,城市污水处理率要达到 50%,
预计需新建污水处理厂 1000 余座,而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是
污水处理工艺和技术的选择,因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、
基建和运行费用低的污水处理新技术,具有十分重要的现实意义。
刮泥机就是污水处理的一种重要设备。该设备在国外的应用较为广泛的一种。
1.2 刮泥机
1.2.1 刮泥机的分类
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