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学士学位论文--斗轮堆取料机的plc设计.doc
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毕业设计(论文 )
题 目 斗轮堆取料机的 PLC 设计
2
斗轮堆取料机的
斗轮堆取料机的
PLC
PLC
设计
设计
摘要
本次毕业设计的题目是斗轮堆取料机的堆料和取料部分的 PLC 设计。通过对
斗轮堆取料机整机的分析,来进一步研究斗轮堆取料机的工作过程。斗轮堆取料
机是料场工作运行的核心机械,目前已经广泛应用于港口、码头、水泥、钢铁厂、
储煤场、发电厂等散料存储料场的堆取作业。PLC 集成控制技术发展迅速,应用
于斗轮堆取料机能够大大提高工作效率,减少劳动成本。这次设计对斗轮堆取料
机的 PLC 控制系统进行了详细的研究。
这次研究我们讨论了斗轮堆取料机的工作流程,选择最佳的堆取料工艺。合
理选择 PLC 型号。了解斗轮堆取料机的工作原理。经过系统分析设计要求,设计
开发了斗轮堆取料机的 PLC 控制系统。该系统具有较好的稳定性、可靠性。
关键词:斗轮堆取料机,PLC 控制系统
斗轮堆取料机的 PLC 设计 1
1
目录
第一章 绪论 ..........................................................................................1
1.1 课题背景........................................................................................................................1
1.2 斗轮堆取料机的发展状况............................................................................................1
1.2.1 国内斗轮堆取料机发展状况............................................................................1
1.2.2 国外斗轮堆取料机发展状况............................................................................2
1.3 斗轮堆取料机的工作过程............................................................................................3
1.3.1 斗轮堆取料机堆料过程....................................................................................3
1.3.2 斗轮堆取料机取料过程....................................................................................4
第二章 斗轮堆取料机总体设计 ..........................................................5
2.1 总体设计概论................................................................................................................5
2.2 斗轮堆取料机工艺流程分析........................................................................................7
2.2.1 准备过程工艺流程............................................................................................7
2.2.2 自动堆料工艺流程............................................................................................8
2.2.3 自动取料工艺流程............................................................................................9
第三章 斗轮堆取料机的 PLC 控制系统设计...................................10
3.1 电器元件的选择..........................................................................................................10
3.1.1 接触器的选择..................................................................................................10
3.1.2 继电器的选择..................................................................................................11
2.1.3 熔断器的选择......................................................................................................12
3.1.3 按钮、开关的选择..........................................................................................12
3.2 PLC 机型的选择 .........................................................................................................13
3.2.1 I/O 点数的估算 ...............................................................................................13
3.2.2 存储器容量的估算..........................................................................................13
3.2.3 控制功能的选择..............................................................................................14
3.3 斗轮堆取料机自动堆取料设计..................................................................................15
3.3.1 自动堆料设计..................................................................................................15
3.3.2 自动取料设计..................................................................................................16
3.4 斗轮堆取料机 PLC 程序设计 ....................................................................................16
第四章 结束语 ....................................................................................23
第五章 致谢 ........................................................................................24
第六章 参考文献 ................................................................................25
附录 ..........................................................................................................26
斗轮堆取料机的 PLC 设计 2
2
第一章 绪论
1.1 课题背景
在经济发展的过程中,很多地方需要对一些散料进行装卸,随着科技的发展,
自动化程度越来越高。以往的人工操作已经无法满足社会的发展。降低生产成本,
提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大问题。斗轮堆取料机是
连续输送机的一种,应用它可以将物料在一定的输送路线上,从装载地点以恒定
的或变化的速度进行输送。斗轮堆取料机是现代化工业散状物料连续装卸的高效
设备,目前已经广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、储煤场、发电厂
等存储料场的堆取作业。PLC 集成自动控制技术、新传感器技术、计算机管理技
术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控
制管理和分散控制;充分吸收了控制系统和集中控制系统的有点,采用标准化、
模块化、系统化设计。在现代化的港口散货装卸作业中,斗轮堆取料机是生产过
程中组成有节奏的流水作业运输线所不可缺少的组成部分。
1.2 斗轮堆取料机的发展状况
在过去的几十年中发达国家斗轮堆取料机技术的发展,极大的促进了散料输送
工业的发展自动化和信息技术又推动了该产业的发展。目前斗轮堆取料机普遍采
用 PLC 和变频器调速、液压驱动、网络控制等技术。其生产能力显著提升,造型
得到了改进,产品向大型化、多样化、无人化、环保和配套国际化方向发展。国
际市场对斗轮堆取料机需求量大。随着技术的发展和用户对产品性能、质量要求
的提高,斗轮堆取料机还会不断发展和完善。通过技术进步和创新,会有更多更
好的国产斗轮堆取料机产品问世,投向国内外市场
1.2.1 国内斗轮堆取料机发展状况
我国斗轮堆取料机的应用起步比较晚,最早的斗轮堆取料机设计可以追溯到
1966 年。国内斗轮堆取料机的发展基本经历了三个阶段。20 世纪 60 年代、70
年代,国内开始设计小型斗轮堆取料机,典型机型有 3025、8030 等,取料出力
分别为 300t/h、800t/h,回转半径分别为 25m 和 30m。20 世纪 80 年代、90 年代,
是斗轮堆取料机发展的第二阶段。钢厂、电厂等新建设的散料堆场逐步采用了大
型斗轮堆取料机,用于散料的堆取和转运,例如上海宝钢、秦皇岛码头料场,斗
斗轮堆取料机的 PLC 设计 3
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轮堆取料机取料出力达到 2000t/h,回转半径达到 40m。受当时国内条件的限制,
这些料场输送设备的建设多是合作制造或者整机进口的,甚至整套散料输送系统
都是引进国外的。2000 年后,国内斗轮堆取料机发展到了一个新阶段。迄今为
止,国内厂家具备了 300~6000t/h 生产能力、25~60m 回转半径斗轮堆取料机
系列产品的设计和制造能力。这一阶段中,国外厂商仍占据一定份额,但国内厂
家掌握了相当的技术、生产能力,并凭借服务、价格优势占据了国内市场的主流
地位,并逐渐走向国际市场。
国内斗轮堆取料机的发展在近五六年里发展非常迅速。尤其受国民经济固定
资产投资的影响,国内的需求量增长比较大,是近十几年来少有的,主要表现在
港口、电厂、钢铁企业的煤炭和铁矿石的料场增长迅速,能源、原材料行业的发
展也给斗轮堆取料机的产业发展创造了十分良好的发展环境。市场需求的增加,
激发了国内制造企业对斗轮堆取料机研发和创新的信心,特别是一些大型堆取料
机的研发,提高了国内企业自行设计制造大型设备的能力。国内的斗轮堆取料机
不论在产量上还是在质量上都有非常大的提高,这五六年里新增的斗轮堆取料机
的总和几乎达到之前所制造的斗轮堆取料机设备数量的总和。在斗轮堆取料机的
整体上,设备的设计和制造的细节需要改进,尤其在产品的机构设计的细节处理
上,与国外先进的公司产品存在较大的差距。因此提高产品细节方面的设计是国
内产品制造商需要迫切解决的问题。电气与控制系统的硬件与国外公司的产品基
本山没什么差别,而在 PLC 软件设计上存在一定的差距,其中也包括产品设计
的可靠性,PLC 程序编制的规范性,一次仪表的选型和设计的可靠性等。经过
几十年的发展,我国的斗轮堆取料机研制水平取的了较大的提高,但是同发达国
家相比,仍旧存在明显差距。
1.2.2 国外斗轮堆取料机发展状况
世界上研究和开发斗轮堆取料机最早的国家是德国,研究始于 19 世纪 30 年
代,第一台于 19 世纪 80 年代问世,真正投入世纪应用是在 20 世纪初期。在国
外,斗轮堆取料机作为散状物料装卸机械的使用是从上世纪初期开始的,它是由
斗轮挖掘机演变而来的。计算机技术的发展使计算速度加快,数据存储和读取更
加方便。各种网络技术使得数据传输更加容易,为斗轮堆取料机无人化打下了硬
件基础。所谓斗轮堆取料机全自动无人化,概要的讲就是由操控人员在中控室选
择堆料位置、按启动按钮,堆取料机自动寻位进行自动堆取料作业。国外的 iSAM
AG 和西门子公司是从事料场设备无人化集成较早的公司。无人化斗轮堆取料机
的操作是操作人员在中控室通过电脑屏幕监控堆取料机的各种运行和故障信息,
必要时进行手动干预。堆取料机完全自动运行,设备上无人操作
[1]
。
目前,西方发达国家港口用的斗轮堆取料机,大部分实现了全自动无人化运行,
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