矸石制浆材料工业生产线系统设计论文模板.doc

摘要
本文关键针对矸石制浆材料工业生产线控制系统进行了设计，经过西门子S7-200/CPU224PLC对系统进行控制，、电动机控制方法、计算机软件等方面设计进行了介绍，并提升了工业生产线自动化程度，同时着重处理了以下多个方面问题：
（1） 对工业生产线全部电动机进行控制，以达成对全部生产设备控制；
（2） 控制全部电动机开启，而且是根据一定时间间隔控制；
（3） 控制全部电动机停止，而且是根据一定时间间隔控制；
（4） 当故障出现时，控制全部电动机根据故障形式（已经设定程序）进行停止。
本工业控制系统含有自动化程度高，操作方便，性能稳定可靠维修简单等特点；并对系统通用性、可靠性和经济性进行了分析。

关键字： 矸石 控制系统 电动机
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摘要 1
SUMMARY 错误！未定义书签。
第1章 绪论 2
1.1 序言 2
1.2 选题背景 2
1.3 矸石制喷浆材料工业生产线研究意义 3
第2章 对中国现有工业生产线介绍 3
2.1 继电器控制系统 3
2.2 电力拖动自动控制 4
第3章 系统总体设计 4
3.1 矸石工业生产线工作原理 4
3.2 设备控制要求 5
3.3 生产设备选择 5
第4章 控制系统PLC选型和资源配置 7
4.1. PLC控制系统硬件设计 7
4.2 PLC框架配置图 7
第5章 自动控制系统程序设计和调试 9
5.1 编程软件 9
5.2 程序步骤图、组成和相关设置 10
第6章 工业生产线控制系统PLC程序 15
6.1系统资源分配 15
6.1.1数字量输入部分 15
6.2.2数字量输出部分 16
6.2.源程序 16
6.3 通电严禁输出程序 17
6.4 PLC抗干扰方法 17
6.5 PLC接地 17
第7章 模拟试验方案设计 18
7.1题目：矸石制浆材料工业生产线系统设计 18
7.2模拟试验设计 18
7.3 试验步骤 19
7.4.欲达成试验效果 19
7.5 试验结论 20
第8章 技术经济分析 20
8.1. 技术分析 20
结论 21
答谢 错误！未定义书签。
参考文件 22
附录1 错误！未定义书签。
附录2 错误！未定义书签。
附录3 22
第1章 绪论
1.1 序言
能源、人口、环境问题是当今世界面临重大挑战，也是中国面临重大课题。从可连续发展战略高度来审阅，必需处理好经济建设、生态平衡和环境保护协调发展关系。能源是国民经济发展物质基础，从长久供需估计看，供需矛盾仍很突出，从消耗能源产生“温室效应”造成全球气候变暖现实，中国更面临环境问题新挑战。所以，促进能源合理和有效利用，对中国经济发展和环境保护含有深远战略意义。本工业系统就选择了煤矸石这种材料作为处理能源一个方法。煤矸石（煤矸石是煤矿地层中脉石，开采煤炭时，从煤层顶板或低板部位上，和在掘进中从煤层周围挖掘和爆破出来炭殖岩、泥殖岩、砂殖岩、粉沙岩和少许石灰石、夹杂着数量不等碎屑矿物和碳质统称煤矸石）在采煤、选煤过程中被剔除而丢弃，全部煤矿矿区全部堆积如山。在中国，每吨煤矸石基建和运输管理费平均达8元人民币；假如放任煤矸石堆放，不仅压占大量土地，影响生态环境，而且煤矸石在遭受淋溶水作用下，将污染周围土壤和地下水。同时，因煤矸石中含有一定可燃物，在一定条件下会发生自燃，排放出二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体，污染大气环境，严重影响矿区居民身体健康。假如煤矸山堆存方法不妥，还可发生塌方、垮塌、坍毁等灾难事故。矸石常是煤灰分增加关键原因。
1.2 选题背景
世界各国全部很重视煤矸石综合利用研究。依靠技术进步来降低能源消耗是方法节能根本路径。不管是从国家战略层面考虑，还是从环境保护方面考虑，我们应该重视对矸石工业利用。煤矸石开发利用，在经济和技术路径上，关键分为二大类，一是索取能源；二是选择灰份作为工业原料。坑口电站和沸腾锅炉新技术使部分含碳高煤矸石能源得以充足利用，但其经济效果不太好，而且烧后大量灰渣未能得到妥善处理，造成二次污染。现在中国煤矸石制砖工艺、炉窑设计、生产设备基础靠近发达国家水平，煤矸石制砖企业正在向集约化、大型化方向发展，产品由实心砖向多孔砖和空心砖方向发展。如山东新汶矿业集团等单位建成煤矸石砖生产线20多条，每条生产线能力均在6000万块/年以上。 利用煤矸石生产高附加值产品。中国已开发出煤矸石生产增白和超细高岭土、生产无机复合肥和微生物有机肥料等技术，完善了利用煤矸石生产氯化铝、聚合氯化铝等化工产品、石棉及其制品、特种硅铝铁合金、铝合金等技术。利用煤矸石复垦塌陷区、修路等取得了很好社会效益和环境效益。煤矸石在充填塌陷区、修路、水土保持、作物种植等技术上也取得较大突破，有效地提升了矸石和土地利用率。如山东新汶矿业集团累计利用200多万吨煤矸石，来治理流经矿区柴汶河两岸采砂坑和部分矿井开采塌陷区，复垦开发土地500余亩。存在关键问题。一是矸石山灾难治理投入不足，技术管理标准不完善。分析多年来矸石山重大事故原因，首先是煤矿企业安全欠账较多，即使加大了安全投入，也关键用于井下或生产工程隐患治理，忽略了对矸石山灾难必需防范治理。其次是矸石山灾难治理技术标准、管理规范不健全，对防范治理矸石山灾难技术研究较少，缺乏有效技术支持。二是煤矸石综合利用总体水平不高。技术装备落后，企业规模小，竞争能力不强，发展后劲不足。如全国煤矸石砖厂平均生产能力不足1000万块标准砖，且品种单一，不能适应市场需要。三是各地煤矸石综合利用发展不平衡。在能源相对短缺地域，煤矸石综合利用发展较快，如华东、西南地域，煤矸石综合利用率通常在60%以上。而在煤炭资源相对丰富地域，综合利用发展较慢。四是优惠政策落实难，不利于调动煤矿治理矸石山主动性。国家在煤矸石发电、上网、电价、调峰等方面已出台了部分优惠政策，但因为种种原因，在项目审批、并网发电等方面还比较困难，贷款条件也比较苛刻。
1.3 矸石制喷浆材料工业生产线研究意义
要真正使煤矸石变成能够节省资源、能源、保护环境，取得综合优化效果矿产资源，最有效方法应该是资源化地开发利用。未来实现这个目标，可用作一是关键发展低热质煤(矸石)发电；伴随国家在基础建设方面大量投入，这就需要大量建筑材料，关键发展全矸石烧结砖，实现新型墙材高废渣掺加量、高孔洞率、高保温性能、高强度要求。，烧结粉煤灰陶粒、烧结粉煤灰陶粒砌块、烧结粉煤灰煤矸石页岩多孔砖、烧结粉煤灰煤矸石页岩高保温复合空心砖、压制烧结粉煤灰煤矸石砌块，、利用煤矸石制备微米级多孔陶瓷. 煤矸石风化物复垦种植中氮素营养，提取化工产品、烧制水泥、充填塌陷区、修路等。综合开发利用煤矿矸石山，不仅可有效改善矿区环境，避免矸石山意外灾难事故，而且可变废为宝，节省能源，治理环境污染，含相关键经济效益和社会效益。这些全部是对矸石综合利用。不过这么话，全部产品就必需被利用在我们生活中，需要处理运输问题，这么就无形增加了成本。矸石制喷浆材料应用将在本设计中得到表现。为了将煤矸石转化为对我们有益资源，本工业生产线将会把它转化为制浆材料来作为建筑用材，愈加作为加固巷道材料。这么就能够就地取材，就地利用，降低了中间步骤；同时，也从根本上处理了地面下沉给大家生产和生活造成种种不便问题；再者，也降低了地下开采中瓦斯爆炸所产生破坏力。
第2章 对中国现有工业生产线介绍
2.1 继电器控制系统
首先是电动机拖动生产机械,中国现有有相当多机械设备是七八十年代产品,完全是手工操作机械,她们正确度很低而且生产效率很低下,人为操作故障有不可避免增加了生产成本,造成了我们国家生产能力较大,生产成本一样很高,进入20世纪以来,流水线,社会化大生产蓬勃发展,继电器控制系统已经被广泛应用在工业生产各个领域,发明了一个个成功控制系统范例,而且对部分经典逻辑控制关系建立了固定继电器逻辑控制组合(也称功效单元)..继电器控制电路实现控制功效比较简单,只限于逻辑,定时,记数等部分简单控制,因为这种控制关系往往是针对某一个固定生产工艺设计,当生产过程发生了改变,就需要重新设计,改变继电器和接线.同时,因为继电器机械动作还会造成控制速度低,安装施工工程大,系统不轻易扩展,维护工作量大,故障不轻易查找等缺点.
2.2 电力拖动自动控制
但,20世纪60年代末,因为市场需要,工业生产从大批量生产,少品种生产方法转化为小批量,多品种生产方法,然而,当初这么大规模生产线控制爱关键是继电器控制系统,体积大,耗电多,改变生产程序很困难.但对于当初我们国家来说,那还是一个比较优异控制方法,我们国家有廉价劳动力,即使我们生产力低下,我们一样能够生产大量生产资料.而且,这么控制方法还是比较轻易学习,并不需要大量科学知识.简单方便.不过伴随我们国家开放,大量机械设备高度自动化,高度精密化和高度无人化等.我们就需要更新我们生产方法和管理理念.电力拖动自动控制已经向无触点,连续控制,弱电化,微机控制方向发展.

第3章 系统总体设计
3.1 矸石工业生产线工作原理
物料（大于200MM已经甩出）由某处经过输送机抵达破碎机，在破碎机内被破碎成不一样粒度矸石块，然后，被二级输送机输送到筛分机，它将不一样粒度矸石分成不一样七份，大于15MM经过滑道返回破碎机，被二次破碎，小于0.5MM直接进入料池，被用于生产空心砖。在15MM和0.5MM之间矸石被分成五份，经过滑道进入配料机，它把矸石根据预先程序进行配比，再经过滑道进入混合机，把经过配比矸石进行混合，混合后矸石即成为矸石制浆材料，最终，经过三级输送机后进入仓库或是进入下一个步骤即进行装袋。矸石工业生产线工作步骤示意图 3-1

图3-1 矸石制喷浆材料工业生产线工作步骤
3.2 设备控制要求
控制系统要求四能实现“正常运行”和“正常停止”和“强制停止”和“故障停止”四种控制方法。
1）正常运行
正常运行方法具体控制要求以下：
按下开启按钮，一级输送机开始运转并保持，5秒后，破碎机开始运转并保持，因为破碎机功率大于11千瓦故需要进行换接开启并保持，8秒后，二级输送机开始运转并保持，5秒后，筛分机开始开启并保持运转，5秒后 ，配料机开始开启并保持运转，5秒后，混合机开始开启并保持运转，因为配料机功率大于11千瓦故需要进行换接开启并保持，7秒后，三级输送机开始开启并保持运转。
2）正常停止
正常停止方法具体控制要求以下：
按下停止按钮，三级输送机开始延时5秒，并停止，同时，混合机开始延时5秒，后停止，同时，配料机开始延时5秒，后停止，同时筛分机开始延时5秒，后停止，同时二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，破碎机开始延时5秒，后停止，同时，一级输送机开始延时5秒，后停止。
3）强制停止
强制停止方法具体控制要求以下：
按下强制按钮，全部电路全部全部断开，即整个工业过程停止。
4）故障停止
故障停止方法具体控制要求以下：
当三级输送机电动机出现短路或过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断开，前面混合机开始延时5秒，后停止，同时，前面配料机开始延时5秒，后停止，同时前面筛分机开始延时5秒，后停止，同时，前面二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面破碎机开始延时5秒，后停止，同时，前面一级输送机开始延时5秒，后停止。当混合机电动机出现短路或过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断开，后面三级输送机立即停止，同时，前面配料机开始延时5秒，后停止，同时，前面筛分机开始延时5秒，后停止，同时，前面二级输送机开始延时5秒，后停止，同时， 前面破碎机开始延时5秒，后停止，同时， 前面一级输送机开始延时5秒后停止。当配料机电动机出现短路或过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机， 要断开，后面三级输送机，混合机就要立即停止，同时，前面筛分机开始延时5秒，后停止，同时，前面二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面破碎机开始延时5秒，后停止，同时， 前面输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面一级输送机开始延时5秒，后停止。当筛分机电动机出现短路或过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断开，后面三级输送机，混合机，配料机就要立即停止，同时， 前面二级输送机开始延时5秒，后停止，同时，前面破碎机开始延时5秒，后停止，同时，前面一级输送机开始延时5秒，后停止。当二级输送机电动机出现短路或是过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要断开，后面三级输送机，混合机，配料机就要立即停止，同时，前面破碎机开始延时5秒，后停止，同时， 前面一级输送机开始延时5秒，后停止。当破碎机电动机出现短途经大电枢电流（如严重过载）而损害电动机 ，就要断开，后面三级输送机，混合机，配料机，筛分机，二级输送机就要立即停止，同时，前面一级输送机开始延时5秒，后停止。当一级输送机电动机出现短路或过大电枢电流（如严重过载）而损害电动机，就要立即断开，后面三级输送机，混合机，配料机，筛分机，二级输送机，破碎机全部要停止。
3.3 生产设备选择
1）生产设备工业生产线是由破碎机，筛分机，输送机，配料机，混合机等机械设备组成，输送机则是由一级输送机，二级输送机，三级输送机组成。因为我做是系统设计,所以这里机械设备全部是依据系统需要进行必需选择.图3-2
设备
名称
电机
功率
生产
能力
电流

电压
频率
转速
输送机
7．5KW
60-130T/H
15A
380V
50HZ
970
N/M
破碎机
75KW
60T/H
140A
380V
50HZ
960
N/M
配料机
5．5KW
40-70T/H
11.1A
380V
50HZ
960
N/M
混合机
11KW
50-70 T/H
21.8A
380V
50HZ
970
N/M
筛分机
1.5KW
50-100T/H
3.44A
380V
50HZ
970
N/M
图3-2 设备选择
2）控制系统出了要满足能正常生产以外，要想长久无故障运行工作，还必需要有多种保护方法。保护步骤是全部控制系统不可缺乏组成部分，利用它来保护电动机，电网，控制设备和人身安全等。
（1）过载保护
电动机长久工作超载运行，电动机绕组温度升高超出其许可值，电动机绝缘就要便脆，寿命就要降低，严重时候使电动机损坏。选择依据：依据电动机额定电流来确定其型号和规格。热继电器元件额定电流应靠近或大于电动机额定电流。
故热继电器（保护输送机）选择型号：JR16B-20/3（16）
故热继电器（保护破碎机）选择型号：JR16B-150/3（160）
故热继电器（保护筛分机）选择型号：JR16B-20/3（3.5）
故热继电器（保护配料机）选择型号：JR16B-20/3（16）
故热继电器（保护混合机）选择型号：JR16B-20/3（22）
故主路热继电器选择型号： RT0-400（250）
（2）过电流保护
电动机短路或过大电枢电流（如严重过载）而损坏电动机，就要采取过电流保护。当然过电流保护是快保护；而热继电器保护是慢保护。选择依据：线圈额定电流*80%>负载电流
过电流继电器（保护输送机）选择型号：JL12-20
过电流继电器（保护破碎机）选择型号：JL12-150
过电流继电器（保护筛分机）选择型号：JL12-5
过电流继电器（保护配料机）选择型号：JL12-15
过电流继电器（保护混合机）选择型号：JL12-30
（3）接触器
用于带有负载主电路自动接通或切断。选择依据：主触点额定电流，通常依据电动机容量计算触点电流：
接触器（保护输送机）选择型号：CJ10-20
接触器（保护破碎机）选择型号：CJ10-150
接触器（保护筛分机）选择型号：CJ10-5
接触器（保护配料机）选择型号：CJ10-10
接触器（保护混合机）选择型号：CJ10-20
（4）自动空气开关
它能接通或分断正常工作电流，也能自动分断过载或短路电流，有欠电压和过载短路保护作用。选择依据：保护电动机时，电磁脱扣器瞬时脱扣整定电流为电动机开启电流1.7倍
故主路自动空气开关型号：DW10-400
（5）控制变压器选择
依据控制线路最大工作负载所需要功率计算，通常可依据下面计算： 变压器容量＞（1.1—1.26）*控制线路最大负载工作功率；显然对于交流电器，负载工作功率要取吸持功率值。
故选择控制变压器型号：BK-1000
第4章 控制系统PLC选型和资源配置
4.1. PLC控制系统硬件设计
PLC控制系统硬件设计是指硬件选型.机型选择基础标准是在满足控制功效要求前提下,确保系统工作可靠,维护使用方便极其最好性价比.具体考虑下面原因.
1)结构合理
因为工艺过程相对固定,但生产环境不好,噪声比较大,空气流通不好等选择模块式结构PLC.
2)功效强,弱合适
对于开关量控制工程项目,本设计没有控制速度尤其要求,通常选择低级PLC.如西门子S7---200系列机.图4-1
性能指标
CPU224
外型尺寸
120.5*80*62
本机数字量
14个输入/10个输出
程序空间
4096字
数据空间
2560字
用户储存器类型
EPROM
扩展模块数量
7个模块
数字量I/O
128个输入/128个输出
模拟量I/O
32输入/32输出
定时器/计时器
256/256
内部继电器
256
布尔指令实施速度
0.37MS/指令
通信口数量
1(RS—485)
图4-1 SIMATICS7—CPU224关键性能指标
3)PLC环境适应性
因为PLC是直接用于工业控制工业控制器,生产厂家把它设计成在恶劣环境条件下工作.尽管这么,每一个PLC全部要有自己环境技术条件.通常PLC及其外部电路(I/O模块等)全部能满足:
温度: 工作温度0---55度
湿度: -40------+85度
电源: 交流200V,许可改变范围为-15%---+15%,频率为47---53赫兹,瞬间停电保持10MS.
4.2 PLC框架配置图
矸石制浆材料工业生产线控制系统采取西门子S7---200系列整体式PLC。PLC框架配置图图4-2

图4-2 PLC框架配置图
1)PLCI/O模块选择
PLC是一个工业控制系统,它控制对象是工业生产设备或是生产过程,它和工业生产过程联络就是I/O接口模块来实现.
经过它来检测被控制生产过程.同时,控制器又经过接口模块将控制器处理结果送给工业生产过程中被控制设备,驱动多种实施机构来实现控制.首先是确定I/O点数，I/O点数确实定要充足考虑到容量，能方便对功效进行扩展。对一个控制对象，因为采取不一样控制方法或编程水平不一样，I/O点数就可能有所不一样。因为西门子S7-200系列整体式PLC-CPU模块有14个数字量输入，有14个数字量输出。所以需要输出、输入扩展模块，扩展模块为：SE223输出、输入为8输出、8输入，需要两个扩展模块，扩展模块功效概述图4-3：
EM223 24VDC 8输入/输出
输入特征
I/O端子排
可拆卸
输入
8点
·类型
漏型/源型
输入电压
·额定值
24VDC
·“ 1 ”信号
15---30VDC
·“ 0”信号
0---5V
隔离
光耦
·每组点数
4
输入电流
·“ 1 ”信号
4MA
输入延迟

·额定输入电压
4.5MS
2线BERO连接

·许可漏电流
1MA
输出特征
输出
8点
额定负载电压 L+/L1
24VDV
·许可范围
20.4---28.8VDC
输出电压
·“1 ”信号
最小20VDC
隔离
光耦
·每组点数
4
最大输出电流
·“1”信号

40℃时额定值
0.75A
55℃时额定值
0.75A
最小电流
--
·“ 0 ” 信号
10MA
接点开关量
·阻性负载
0.75A
·感性负载
0.75
·灯负载
5W
短路保护
外部提供
能量损耗
·从背板总线(5VDC)
80MA
·从传感器电源
32MA
图4-3 扩展模块功效
其次，开关量I/O：标准I/O接口用于同开关（按钮等）及控制开关设备（如：指示灯、报警器等）进行数据传输经典I/O信号为24-240V（AC）
（1）选择开关量输入模块关键从以下两个方面考虑：一是依据现场输入信号和PLC输入模块距离远最近选择电平高低，通常24V以下属于低电平，其传输距离不易太远，如12V电压模块，通常不超出10米。二是高密度输入模块，能许可接通点数取决于电压和温度环境，通常同时接通点数不超出总输入点数百分之六十。
（2）选择开关量输出模块应从以下三个方面来考虑：一是输出方法选择，输出模块有三种输出方法，继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出，其中，继电器输出价格廉价使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流能力强，而且有隔离作用，很适合本工业生产线控制系统应用。二是输出电流选择。模块输出电流必需大于负载电流额定值，假如负载电流较大，输出模块不能直接驱动时，应增加中间放大步骤。对于电容性负载，热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流，要留有足够余量。三是许可同时接通输出点数。在选择点数时，不仅要核实一个输出点驱动能力，还要核实整个输出模块满负荷负载能力，即输出模块同时接通点数总电流值，不得超出模块要求最大许可电流值。
若I/O设备由不一样电源供电，应该使用带隔离公共线接口电路。结合以上方法，本系统输入模块为开关量和继电器触点。共有十一个输入，二十个输出
电源模块选择：
电源模块选择通常只需考虑输出电流。电源模块额定输出电流必需大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流总和。以下步骤为选择电源通常规则：
（1）确定电源输入电压；
（2）将框架中每块所需总背板电流相加，计算出I/O模块所需总背板电流值；
（3）I/O模块所需总背板电流值再加上以下各电流；
①框架中带有处理器时，则加上处理器最大电流值；
②当框架中带有远程适配器模块或扩展当地I/O适配器模块时，应加上其最大电流值。由此可知，电源输入电压为24V，输出电压（指示灯和报警器等）为6V，输出电压（接触器等）为220V。

第5章 自动控制系统程序设计和调试
5.1 编程软件
编程软件采取西门子企业为其生产PLC而设计编程软件STEP-Micro/Win32，它能够在Windows平台上运行，而且提供了一个完整编程环境，能够进行离线编程和在线编程和调试，并能实现梯形图和语句表相互转换。
1）系统要求
●586CPU以上计算机
●16MB内存配置，50MB硬盘空间。
●WIN95、WIN98、WindowsNT
2）软件安装
●开启Windows，将装有STEP7-MICRO/WIN32光盘插入光驱；
●在我电脑中找到光盘驱动器，然后双击，打开光盘，找到SETUP.EXE文件并双击该文件，开始运行安装程序；
●在安装过程中，会出现PC/PC接口对话框，能够点击“CANCEL”继续下一步；
●根据提醒，完成剩下安装操作。
5.2 程序步骤图、组成和相关设置
5.2.1正常运行步骤部分图
正常运行步骤部分又能够分成两个小部分，就是正常起动部分和正常停止部分，正常起动就是不包含到故障部分，下面是整个工业生产线正常工作状态，而且也是正常起动并保
持工作状态。当整个工业生产产线要工作时候，按下开启按钮开关，整个系统就开始进入正常工作状态，能够说很简单地就控制了电动机次序起动，这么次序起动是利用了时间继电器作

图5-1-1 正常起动运行步骤部分

图5-1-2 正常停止运行步骤部分
开始
正常工作
一级输送机电动机故障？
故障
筛分机电动机故障？
二级输送机电动机故障？
破碎机电动机故障？
一级输送机电动机停止
一破碎机机电动机停止
二级输送机电动机停止
筛分机电动机停止
配料机电动机故障？《哈尔滨市老年人优待要求》
配料机电动机停止

混合机电动机故障？
混合机电动机停止

三级输送机电动机停止
三级输送机电动机故障？
断开确定按钮开关
断开紧急停止按钮开关
结束

图5-2 故障步骤运行步骤部分
用，利用它延时功效来实现，即当一级输送机电动机起动时候，和它相连时间继电器就开始工作，就是开始记时，时间一到，破碎机就开始起动，避免了外用无须要麻烦，根据这么次序整个工业系统就开始；当然，在起动过程中，电动机也可能出现部分故障而造成电动机停机，这么就属于故障范围，一旦任何一台电动机在起动过程中出现了故障（过流或是过载），和它相连过流继电器或是热继电器就会依据具体故障问题出现来使它们触点进入工作状态，这么就使触点动作，使故障电路处于接通状态，报警电路开始工作，信号灯工作，蜂鸣报警器也开始处于工作状态，直到确定按钮开关处于断开状态。图5-1-1。正常停止部分就是按下停止按钮开关以后，全部设备电动机就要根据控制程序开始动作，比如按下以后，5秒后，一级输送机电动机就要停止，而在经过5秒后，后面电动机也要停止工作，根据这么次序，全部电动机停止；也能够说正常起动是根据从后面设备电动机先开始起动，而当关闭时候，则是以前面设备电动机开始先停止。图5-1-2
5.2.2故障运行步骤部分图
一套完整工业控制系统要有必需故障系统，确保正常运行，不然这么工业系统假如出现了故障，就不能进行正常工作，却需要更多时间去检验事故地点。一旦出现了故障，就要判定故障类型，和故障出现地点，确保能让维修人员在第一时间去修理，确保在最短时间内将故障处理掉，再进行生产，本工业系统关键考虑了系统在工作中可能出现电流过大和负载过大两种关键故障。一旦出现交流电动机电枢电流过大，那么过电流继电器触点就要动作，使故障电路工作；一旦出现交流电动机过载，断相及其电流不平衡，那么热继电器触点就要动作，使故障电路工作。系统不仅能够将出现故障快速表示出来，还能够经过观察PLC知道是那个设备电动机出现了故障，即立即就知道第一事故点，因为当故障出现时候，故障小灯就会工作，经过这么设置，就大大降低了检验事故难度，这么就能够大大提升工作时间，提升生产效率，即是增加了经济收益。图5-2
5.3程序组成
这个程序有自动方法和手动方法两种，在自动方法下，PLC将运行设置好程序和参数（适适用于机械一切全部正常运行和正常停止情况下）。在手动方法下是在紧急停止情况下，能够手动控制全部机械设备电动机，使它们立即停止运转；在紧急故障情况下，能够确定并指出第一事故源头。
1）程序下载、安装和调试
将各个输入/输出端子和实际控制系统中按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件安装。全自动矸石制喷浆材料工业生产线程序是由STEP7-Micro/Win32软件指令完成，正常工作时程序存放在存放卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行STEP7-Micro/Min32编程软件，打开矸石制喷浆材料工业生产线程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。

第6章 工业生产线控制系统PLC程序
6.1系统资源分配
6.1.1数字量输入部分
这个控制系统输入由起动按钮开关、停止按钮开关、紧急停止按钮开关、确定按钮开关、过电流继电器1触点、过电流继电器2触点、过电流继电器3触点、过电流继电器4触点、过电流继电器5触点、过电流继电器6触点、过电流继电器7触点、热继电器1触点，热继电器2触点，热继电器3触点，热继电器4触点，热继电器5触点，热继电器6触点，热继电器7触点共18个输入点。具体分配图6-1：
输入地址
对应外部设备
I0.0
起动按钮开关
I0.1
停止按钮开关
I0.2
紧急停止按钮开关
I0.3
确定按钮开关
I0.4
过电流继电器1触点
I0.5
过电流继电器2触点
I0.6
过电流继电器3触点
I0.7
过电流继电器4触点
I1.0
过电流继电器5触点
I1.1
过电流继电器6触点
I1.2
过电流继电器7触点
11.3
热继电器1触点
I1.4
热继电器2触点
I1.5
热继电器3触点
I2.0
热继电器4触点
I2.1
热继电器5触点
I2.2
热继电器6触点
I2.3
热继电器7触点
图6-1 输入地址分配
6.2.2数字量输出部分
这个控制系统需要控制外部设备有故障指示灯1、故障指示灯2、故障指示灯3、故障指示灯4、故障指示灯5、故障指示灯6、故障指示灯7、闪烁指示报警灯、蜂鸣器、一级输送机电动机接触器、破碎机电动机电源接触器、Y开启接触器，△开启接触器，二级输送机电动机接触器、筛分机电动机接触器、配料机电动机接触器、混合机电动机电源接触器、Y开启接触器，△开启接触器，三级输送机电动机接触器、共20个输出端。具体输出分配图6-2：
输出地址 对应外部设备
Q0.0
故障指示灯1
Q0.1
故障指示灯2
Q0.2
故障指示灯3
Q0.3
故障指示灯4
Q0.4
故障指示灯5
Q0.5
故障指示灯6
Q0.6
故障指示灯7
Q0.7
闪烁指示报警灯
Q1.0
蜂鸣器
Q2.0
一级输送机电动机接触器
Q2.1
破碎机电动机电源接触器
Q2.2
破碎机电动机△Y开启接触器
Q2.3
破碎机电动机Y开启接触器
Q2.4
二级输送机电动机接触器
Q2.5
筛分机电动机接触器
Q2.6
配料机电动机接触器
Q2.7
混合机电动机电源接触器
Q3.0
混合机电动机Y开启接触器
Q3.1
混合机电动机△开启接触器
Q3.2
混合机电动机Y开启接触器
图6-2 输出地址分配表
6.2.源程序
在本程序中，M21.0是三级输送机电动机出现故障，切断控制它内部电路辅助继电器，M21.1是混合机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机内部电路辅助继电器，M21.2是配料机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机和混合机内部电路辅助继电器，M21.3是二级输送机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机和混合机和配料机内部电路继电器，M21.4
是筛分机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机和混合机和配料机和二级输送机内部电路辅助继电器，M21.5是破碎机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机和混合机和配料机和二级输送机和筛分机内部电路继电器，M21.6是一级输送机电动机出现故障，切断控制它和三级输送机和混合机和配料机和二级输送机和筛分机和破碎机内部电路继电器。M0.0则是为了需要过电流继电器和热继电器常闭触点而利用内部中间继电器线圈；当PLC通电时，全部触点全部是闭合，当工作时候，它们又全部是断开。按下起动按钮,工业生产线开始次序开启；按下停止按钮,工业生产线开始次序停止。当按下起动按钮以后，而电动机在正常起动时候，故障出现时,和PLC内部辅助继电器M21.0（控制三级输送机电动机），M21.1（控制混合机电动机），M21.2（控制配料机电动机），M21.3（控制筛分机电动机），M21.4（控制二级输送机），M21.5（控制破碎机电动机），M20.6（控制一级输送机）就会根据程序自动接通自己电路，报警闪烁灯开始闪烁,报警器开始发出声音；同时，别电动机还会根据程序次序停止 。
6.3 通电严禁输出程序
在实际工作中，因停电而停止生产（突击性）是常有事。在复电时，有些设备是不许可立即恢复工作，不然会发生严重事故。在这种场所必需采取通电严禁输出程序（见图6-4）。PLC上电进入RUN状态时，SM0.3接通一个扫描周期。使M1.0置1，M1.0常闭接点切断了输出线圈Q2.0控制逻辑，故输出被严禁。只有接通许可工作按钮I0.0和I0.2时，M1.0被复位，输出线圈才有可能输出。
6.4 PLC抗干扰方法
电源,输入,输出接线是外部干扰入侵PLC关键路径,应该采取对应抗干扰方法.在PLC电源输入端加接隔离变压器,由隔离变压器输出端直接向PLC供电,这么能够抑制来自电网干扰.
(1) 开关量信号不轻易受外界干扰,可用一般单根导线传输;
(2) PLC输入,输出线要和动力线分开,距离应该在20以上,假如不能确保上述最小距离.能够将这部分动力线穿套管,并将管接地;
(3) 应该尽可能减小动力线和信号线平行铺设长度,通常在20CM;
应用灭弧器,提升抗干扰能力。对于交流线圈(继电器线圈),在负载两端并联阻容吸收电路,即灭弧器,能够吸收负载接通瞬间产生冲击电流及其负载断开时产生感应过电压.图中R可取51---120欧,C可取0.1—0.47微法,电容耐压要大于电源峰值电压.图6-5：

6.5 PLC接地
良好接地是PLC抑制干扰关键方法.PLC接地应该注意以下

图6-4 通电严禁输出程序

1L Q0.0
PLC

图6-5 交流负载并联PC容阻电

图6-5 抗干扰灭弧图
多个方面;
(1) PLC接地最好采取专用接地线;
(2) PLC接地极离PLC越近越好,即接地线越短越好;
(3) PLC输入,输出信号线采取屏蔽电缆时,其屏蔽层采取一点接地,而且在靠近PLC这一端电缆接地,电缆另一端不接地.
第7章 模拟试验方案设计
7.1题目：矸石制浆材料工业生产线系统设计
7.2模拟试验设计
即使我做是工业生产线控制系统，故毕业设计需要，需要做实物演示，但试验设备有限，不能有足够设备来做这么演示，试验室里没有必需系统为我实际来做必需实物连接。但我能够应用现有设备进行必需模拟实物，而且根据程序编制来控制模拟实物。
1）需要电动机我能够用发光二极管来替换，但我们全部知道它电流和电压全部很小，所以必需要有和一定电阻进行串联。结合实际例子我来选择二极管和电阻。其次，不能在用220V电源，我使用了和下面计算电源，也就是6V电池组。这么降低了突发事件可能，也简化了试验难易。图8-1

发光二极管电流通常为几毫安到十几毫安之间。电压通常小于5V，大于它就会使二极管被击穿。结合我们学校现有资源，我选择了电阻是470欧，二极管为一般绿色和黄色发光二极管。
2）故障信号灯我也选择了替换，