残极压脱机工作原理之控制系统的设计文档格式.docx
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2.2控制方案的比较、论证和确定………………………………….6
2.2.1方案的比较…………………………………………………….7
2.2.2方案论证及确定………………………………………………8
三、系统硬件设计
3.1设计依据……………………………………………………………9
3.2主电路设计…………………………………………………………10
3.3导线电缆及元器件的选择…………………………………………11
3.3.1导线和电缆………………………………………………………12
3.3.2断路器……………………………………………………………13
3.3.3熔断器……………………………………………………………14
3.3.4接触器……………………………………………………………15
3.3.5继电器……………………………………………………………16
3.3.6低压隔离器………………………………………………………17
三、结语………………………………………………………………18
四、附图………………………………………………………………19
五、致谢………………………………………………………………20
七、参考文献………………………………………………………21
摘要
随着阳极组装厂自动化生产程度的不断提高,PLC在生产控制系统中的应用也越来越广泛。
该系统为悬挂式输送链(简称悬链)和残极压脱机(260t残极压脱机)设计的自动控制系统。
控制方案中PLC采用德国西门子S7-2000系列可编程控制器,CPU主机选用CPU2026,触摸屏采用SIEMENSTP170系列彩色触摸屏TP170BCOLOR,可以方便的实现对控制系统的操作、监控和参数设置等功能。
人机界面和PLC的有机结合,借助其产品的功能,能够很灵活的构造控制方案,它相对传统的电气控制方案具有更高的可靠性,控制更精确。
采用触摸屏与PLC控制,整个控制过程采用手动和自动方式,克服了人工处理劳动强度大、安全隐患多而且效率低下的缺点。
关键词:
PLC;
自动控制系统;
残极压脱
Abstract
Withautomaticproductiondegreerise,PLCcontrolsystem,theapplicationinproductionmoreandmorewidely.Thesystemforsuspensionconveyorchain(hereinafterreferredtoashangingchain)andtheextremepressureoffline(260ttheextremepressureoffline)designoftheautomaticcontrolsystem.ControlschemePLCwiththeGermanSIEMENSS7-2000seriesprogrammablecontroller,CPUhostchoosesCPU2026,touchscreenwithSIEMENSTP170seriesCOLORtouchscreenTP170BCOLOR,easytorealizeforthecontrolsystemoftheoperation,monitoringandparameterSettingsetc.Function.Theman-machineinterfaceandPLCorganically,withitsproductfunction,canbeveryflexiblestructurecontrolscheme,itisrelativelythetraditionalelectriccontrolschemehashigherreliability,controlmoreprecise.ThetouchscreenandPLCcontrol,thewholeprocesscontrolusingmanualandautomaticway,overcomingtheartificialprocessinglaborintensityandthehiddensecuritytroubleandmorelowefficiencyofshortcomings.
●KeyWords:
PLC;
Automaticcontrolsystem;
theextremepressureoffline.
1.1选题背景
工业控制计算机(简称工控机)是以计算机技术为基础的新型工业控制装置,目前已成为工业控制的标准设备,被广泛地应用于各行各业,工控机是实现生产自动化的最佳配套产品,而工业可编程序控制器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的定义有许多种,国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
从结构上,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
PLC作为工控机的一员,在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。
它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。
据统计,当今世界PLC生产厂家约150家,生产300多个品种。
2000年销售额约为86亿美元,占工控机市场份额的50%,PLC将在工控机市场中占有主要地位,并保持继续上升的势头。
PLC在60年代末引入我国时,只用作离散量的控制,其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等,最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。
新一代的PLC具有PID调节功能,它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域,广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。
但PLC也面临着其它行业工控产品的挑战,各厂家正采取措施不断改进产品,主要表现为以下几个方面:
(1)微型、小型PLC功能明显增强
(2)集成化发展趋势增强
(3)向开放性转变
随着微处理器、网络通信、人机界面技术的迅速发展,工业自动化技术日新月异,各种产品竞争激烈,新产品不断涌现。
PLC也由最初的只能处理开关量而发展到可以处理模拟量和数据,加之与DCS、PID调节器、工业PC等技术相结合,使之不再是一种简单的控制设备,而且必将随着自动控制技术的不断发展而发展生存下去。
可实现高精度要求生产线控制,循环控制,精确的测控,材料检测等等。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
发展趋势如下:
(1)更快的处理速度,多CPU结构和容错系统
(2)编程语言与工具日趋标准化和高级化
(3)强化PLC的连网通讯能力
(4)记忆容量大,采用专用的集成电路,实用性增强
(5)向小型化、高机能的整体型发展
1.2残极压脱控制研究的背景和意义
随着国内电解铝工业技术的迅猛发展和生产规模的不断扩大,人工处理阳极残极的弊端显现的越来越突出,不仅劳动强度大、安全隐患多而且效率低下,已极大地制约了生产的发展和规模的扩大。
使用残极处理生产线和设备来安全、高效地处理阳极残极已经成为一个发展趋势。
与此同时,残极处理生产线和设备也正逐步向全面机械化和自动化的方向发展。
从电解返回的残阳极是通过悬挂式输送链(悬链)运至260t残极压脱机,进行残极压脱,通过裙式输送机运到破碎系统进行下道工序作业。
本控制系统运用PLC来控制整个工艺过程,最大限度的满足被控对象的控制要求,在满足控制要求的前提下,使控制系统更为简单、经济、使用及维修方便.同时保证了系统的安全可靠.
本系统有自动和手动控制两种方式.在自动控制方式下,首先启动260t主、辅油泵电机,接着启动悬链电机,当残极到达1#时,使1#处的停止器打开,同时1#处的推进器推出,夹具闭合,刀具推出,进行残极的破碎处理.为了使破碎达到最大化,此时通过活塞的上下运动使残极的上下也得到了清理.处理完毕后,夹具打开,侧缸拉回,同时为了使生产流程不发生事故,在2#、3#、4#处都设置了停止器,可以使整个压脱流程更为安全有效的进行.
通过为残极压脱设计控制系统,我们可以很明显的看到自动化在工业领域中的地位越来越显著.人工处理阳极残极的弊端显现的越来越突出,不仅劳动强度大、安全隐患多而且效率低下,已近极大地制约了生产的发展和规模的扩大.本控制系统运用PLC来控制整个工艺过程,最大限度的满足被控对象的控制要求,在满足控制要求的前提下,使控制系统更为简单、经济、使用及维修方便.同时保证了系统的安全可靠
1.3残极压脱系统的发展趋势
1.3.1二十世纪八十年代前
20世纪60之前没有操作系统,此阶段完全靠手工操作。
20世纪50年代后期,计算机进入晶体管时期。
1953年,IBM701和IBM704采用监控程序来管理作业,这可以说是最早的操作系统了。
该系统的是一个批处理系统。
20世纪50年代末期的典型操作系统应该是英国曼彻斯特大学的ATLAS,它是带有假脱机(SPOOLing)的批处理系统。
1962年,最早的分时操作系统CTSS(CompatibleTime-SharingSystem)在麻省理工大学(MIT)诞生,最初实现于IBM7090机上。
此后,贝尔实验室、麻省理工学院及美国通用电气公司以CTSS为基础,共同研发出Multics(MultiplexedInformationandComputingService)
1964年,IBM推出了一系列用途与价位都不同的大型电脑IBMSystem/360,它们都共享代号为OS/360的多道批处理操作系统。
OS/360包含另一个优点:
永久贮存设备—硬盘驱动器的面世。
1969年,汤普森(KenThompson),丹尼斯·
里奇(DennisRitchie)等人在AT&
T的贝尔实验室开发出最早的unix系统。
20世纪60年代后期,计算机广泛用于工业控制、军事控制及商业事务领域。
这些领域需要系统能对来自外部的信息在规定时限内作出处理(称之为实时处理)。
1.3.2个人计算机操作系统
1974年,intel公司生产出第一代cpu芯片intel8086,并配套开发了相应的磁盘操作系统操作系统CP/M(ControlProgram/Monitor)。
CP/M是个人计算机上的第一个操作系统。
后来,微软以此系统为基础,为IBM开发出操作
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