锅炉车间输煤机组 PLC电气控制系统设计

成都电子机械高等专科学校PLC课程设计专周报告

题目：锅炉车间输煤机组 PLC电气控制系统设计

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日期： 2011/12/2

基于PLC原理的锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

摘要：

燃煤输送是锅炉运行的一个重要环节，如何保证设备运行的可靠性、减少操作人员与维护人员劳动强度、提高经济效益，成为一个值得研究的课题. 可编程控制器（PLC）是近年来发展极为迅速，应用面极广，以微处理器为核心，集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性高、性能价格比高等优点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。

本设计基于三菱公司的FX2n系列的PLC，设计了某锅炉供暖输煤控制电气系统。各机械之间均设计安全的联锁保护控制功能：系统中的输煤电机启停是有严格控制顺序的，彼此间有相应的联锁互动关系，当启动某台输煤设备时，从该设备下面流程的最终输煤设备开始向上逐级启动，最后才能使该台设备启动；当停止某台输煤设备或某台设备故障时，从该设备上面流程的源头给煤设备开始向下逐级停车，最后才能使该台设备停止。这样，就保证了上煤传输的正常运行在线控制煤流量，避免了皮带上煤的堆积，也保护了皮带。PLC控制系统硬件设计布局合理，工作可靠，操作、维护方便，工作良好。用PLC输煤程控系统，不但实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。因此PLC电气控制系统具有一定的工程应用和推广价值。

【关键词】PLC;电动机；接触器；指示灯

第1章绪论

1.1研究意义

当今社会是一个信息化，智能化，自动化的时代，高新技术代替啦以往的大量的人工，是节能环保的体现，作为自动化领域，PLC控制是当仁不让的挑起啦重任，PLC电气控制实现了以往所不能实现的自动控制，是标志这自动化领域里程碑，我们学自动化专业的同学，研究PLC是必须的，我们这个专周就围绕着PLC电气控制展开设计。希望这是我学习生涯的里程碑。

1.2研究目的

通过对锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计，使学生进一步熟悉有关PLC电气控制的理论知识，PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据生产工艺过程和自动控制要求用PLC进行控制的PLC系统及控制程序设计方法和步骤，培养同学们的工程意识和工程实践能力。

学生初步掌握PLC电气控制系统的设计方法，编程技巧以及电气常用元器件的选型；初步具有控制系统主电路、控制程序的分析和设计方法；同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法，为今后走上工作岗位应用PLC电气控制基本理论知识奠定良好的基础。

第2章设计题目及内容

2.1设计题目

锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

2.2 设计内容

(1) 手动开车/停车功能SA1手柄指向左45°时，接点SA1-1接通，通过SB4～SB9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。

(2) 自动开车/停车功能SA1手柄指向右45°时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。

1) 正常开车按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮

HL4指示灯；10s后，破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。

2) 正常停车按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s 后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。

3) 过载保护输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。

4) 紧急停车输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。

5) 系统正常运行指示输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。

第3章设计方案

3.1 题目分析

题目为《锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计》，我们要通过使用PLC来实现对锅炉车间输煤机组的自动化控制，首先我们要知道锅炉车间输煤机组是通过电机带动皮带转动来实现传输的，其实我们就

是通过对负载电机实现自动控制来实现的，要实现对电机的自动化控制我们就需要设计出相应的电器控制图（主电路），然后利用PLC连接到主电路上（PLC硬件图），再利用PLC编程来实现对电路的自动化控制。

3.2 需要实现的功能

负载电机（M1-M6）能自动起转、停止，相应指示灯指示工作，运行时出现故障能自动停止并相应指示和报警，对电路有相应的过载保护，和短路保护并指示和报警；对于紧急情况有紧急停车功能；对于整个过程都有相应的指示。

第4章元器件的选择

4.1输煤机组控制系统示意图

输煤方向

给料器磁选料器

送煤机P1破碎机提升机

煤回收方向

送煤机P2

输煤方向

煤送至卸煤仓

回收机P2

YA(15kVA)

M1(3kW)M2(3kW)M3(13kW)M4(5kW)

M5(75kW)

M6(3kW)