基于PLC自动加料机控制系统设计

题目：基于PLC自动加料机控制系统设计

摘要：本设计方案是一种自动上底料系统，主要用于解决当前热电厂所采用的人工上底料的方式带来的各种问题。设备投入运行之后，可以直接解决热电厂需要人工上底料的问题，减少了底料运输过程中物料所产生的飞尘，在提高工作效率的同时，对于保护周围环境和工人的身体健康都是十分有利的。本文在对需求进行分析的基础上，进行了输送设备的选型，结合可编程控制器与继电器技术实现了上料过程的全自动控制，并对可编程控制系统的原理进行了介绍和分析。

关键词：热电厂循环流化床锅炉自动化PLC 变频器

目录

1、引言 (3)

1、自动化控制概述 (3)

1.1、自动化控制的研究内容 (3)

1.2、自动化控制的研究现状 (4)

1.3、自动化控制的发展趋势 (4)

2、自动上底料系统的设计方案 (4)

2.1、需求分析 (4)

2.2、系统机械本体设计方案 (5)

2.3、控制系统设计方案 (7)

3、底料输送设备选型 (9)

3.1、MS250埋式刮板上料机 (10)

3.2、TH250斗式提升机 (11)

3.3、LS250螺旋给料机 (13)

4、系统硬件设计 (14)

4.1、PLC 选型 (14)

4.2、变频器选型 (14)

4.3、I/O 分配 (15)

4.4、外部接线图 (15)

4.5、设备顺序启停程序设计 (17)

4.5.1、顺序控制过程 (17)

4.5.2、流程图设计 (17)

4.5.3、梯形图设计 (18)

结论 (23)

致谢 (23)

参考文献 (24)

附录 (25)

1 引言

循环流化床锅炉是燃煤型锅炉的一种，它具备其他老式的燃煤型锅炉所没有的优点。基于鼓泡床沸腾锅炉的原理，逐渐开发了循环流化床锅炉。这种炉子在国外发展很快。单炉蒸发速率从65T / h提高到550T / h以上。目前我国有很多可以生产循环流化床锅炉的厂家，这些锅炉的蒸发量在35T/h至220T/h之间，其中已经投入运行的是高压中温锅炉，这种锅炉的单台蒸发量超过了75t/h。

在每次点火之前，锅炉必须在炉内均匀地覆盖0至13毫米的底部材料。底部材料主要是锅炉炉渣过滤后的筛材。自循环流化床锅炉开始投入运行以来，发电厂一直采用人工装载基料的方式进行手工包装，然后由人将袋装物料运输到高约3.5米的锅炉中。这种方式导致工作效率很低，在整个运输过程中，底料也会不可避免的产生飞尘污染环境，危害工人的身体健康[1]。为了解决上述问题，本文设计了循环流化床锅炉自动给料系统，根据系统的技术需求，进行了设备的选型，并且有机的结合了可编程控制器和继电器技术，对系统实现了全自动化控制。

本章主要介绍了自动上底料系统设计的研究背景和意义，在分析了目前所使用的国产75T / h循环流化床锅炉自动上底料系统的技术需求的基础上，提出了当前课题的研究内容。

1自动化控制概述

1.1自动化控制的研究内容

自动化控制可以直接实现预期的目标，在整个工作过程中不需要人工操作或者只需要少数人参与进来。整个控制过程由机械设备或系统直接完成，从而可以实现生产或管理的目标。随着社会的进步和科技的发展，自动化已经得到了越来越广泛的应用，逐渐渗透在了生活的方方面面。而这些自动化技术的逐步完善也很好的提高了劳动生产率，改善了工人的工作环境，减少了生产过程对于环境的污染。

机械设备、系统和生产管理过程中，自动化控制直接根据人们的需求进行信息检测，自动化处理，分析，判断和运行控制，而不需要人工或者只需要几个人直接参与来实现目标。自动化技术广泛的应用于各个领域，主要包括工农商业，军事保护，医学研究，交通

运输，生产生活的各个方面。自动化技术的发展在很大程度上扩大了人体各个器官的功能，并且逐步使人们摆脱沉重的体力劳动或者复杂的脑力劳动，改善了过去人们工作的恶劣环境[2]。自动化在生产生活中的应用改善了人们的思维方式，提高了人们认识世界改造世界的能力。因此可以说，自动化是现代社会进步的重要标志，也是科技、国防、工业、国家发展的重要标准。从一个国家自动化程度的发展就可以看出国家的发展。

1.2 自动化控制的研究现状

自动化控制的发展是一个漫长的动态过程，他并非一直是静止不前的。过去人们所理解的自动化，只是通过机械的动作而不是人为的劳动来实现自动化目标或综合特定的自动化任务，而实质上这只是手工劳动，并不是代替人类劳动的想法。随着现代社会经济和科技的发展，计算机得到越来越广泛的应用，信息技术也得到了突飞猛跃的发展，现代的自动化技术已经不仅仅是可以代替简单的人类劳动。结合与计算机技术，现在的自动化已经可以实现使用机器，或者特定的计算机指令来代替或者协助人类脑力的劳动，从而真正的实现自动化。

1.3自动化控制的发展趋势

自动化控制目前正朝着更先进、更稳定、更可靠的方向发展，同时自动化生产线所面对的工艺也具有更高强度，更具有设计性的特点。在机械制造业，自动化铸造、冲压、热处理、焊接、切割、装配都已经实现了自动化，并且可以实现综合的自动化生产线，包括钢坯制造、加工、装配、检验、包装等各种工艺。自动化生产线的发展可以提高劳动生产率、提高产品的质量、提高整个生产工艺过程的稳定性，同时也有助于改善生产环境，保护员工的身体健康和防止周围的环境污染。

2 自动上底料系统的设计方案

2.1 需求分析

某煤矿火电厂共装备有两台循环流化床锅炉。在生产过程中，两台锅炉均采用刮板运输机运输。通过分析，循环流化床自动装卸系统可以充分利用刮板输送机作为将底部物料放置到锅炉底部的设备。因此，只要底部材料可以从地面传送到刮板输送机，自动上底料系统就可以实现自动装载过程。

要求设计一台锅炉自动上底料系统，主要的设备有刮板运输机，斗式提升机，螺旋给料机，料仓四部分[5]。所有的操作和控制都在主控室进行，每一个设备上都有启动和停止按钮，以及一个为PLC提供输入信号的开关。