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KM2闭合，辅助电机运转。KM2常开辅助触点是为实现自锁而设计的。控制回路中串入继电器KA2（主电机运行中间继电器）的常闭触点，其作用是实现主辅电机间的互锁。辅助电机主控回路和控制回路中低压断路器QF2、QF4及热继电器FR2、FR4主要起过热过载的保护作用。当按下停止按钮SB22时，接触器KM2线圈失电，辅助电机停止运行。辅助电机运行时，信号指示灯HL22亮。
辅助电机控制原理图见图3.2所示。
2L12L22L321QF22U211KM22U221FR22-X1:+EL-XU234V236W23841V2134V22361W2156W2257-1KA5-2KA5-3KA5-4KA5SB217FR2+ELQF4FR48HL221SAKM2KA2QF22LSSB228357
图3.2 辅助电机控制原理图
3.3 PLC地址分配
PLC控制系统涉及的输入/输出点数较多且类型复杂，在安排输入/输出时应按分类的原则进行，这样既便于维护又不至于遗漏应接的各种信号。安排的原则是4个润滑站的信号依次排列，并在电气原理图上用文字提示出组件触点代表的是哪个润滑站的何种信号，在电气图中各润滑站的组件代号按1～4的顺序排列，例如主电机润滑站压力低信号组件标号为1SP1，压力正常信号为1SP2，压力高信号为1SP3，则其余各润滑站压力低信号依次为1SP1、2SP1、3SP1。
在输入信号排列时按4个润滑站的信号在前，整个系统共享信号在后的方法排列。对单个润滑站来说，接入输入端的信号依次为：低压泵1#、2#电机及电加热器的保护信号，泵电机的接触器触点保护信号以及压力、温度、液位、流量、
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硬件电路设计
滤油器压差等信号，还有作为整个系统的试灯、消警、油泵总起动、油泵总停止、主机/辅助电机限位、主电机定子合闸、辅助电机工作、集中/现场控制、联动和单动、主电机轴瓦测温上限、上上限等信号以及单片机温度检侧仪的上限、上上限报警的触点信号。
输出信号器件分为两类，一类是接触器线圈及中间继电器线圈，这些主要是各润滑站用于控制高、低压泵电机、电加热器的接触器，表示润滑站正常、润滑站综合故障、允许主电机合闸、即时跳闸等需要向外引出连锁信号的中间继电器；另一类就是各种指示灯，表示的范围主要有各润滑站泵电机运行的状态、故障报警信号、主电机定子合闸、集中/现场控制选择、进料端、出料端主轴承温高等信号。
水泥磨系统PLC输入/输出的内容与设计实例中水泥窑的输入/输出较为相似，所不同的是水泥磨输入/输出点较多，需一个个排列，在设计I/O表时要仔细对待。本系统采用了三个机架，各机架之间连线及I/O模块配置和地址定义如前所述。各模块的输入/输出信号均按润滑站的顺序及信号类型依次排列构成I/O表，然后按I/O表顺序依次接入信号就完成了硬件接线图工作。详见附录A（I/O地址分配表）。
3.4 I/O连接图
磨机中的四个润滑站，I/O总数共计230个，将其全部纳入PLC控制。对这种数量较多的开关量控制系统，选用中、小型的可编程控制器即可满足要求。S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。因此本设计选用的是S7-200系列PLC。
磨机PLC配置表如下： CPU226，1块。 扩展模块，7块 ① 模块连线图
在做硬件连接图前，应在PLC用户手册上查出所用各模块的接线图，严格按连接图接线。
② I/O接线图
从图3.3中可看出，本模块含有8个输入点，输入点的一端接DC 24V直流电源。输出点的一端接AC 110V电源的一相（如本系统线路图中的L22）。输入、输出端点都要与对应端电源的另一端相连接。其余I/O接线图见附录B。
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1#低压 泵工作 2#低压 泵工作 主电机润滑站 加热器 润滑站 工作 故障报警 润滑站
正常 润滑站 备妥 1KM1 1KM2 1KM3 1KA4 1KA5 1KA6 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7
1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
1SA1.1 1SA1.2 1SB1
1SB2
1QF1 1FR1
1QF2 1FR2
1#油泵 为主
2#油泵 低压油 为主 泵起动
按钮
低压油 来自D 泵停止 CS起动
信号 按钮
主电机润滑站
来自D CS停止 信号
2#泵 1#泵
电机 电机
泵电机热保护
图3.3 I/O接线图
3.5 温度检测仪的硬件电路
温度检测仪采用以MCS-51单片机为核心的检测系统，其原理为：将温度值经A/D转换器送入8051单片机处理后，将其显示在4个七段数码管上，并能在检测值超上限、上上限时，输出两个闭合的触点信号送PLC系统处理。温度传感器AD590作为检测组件，检测实际的主轴承温度，经3个运算放大器LM741后将与温度信号成正比的0～5V电压信号引入A/D转换器ADC0804（单通道8位逐次比较型A/D转换器），经模拟量到数字量转换，产生8位二进制数字信号D0～D7，接入8051单片机的P0.0～P0.7端。
为了实时显示温度值，在该电路中配备了4个LED数码管，由P1.0～P1.3接译码驱动器7447后驱动4位数码管的段选信号。7447可将二-十进制（BCD码）数据自动变换为七段LED所需要的各段驱动显示信号，而P1.4～P1.7接数码管的位选信号。
8051的RD和WR端分别接ADC0804的读和写信号，ADC0804的中断请求信号INTR经反向器7404接入P2.0作为检测A/D转换是否结束的转换信号（当INTR为
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硬件电路设计
0时，A/D转换结束）。
用P3.0、P3.1端分别经光电耦合器IIL117后连接两个继电器线圈，在温度达上限和上上限时控制继电器常开触点闭合，并将它们引入PLC系统做声光报警及停磨处理。这两个常开触点将是单片机系统和PLC电控系统的连接信号。
为了提高显示数据的准确性，硬件电路还采取了一系列抗干扰措施，可使数据显示到一位小数（小数点位置在D2位）。另外，电路中配有稳压电源，以产生单片机所需的＋5V信号。8051需外接晶振芯片，用于产生12MHz的时钟信号。
因水泥磨主轴承温度上限和上上限的值是固定不变的，故本系统没有扩展键盘，而是将上限和上上限的值放置在内存缓冲区的固定位置，需比较的时候直接取值即可。若上述两值需用户自行设定，则一定要增加键盘接口。若键入的值较少，则可用“（”、“（”键组成简易键盘，这种方法在小型仪表中应用较广。
温度检测仪硬件电路原理图见图3.4所示。
R1×7C1C2＋5 V8051ADC0804DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7CSRDWRINTRV＋5 V＋12 VR1D1IIL1171 kVV74041V1 kVJ～220 V＋12 VR4VI＋P0.0EA/VPPP0.1XTAL1P0.2X1P0.312 MHzP0.4XTAL2P0.5P0.6C3RESETP0.7P1.0P1.1P1.2R2×4P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7＋5 VD3D2RDWRP3.0P3.174041P2.05 k－12 V－＋10 k10 k－12 V－＋－12 V10 k－＋＋5 VAD590LM741＋12 V1 kLM741＋12 V1 k20 kLM741＋12 V50 k9 k2 k 74471248＋5 VVI－CLKRCLKVREFAGND＋12 VR3C＋5 VR5AB C E D4DGFPI / PBORBILT V＋5 VV ＋5 V＋12 VR1 ＋12 V VIIL1171 kV1 k74041J～220 V图3.4 温度检测仪硬件电路原理图
3.6 电气元件的选择
3.6.1 电气元件选择的基本原则
电气元件选择的基本原则为：
根据对控制元件功能的要求确定电气元件类型。
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确定元器件承载能力的临界值及使用寿命，主要是根据电器控制的电压、电流及功率的大小来确定元件的规格。
确定元器件预期的工作环境及供应情况，如防油、防尘、防爆及火源等。 确定元器件在应用时所需的可靠性等。
3.6.2 电气元件选择
① 低压断路器的选择
低压断路器QF2是保护辅助电机过电压、短路和欠电压的保护设备。QF2在辅助电机的主回路中，额定电压U应为AC 380V。因辅助电机的功率Pe为18.5kW，辅助电机的额定电流为
I?Pe?100018.5?1000??48.7A U380QF2的额定电流只要大于48.7A就可正确动作，故选用DZ20Y—400/3302型的低压断路器，其额定电压为380V，额定电流为400A，完全符合要求。
低断路器极性的选择原则：一般在电机主回路中，应选3P＋N（三极加地）的低压断路器。控制回路中一般选择2P或1极的低压断路器。因此，QF0应选3P＋N的极性。
② 交流接触器的选择
该控制系统中的接触器均选交流接触器。辅助电机所用的接触器KM2主触头在主电路中，所以主触头通断负载额定电压为被控线路额定电压AC 380V，线圈在控制回路中（注意：在本系统中，控制回路电压为AC 380V。但有时控制回路也有AC 220V的电压），线圈电压取AC 380V。主触头额定电流按经验公式
I?Pe?1000计算，取系数1.4，则
(1.0~1.4)UI?18.5?1000?34.8A
1.4?380查阅技术手册知：CJ20-400主要用于额定电压AC 380V、电流400A的电力系统中，所以KM1选用CJ20-400符合系统要求。原理图中共使用KM1常开触点2个，常闭触点1个，故选3个常开1个常闭辅助触点即可。
润滑站油泵电机所用的接触器1KM1、1KM2、2KM1、2KM2、3KM1、3KM2、4KM1、4KM2的主触头通断负载额定电压为被控线路额定电压AC 380V，线圈在控制回路中，线圈电压取AC 220V。主触头额定电流按经验公式计算：
0.75?1000I??1.41A
1.4?380选定B系列接触器B16，查阅技术手册知B16主要的技术参数为额定电压380V，主触头额定工作电流为15.5A，可控制的电动机最大功率为7.5kW，符合系统要求。
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