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图3-2 控制系统方块图
本实验装置中的液位控制系统为单回路控制系统。该系统方块图如3-2所示： 单回路控制系统是指只有一个测量变送器；一个调节器；一个调节阀连同被控过程。对一个被控参数进行控制的反馈闭环控制系统。由于单回路控制系统结构简单，投资少，易于调整和投运，又能满足一般工业生产过程的控制要求，因此应用十分广泛，尤其适用于被控过程的纯时延和惯性小，负荷和扰动变化比较平缓，或者对被控质量要求不太高的场合。单回路控制系统虽然简单，但是，它的分析、设计方法是其他各类复杂控制系统分析、设计的基础。所以，掌握了单回路控制系统的分析和设计方法，就不难设计其他更为复杂的过程控制系统。 3.3 工艺方案的拟定
3.3.1 实验装置的工艺部分设计方案
根据实验装置的需要选择水泵、水管、水龙头、电动执行器，根据水泵的流量特性选选择水槽的材料和尺寸，再根据水槽的尺寸选择传感器的类型和尺寸和液位计，估算控制柜的尺寸，再综合各个元件大体定整体框架尺寸。最后设计控制箱。 磨的部分：物料由料仓经喂料机送给CKP磨，经过CKP磨磨出来的粗粉再次被送入磨内进行研磨，细粉被送出，送出的细粉被送到皮带称上，经过皮带称称重后，得到细粉的重量，这个数据被送入放大器、积分器运算后得到的数据与预先存储的数据进行比较来控制接触器CR的动作以实现整个电路的控制。另外，磨辊上的力是通过液压系统来控制的，而液压系统也是由电路控制的。关键是设计的整个系统是用接触继电器控制了还是用PLC控制了，前者控制线路复杂，价格比较便宜，但控制不够稳定，后者是现在工业生产上正在使用的控制元件，控制精度高，性能稳定，使用寿命长，但价钱比较贵考虑了方方面面，我决选定用PLC控制系统。 3.3.2 实验装置的控制部分设计方案
磨机的主轴转动由电机M1拖动，磨机主轴转动不需要正反转控制。但电机M1的功率很大由于磨盘需承受很大的压力，压力大了，电机的工作电流也会增大，所以要防止电机烧坏，在电路中加入过电流继电 ；另外，主电机的运转要考虑的另一个大的问题，这么大的电机的启动电流很大，所以要用减压启动回路。在粉磨过程中要考虑的问题，防止一些坚硬的异物进入磨内，如有这种现象出现，应使主电机M1立即停止转动，而且压力立即降低，以免伤到整个磨机系统。磨盘的转动是Y180M-2,Y系列（IP44）封闭式三相异步电机带动的，我这里采用的星型—三角形减压起动，这种方式的起动电流只有 正常工作的1/3扭矩是正常工作时的1/3，能够很好的
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保护电路。入磨输送部分主要应考虑选哪种方式给磨机喂料，考虑到产量和磨机的效率，还有成本费用，所以用电子皮带称给它喂料，通过电子皮带称上的喂料机的控制压力。
液压系统的继电接触控制是立磨系统中的一全重要部分，只能对液压系统如何对磨盘进行压力控制的还有其它一些辅助功能。液压系统中的液压泵是由电动机带动，直接全压起动。当电动机带动液压泵时该系统向液压缸供油，随着时间的延长，缸里压力越来越大，加在磨盘上的力也越来越大，二个缸的动作基本一致的，当缸内压力达到压力继电器的上限时，主液压泵供油结束Y12-，换向阀6处于中位，二位二通电磁换向阀 Y14+、Y15+使系统保压，但由于实际情况中，系统中的任何液压元件都要有泄漏，使系统中的压力逐渐下降，当下降到压力继电器下限时，泵8、9又都开始工作，使系统中的压恢复，当达到压力继电器的上限时，泵8、9都停止工作，就这样循环的为缸保压，它们的电机都用全压启动，用熔断器、热继电器对电路保护。
电气控制箱置于专门的操作室。民器板与控制板之间，以及电控箱与执行系统之间的连接，采用接线板进出线方式。
根据实验需要初步选择单片机、键盘、显示器、A/D转换器、D/A转换器、放大电路的选择，画出电路图，在编写程序，最后上机调试。
其控制思路为：打开水泵、水龙头1及水龙头3。将液位变送器测量的液位经A/D转换送入单片机控制系统。将此信号与键盘设定值进行比较。单片机控制系统输出差值信号，经D/A转换、电压/电流转换后控制电动执行器的开闭，从而实现液位的平衡。
电机、电器的绝缘，导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。很大的短路电流和电动力可能使电器设备损坏或发生更严重的后果，因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速地切除电源的 保护叫短路保护。常用的短路保护元件有熔断器和短路器等。其保护原理及保护元件的选择方法、短路器的整定要求。
电动机长期超载运行，绕组温升将超过其允许值，造成绝缘材料变脆，寿命缩短，严重时还会使电动机损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。常用的过载保护元件是热继电器。由于热惯性的原因，热继电器不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬间动作，所以在使用热继电器作过载保护的同时，还必须有短路保护。作短路保护的熔断器熔体的额定电流不能大于4倍热继电器发热元件的额定电流。
过电流保护广泛用于直流电动机或绕线转子异步电动机。对于三相笼型异步电动机，由于其短时过电流不会产生严重的后果，故可不设置过电流保护。过电流电流保护往往由于不正确的起动和过大的负载引起的，一般比短路电流要小，在电动机运行中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转动的重复短时工作制电动机更是如此。直流电动机和绕线转子异步电动机控制线路中，过电流继电器也起着短路保护的作用，一般过电流的动作值为起动电流的1.2倍。
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必须强调指出，短路、过载、过电流保护虽然都是电流型保护，但由于故障电流、动作值以及保护特性、保护要求以及使用元件的不同，它们是不能互相取代的。
3.4 CKP磨液压系统的分析
调压回路的功用在于调定或限制液压系统的最高工作压力，或者使执行机构在工作过程不同阶段实现多级压力变换。一般由溢流阀来实现这一功能。
如图3－2为最基本的调压回路。当改变节流阀2的开口来调节液压缸速度时，溢流阀1始终开启溢流，使系统工作压力稳定在溢流阀1调定压力
附近，溢流阀1作定压阀用。若系统中无节流阀，溢流阀1则作安全阀用，当系统工作压力达到或超过溢流阀调定压力时，溢流阀开启，对系统起安全保护作用。如果在先导型溢流阀1的遥控口上接一远程调压阀3，则系统压力可由阀3远程调节控制。