【正文】 言 電氣控制技術(shù)應(yīng)用于國民經(jīng) 濟(jì)的各行各業(yè)。電氣控制技術(shù)的發(fā)展，是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)和電氣控制的日新月異而迅速發(fā)展的。從最早的手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制，從簡單的控制設(shè)備發(fā)展到復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從有觸點(diǎn)的硬接線繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展到以計(jì)算機(jī)為中心的上位對(duì)下位的監(jiān)控控制系統(tǒng)，現(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、精密測(cè)試等許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的成果。 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè) 。 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30萬小時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電 路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 工藝概述 起重機(jī)工作原理 [1] 起重機(jī)是具有起重吊 鉤或其他取物裝置（如抓斗，電磁吸鐵，集裝箱吊具等）在空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平運(yùn)移重物的起重機(jī)械。 絕 大多數(shù)汽車起重機(jī)的起重臂是用鋼絲繩拉出去的。在起重臂里面下面有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒，上面繞鋼絲繩，鋼絲繩通過在下一節(jié)臂頂端上的滑輪，將上一節(jié)起重臂拉出去，依此類推?？s回時(shí)，卷筒倒轉(zhuǎn)回收鋼絲繩，起重臂在自重作用下回縮。這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。 起重機(jī)類型很多，按其結(jié)構(gòu)分，有橋架型起重機(jī)（如橋式起重機(jī)，龍門起重機(jī)等），纜索型起重機(jī)，臂架型起重機(jī)（如塔式起重機(jī)，流動(dòng)式起重機(jī)等）；按其取物裝置和用途分為吊鉤起重機(jī)，抓 斗起重機(jī)，電磁起重機(jī)等。它們廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)，港口車站，倉庫料場(chǎng)，建筑安裝，水（火）電站等國民經(jīng)濟(jì)各部門。 橋式起重機(jī)主要由橋架，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，裝有起升機(jī)構(gòu)的小車及電氣控制設(shè)備等組成。橋架是橋式起重機(jī)的基本構(gòu)件，主要由主梁，端梁，走臺(tái)等組成。主梁上鋪有鋼軌供小車運(yùn)行。一般在主梁外側(cè)裝有走臺(tái)，一側(cè)為安裝和檢修大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)而設(shè)，另一側(cè)為安裝小車導(dǎo)電裝置。主梁兩端各與端梁相連接。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有分別驅(qū)動(dòng)和集中驅(qū)動(dòng)兩種，目前我國生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大都采用分別驅(qū)動(dòng)方式。小車由起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用 集中驅(qū)動(dòng)方式。 上部結(jié)構(gòu)的主要受壓構(gòu)件為管桁結(jié)構(gòu)。主 (副 )臂分段制造后用銷軸連接，各個(gè)分段均能互換裝配。受拉件為帶有鋁合金壓制接頭的鋼絲繩拉索組，具有受力明確、重量輕、風(fēng)阻力小、安裝組合方便等優(yōu)點(diǎn)。下部結(jié)構(gòu)為空間矩型板梁式門架，有較好的剛度和抗扭性能。在門架下方四個(gè)門腿上分別裝有四套雙軌式運(yùn)行機(jī)構(gòu)， 由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。 下部回轉(zhuǎn)采用直徑 11m的滾子夾套轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置， 它興下部環(huán)形軌道及上部兩段弧形軌道同時(shí)接觸并支承上部回轉(zhuǎn)部分。以便于陸路運(yùn)輸，結(jié)構(gòu)分件均制造為拆拼形式，采用精制交制孔螺栓連接。 I 型的 起升機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。一大一小兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別連接在減速器的雙伸出軌上，起重時(shí)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。輕載或空鉤時(shí)小電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng) （ 大電機(jī)空轉(zhuǎn)），由八極切換到四極狀態(tài)即以 2 倍額定速度運(yùn)行。本機(jī) II 型有兩個(gè)起升洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 機(jī)構(gòu)，均為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)起重量在 10t 及以下時(shí)，用副起升機(jī)構(gòu)作業(yè)，可提高起升速度至 20m/min。當(dāng)起重機(jī)量小于主鉤 60%額定起重量時(shí)，允許主、副鉤聯(lián)合動(dòng)作，從而提高了吊裝效率，擴(kuò)大了作業(yè)范圍。本機(jī) I 型也可加裝 15t 副鉤（含吊具重量），起升速度為 20m/min。兩種形式的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)均采用過流制動(dòng)器調(diào)速 ，起重和制動(dòng)平穩(wěn)無沖突，并可實(shí)現(xiàn)較低的就位速度。 為防止臂架運(yùn)動(dòng)超過極限位置和吸收沖能量，副臂用蝶黃式撐桿限位。 I 型機(jī)的主臂和主撐臂撐桿是液壓式的， II 型機(jī)已全部改為構(gòu)造簡單的蝶黃式。 I 型機(jī)為手動(dòng)夾軌器。 II 型機(jī)增設(shè)了一套電動(dòng)夾軌器，更方便于操作。起重機(jī)的全部操作均在操作室里進(jìn)行。在工地現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)裝方式是先在地面分件組裝，再整理扳起至直立狀態(tài)。與其他大型塔式起重機(jī)相比， “扳起式 ”具有明顯的拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)。 客車箱體磷化加工程控起重機(jī) 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)由運(yùn)行機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)（見圖 11），和 夾緊機(jī)構(gòu)（見圖 12）組成。 起升及運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速控制，夾緊機(jī)構(gòu)采用雙向電磁閥控制。大車的進(jìn)退和夾具的升降均由相應(yīng)的限位開關(guān)定位。工藝要求為：設(shè)備從上件工位抓取車體后將車體放入水洗槽中，水洗 360 秒后提起，停放 20 秒，讓洗液從車體上滴回槽中，然后放入脫脂槽中浸 300 秒，提起后停 20 秒，接著放入磷化槽中浸 600秒，提起后停 20 秒，接著放入表調(diào)槽中浸 600 秒，提起后停 20 秒，然后放入水洗槽中進(jìn)行水洗， 300 秒后提起，停放 20 秒后向下件工位移動(dòng)，在下件工位將車體放下后，行車返回到上件工位，準(zhǔn)備進(jìn)行下一循環(huán)的 工作。根據(jù)上述工藝要求，客車箱體磷化加工生廠線的工藝流程圖（見圖 13）。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 11 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 圖 12 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 13客車箱體磷化加工生產(chǎn)線的工藝流程圖 具體說明如下 ： 原位是指大車停在上件工位的正上方，夾具處在最高位，并且保持在打開的狀態(tài)。在原位，操作人員按下啟動(dòng)按鈕，即可開始磷化加工工作。 ⑴ .首 先兩夾具同時(shí)下降，碰到上件工位下限開關(guān) SQ0 時(shí)停止，接著兩夾具同時(shí)夾緊客車箱體。 ⑵ .兩夾具同時(shí)上升，碰到高限位開關(guān) SQ20 時(shí)停止，延時(shí) 10秒。 ⑶ .大 車開始前進(jìn)，當(dāng)壓下減速開關(guān) SQ1 時(shí)，大車開始減速前進(jìn)。 ⑷ .大車開始前進(jìn)，當(dāng)壓下減速開關(guān) SQ2 時(shí)，大車開始減速前進(jìn)，直至壓下停車開關(guān) SQ3 時(shí)，大車停止前進(jìn)，延時(shí) 4 秒。 ⑸ .兩 夾具開始同時(shí)下降，至壓下限位開關(guān) SQ14 時(shí)停止下降，延時(shí) 2 秒，延時(shí)時(shí)間到后，夾具 1 下降， 5秒后，夾具 1停止下降，延時(shí) 2秒，夾具 2 開始以與夾具 1 相同的速度下降， 5 秒后停止，延時(shí) 2 秒后，兩夾具開始同時(shí)下降，直至壓下限位開關(guān) SQ21 時(shí)停止下降，延時(shí) 1 秒后，夾具 1 開始上升， 3 秒后停止，延時(shí)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1秒，然后下降，直至 壓下限位開關(guān) SQ21 時(shí)停止。延時(shí) 1 秒，夾具 2開始上升， 3秒后停止，延時(shí) 1秒，接著下降，直至壓下限位開關(guān) SQ21 時(shí)停止。同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)數(shù)器的次數(shù)沒有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，程序返回至夾具 1 開始上升處，只有當(dāng)計(jì)數(shù)器記夠設(shè)定值時(shí)，程序接著往下執(zhí)行。延時(shí) 360秒。 ⑹ .延時(shí)時(shí)間到后，兩夾具開始同時(shí)上升， 5 秒鐘后停止，接著夾具 1 開始上升，直至壓下限位開關(guān) SQ14 時(shí)停止上升，延時(shí) 1 秒后，夾具 2 開始上升，也是至壓下 SQ14 時(shí)停止上升。延時(shí) 2 秒后，兩夾具開始同時(shí)上升，至壓下高限位開關(guān) SQ20時(shí)停止，并延時(shí) 20秒。 ⑺ .延時(shí) 時(shí)間到，大車開始快速前進(jìn)，至壓下減速開關(guān)時(shí)，開始減速前進(jìn)。 ⑻ .接著的四個(gè)工藝槽的步驟與前述水洗槽的步驟類似，只需將相應(yīng)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的數(shù)值做出相應(yīng)的修改即可。 ⑼ .當(dāng)大車行駛到下件工位的上方停止時(shí)，經(jīng)過延時(shí) 4 秒后，兩夾具開始同時(shí)下降，直至壓下限位開關(guān) SQ14 時(shí)停止。延時(shí) 2秒，接著夾具打開將車體放在下件工位上后，延時(shí) 1秒后，兩夾具開始同時(shí)上升，直至壓下高限位開關(guān) SQ20 時(shí)停止。同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，延時(shí) 10 秒后，大車開始快速后退，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)夠七次后，大車開始減速后退，至壓下停車開關(guān)時(shí)，大車停止后退，此時(shí)大車 剛好回到原位。 至此，整個(gè)客車箱體磷化加工完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)操作人員再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，則開始第二個(gè)工作循環(huán)。 客車箱體磷化工藝概述 磷化是大幅度提高金屬表面耐腐蝕性的一個(gè)簡單可靠、費(fèi)用低廉、操作方便的工藝方法，是化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。因此被廣泛的應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。 現(xiàn)代磷化工藝流程一般為： 脫脂 → 水洗 → 除銹 → 表調(diào) → 磷化 → 水洗 → 烘干 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 脫脂 鋼材及其零件在儲(chǔ)運(yùn)過程中要用防銹油脂保護(hù)，一般合金在壓力加工時(shí)要用到拉延油， 零 件在切削加工時(shí)要接觸乳化液，熱處理時(shí)可能接觸冷卻油，零件上還經(jīng)常有操作者手上的油跡和汗跡，零件上的油脂還總是和灰塵等雜質(zhì)摻和在一起的。零件上的油脂不僅阻礙了磷化膜的形成，而且在磷化后進(jìn)行涂裝時(shí)會(huì)影響涂層的結(jié)合力、干燥性能、裝飾性能和耐蝕性。 要脫去金屬表面的油脂，首先就要了解油脂的有關(guān)性質(zhì)： 1. 油污的性質(zhì)和組成 在選擇脫脂方法和脫脂劑時(shí)，首先要了解金屬表面所帶的油 污的性質(zhì)和組成，只有這樣，才能進(jìn)行正確的選擇，達(dá)到滿意去油效果。 2. 油污的組成 (1).礦物油、凡士林是防銹油、防銹脂、潤滑油、潤滑脂及乳化液的主要成分。 (2).皂類動(dòng)植物油脂、脂肪酸等他們是拉延油的主要成分。 (3).防銹添加劑他們是防銹油和防銹脂的主要成分。 此外， 油污中還混有其他污漬，比如，金屬屑、灰塵和汗?jié)n等污物也會(huì)混雜在油污中。 3. 脫脂方法及材料 脫脂是依靠脫脂劑對(duì)污物的溶解作用，皂化作用，依靠表面活性劑對(duì)污物的潤濕、滲透、分散等物理作用等等，使污物成為可溶解的或可分散的。但還 必須使污物離開金屬表面，而讓新的清洗劑占據(jù)表面，這樣金屬表面才能達(dá)到清潔。因固體表面有相對(duì)穩(wěn)定的液膜，溶解后的污物自動(dòng)離開金屬表面以及表面上清洗劑的更新等都不是很容易的。這就要求加以攪拌、擦拭等方式，以完成清洗過程或提高清洗效果等。 4. 脫脂 時(shí)間 在脫脂操作中，必須保證有足夠的脫脂時(shí)間，壓力噴射脫脂 時(shí)間一般為 ～3分鐘，浸漬脫脂為 3～ 5 分鐘 (視油污的種類和多少而定 )。增加脫脂時(shí)間，即延長脫脂液與油污的接觸時(shí)間，從而提高脫脂效果。油污越多，脫脂時(shí)間就需越長。在流水線作業(yè)中，往往不允許采用太長的時(shí)間，因此 一般先用噴射脫脂 1分鐘，再用浸漬脫脂 3 分鐘。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 5. 機(jī)械作用 在脫脂中，借助于壓力噴射或攪拌等機(jī)械作用是非常有效的，因?yàn)?，噴射時(shí)迫使新鮮的脫脂溶液與零件表面有良好的接觸，而且整個(gè)脫脂液含量均勻，有利于提高脫脂效果；噴射時(shí)依靠機(jī)械作用力促使脫脂劑滲透和破壞油膜，從而有效的迫使油污脫離零件表面；噴射時(shí)促使脫離零件的油污乳化和分散于脫脂溶液中，防止油污再吸附到洗凈的零件表面上。在中低溫脫脂中，機(jī)械作用尤為重要。一般的說，壓力噴射比浸漬脫脂速度快 1倍以上。噴射壓力通常為 (～ )Mpa(用于壓力噴射的脫脂 劑必須是低泡的，以免泡沫過多影響正常操作和脫脂液流失 )，浸漬脫脂也不能認(rèn)為是靜止浸漬，必須裝備循環(huán)泵，使溶液不停的攪動(dòng)，每小時(shí)的循環(huán)量約為槽液體積的 5倍。 6. 其它因素 在實(shí)際使用中，必須考慮各方面因素，使各個(gè)因素都控制在最佳狀態(tài)下，使脫脂達(dá)到滿意的效果。 在進(jìn)行脫脂前，應(yīng)考慮脫脂劑的選擇及以下幾個(gè)方面： (1).被處理零件的材質(zhì) 不同的金屬在堿液中有不同的腐蝕界限，因此，必須根據(jù)零件的材質(zhì)選擇合適的 PH 值的脫脂劑。 (2).脫脂劑的正確選擇 脫脂方法不同，對(duì)脫脂劑要求也不同。壓力噴射脫脂因機(jī)械作 用力大，脫脂效果好，但由于是處在極易起泡的狀態(tài)下，因而選用低泡脫脂劑是必要的，浸漬脫脂的機(jī)械作用較弱，因此要選用脫脂性能更好的脫脂劑，適當(dāng)?shù)脑黾用撝瑒┖亢脱娱L脫脂時(shí)間。 (3).注意與下道工序的配合 下道工序是酸洗還是磷化，磷化前有沒有表面調(diào)整工序，都與脫脂劑的選用有關(guān)。因?yàn)椴煌那疤幚砼c磷化配套，所得磷化膜的質(zhì)量不同，品質(zhì)也不同。酸洗和強(qiáng)堿脫脂的磷化結(jié)晶大且疏松。對(duì)于脫脂，如果下道工序是薄型磷化處理，要選用低堿度的帶表調(diào)處理的脫脂劑；如果有單獨(dú)的表調(diào)工序，則只考慮脫脂效果，堿度影響不大，不必多慮；如 果下道工序是酸洗除銹，則不必選用帶表調(diào)的脫脂劑，而在磷化前單獨(dú)進(jìn)行表調(diào)處理；如工序間隔較長，則選用水洗后生銹傾向較小的脫脂劑 (如磷