【正文】 進(jìn)行 PLC 編程。STEP7 是西門子公司專為 S7300/400 系列 PLC 設(shè)計(jì)的編程軟件，通過該軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高空作業(yè)車的行走、支腿調(diào)節(jié)、吊籃的空中動(dòng)作等功能，同時(shí)進(jìn)行了動(dòng)作限位和安全互鎖，并帶有安全報(bào)警，保證操作人員的安全。并以 10%20%左右的年增長(zhǎng)率速度發(fā)展。關(guān)于論文的幾點(diǎn)說明（1）本文針對(duì)高空作業(yè)車的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，取得了一定的成果，但還有很多不足之處需要繼續(xù)研究。若是在室外，應(yīng)考慮到風(fēng)速對(duì)機(jī)器穩(wěn)定的影響，可以設(shè)置風(fēng)速傳感器，當(dāng)風(fēng)速過大，停止機(jī)器的操作。但實(shí)際操作中，為保證吊籃作業(yè)人員的安全，應(yīng)該在車上設(shè)有蓄電池以備用，防止突然斷電帶來的危險(xiǎn)。論文的難點(diǎn)主要是液壓原理和電氣原理的理解。我國(guó)高空作業(yè)車的現(xiàn)實(shí)需求量與需求潛力相比是非常微小的，在未來2030 年內(nèi)我國(guó)高空作業(yè)車產(chǎn)品將保持較快速度發(fā)展。此外，在檢測(cè)信號(hào)處理方面，本設(shè)計(jì)多處使用了傳感器和傳感器處理板，把檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，不僅有利于 PLC 的讀取，簡(jiǎn)化了程序，而且數(shù)字信號(hào)具有精度高、可靠性強(qiáng)、使用效率高等優(yōu)點(diǎn)。主要工作總結(jié)如下：在廣泛查閱資料的基礎(chǔ)上，介紹了高空作業(yè)車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，論述了課題研究的意義和內(nèi)容。并實(shí)現(xiàn)了各種信號(hào)的檢測(cè)，如吊籃稱重、吊籃防撞、吊籃調(diào)平、支腿檢測(cè)、底盤平衡檢測(cè)、大臂幅度限制檢測(cè)等，能夠了高空作業(yè)車的操作功能。運(yùn)行仿真界面如圖 51所示。標(biāo)準(zhǔn)的STEP7 軟件包配備三種基本編程語(yǔ)言，即梯形圖（ＬＡＤ） ，功能塊圖（ＦＢＤ）和語(yǔ)句表（ＳＴＬ）編程語(yǔ)言，它們?cè)?STEP7 中可以相互轉(zhuǎn)換。（12）大臂長(zhǎng)/角度允許：若大臂伸出長(zhǎng)與擺動(dòng)幅度越限（ ） ，PLC 輸出（ ） ，發(fā)出報(bào)警。（8）支腿穩(wěn)定信號(hào)：支腿調(diào)節(jié)模式下（）,若支腿未發(fā)生空撐（）則可實(shí)現(xiàn)PLC 輸出支腿穩(wěn)定信號(hào)（） 。（4）大臂伸縮允許：吊籃負(fù)載有效情況下，如大臂操作允許（ ）有大臂伸出（）或收縮（） ，并且與吊籃自動(dòng)調(diào)平（ ） 、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)允許（ ） 、吊籃動(dòng)作允許（） 、行走允許（） 、小臂變幅（）實(shí)現(xiàn)互鎖時(shí)PLC 輸出大臂伸縮允許信號(hào)（） 。通過控制 KA KA19， KA20 、KA31 的通斷來調(diào)節(jié)YV27/28 實(shí)現(xiàn)小臂的變幅。手柄 3：KA2KA29 控制液壓閥 YV25/26 實(shí)現(xiàn)吊籃的左右回轉(zhuǎn)。電源 930Vdc電磁閥控制信號(hào) 2 個(gè)36W（雙向調(diào)平電磁閥）極限保護(hù)限位 2 個(gè)水銀角度開關(guān)，負(fù)載：5A，極限角度177。SA30：緊急按鈕 S301：旋轉(zhuǎn)按鈕 ST_LA10 ：自動(dòng)調(diào)平裝置圖 412 吊籃的水平調(diào)節(jié)工作原理當(dāng)?shù)趸@未出現(xiàn)超載時(shí)，按 SA30 可以實(shí)現(xiàn)緊急情況報(bào)警，旋轉(zhuǎn) S301 則可實(shí)現(xiàn)吊籃上的自動(dòng)調(diào)平（吊籃的傾斜角度必須在 3176。S202 為三位式選擇開關(guān)，分別選擇“行走—工作臂—支腿”模式。KA2KA27 為地面控制板上行走、大臂工作選擇模式繼電器的常閉出點(diǎn)。圖 410 地面控制板手柄 5 控制圖手柄 5 實(shí)現(xiàn)以下功能：支腿加速、行走加速、行走控制、大臂變幅。1%最大供電電壓 35VDC 誤差177。5176。通過控制KA1KA16實(shí)現(xiàn)左前支腿的調(diào)節(jié)。2%中位抽頭角度 176。35176。176。5176。176。選型RP1：?jiǎn)屋S操作手柄。RP1單軸手柄圖 47 地面控制板手柄 1 控制圖工作原理手柄 1 為二位式單軸手柄，可以實(shí)現(xiàn)左前支腿調(diào)節(jié)，行走轉(zhuǎn)向控制，大臂伸縮控制功能。150度最大輸入電壓 30VDC輸出電壓級(jí)別 0~Vin VDC工作溫度 25～70℃線性,遲滯,角度傳感重復(fù)性 177。%FS （典型值） 滯后及重復(fù)性 最大177。SLD0 用來檢測(cè)吊籃的載重，當(dāng)?shù)趸@超重時(shí)，KAD0 線圈得電，觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)報(bào)警；SLD1 用于檢測(cè)車體可能發(fā)生的碰撞，當(dāng)車與可能碰撞的物體可能發(fā)生碰撞時(shí) KAD1 線圈得電，KAD1 將通過 PLC 發(fā)出報(bào)警。SP1—SP4：壓力傳感器 YVYV1 YV19：繼電器SLD0：力傳感器 SLD1：防撞開關(guān) SLD2：長(zhǎng) /角度傳感器圖 45 檢測(cè)圖 03工作原理SP1SP4 分別接在四個(gè)支腿上，用來檢測(cè)支腿上液壓的大小，檢測(cè)信號(hào)輸出為模擬量 P 的出端，ST_TPC_400 的輸出是模擬信號(hào)，將模擬量輸出信號(hào)輸入到 PLC 的模擬量輸入端即可通過 PLC 調(diào)節(jié)支腿。SL0、SL1 分別為大臂回位檢測(cè)和轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)中檢測(cè)的常閉型行程開關(guān)，當(dāng)大臂和轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)回位時(shí)，指示燈亮，并且向 PLC 輸入一個(gè)信號(hào)。10176。選型（1）IDXY：雙軸傾角傳感器。S103 為吊籃手動(dòng)調(diào)平控制開關(guān)，通過使 KA2KA23 得電實(shí)現(xiàn)吊籃的上下調(diào)節(jié)。10% 30VDC 3A泵啟動(dòng)控制電路圖 42 所示。RHN10/18，如表 43 所示表 43 熱繼電器：RHN10/18 主要數(shù)據(jù)額定整流電流范圍保護(hù)特性 端子形式 極數(shù) 輔助觸點(diǎn) 復(fù)位方式 搭配接觸器18A（18A)欠相+過載保護(hù)電源側(cè)梢式負(fù)載側(cè) 螺絲3P 獨(dú)立 lalb 手動(dòng)/自動(dòng) CN23（4）Power ：開關(guān)電源。當(dāng) S100 選擇動(dòng)力泵作為動(dòng)力時(shí) KAE得電，S101 選擇啟動(dòng)后 KA3 得電，再通過 KA3 控制交流泵的啟動(dòng)：S101 選擇停止后 KA2 得電，控制 KA2 即可實(shí)現(xiàn)泵的停機(jī)。電源選擇圖 412 所示QFQF2：低壓斷路器 KM0、KM1：電磁式繼電器 FU1：熔斷器 FR：熱繼電器 Power：開關(guān)電源 KAKAD、KAE、KAKA3：繼電器 S100、S101：二位開關(guān) 圖 41 電源及其供電方式選擇圖工作原理（1）動(dòng)力選擇需要啟動(dòng)時(shí)先按下 QF1。應(yīng)該注意，設(shè)計(jì)中每個(gè)繼電器線圈都要有各自的續(xù)流二極管，由于線圈是感性負(fù)載，斷電瞬間，二極管提供泄流回路。由于機(jī)器工作是會(huì)有工作人員在吊籃中操作，因此必須時(shí)刻保持吊籃的水平。PLC 接線圖：模擬量輸入端如圖 39 所示圖 39 模擬量接線圖數(shù)字量 I/O 接線如圖 310 所示圖 310 數(shù)字量 I/O 口接線圖PLC 數(shù)字量 I/O 接線圖如圖 311 所示圖 311 數(shù)字量 I/O 接線圖第四章 高空作業(yè)車電氣控制系統(tǒng) 高空作業(yè)車電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)是高空作業(yè)車的核心，控制著機(jī)器的所有動(dòng)作以及安全檢測(cè)和安全報(bào)警。如圖 37 所示?圖 37 標(biāo)準(zhǔn)電源模塊（3）CPU 的選擇CPU 選擇 SIMATIC S7300 CPU 313C 模塊，如圖 38 所示圖 38 CPU 模塊CPU 313C 系列帶有集成的數(shù)字量和模擬量的輸入和輸出，并具有與過程相關(guān)的功能，能夠滿足對(duì)處理能力和響應(yīng)時(shí)間要求較高的場(chǎng)合。導(dǎo)軌為一種專門的金屬機(jī)架。手柄定義如表 32 所示表 32：吊籃控制面板手柄定手柄 RP1 手柄 RP2 手柄 RP3 手柄 RP4 手柄 RP5大臂伸縮 主回轉(zhuǎn) 吊籃回轉(zhuǎn) 小臂變幅 大臂變幅 PLC 的選擇 S7300（1）PLC 型號(hào)選擇可編程控制器（PLC）以微處理器為核心，將微型計(jì)算機(jī)技、自動(dòng)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機(jī)地融為一體，是應(yīng)用十分廣泛的通用工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。以內(nèi)方可進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平。S301：吊籃旋轉(zhuǎn)鑰匙開關(guān)。HL104：支腿失衡報(bào)警燈。時(shí)，指示燈亮。當(dāng)整機(jī)傾斜超過 3176。手柄定義如表 31 所示表 31：地面控制板手柄定義選擇開關(guān) 手柄 RP1 手柄 RP2 手柄 RP3 手柄 RP4 手柄 RP5支腿 前左 前右 后左 后右 加速行走 轉(zhuǎn)向 行走控制工作臂 大臂伸縮 主回轉(zhuǎn) 吊籃回轉(zhuǎn) 小臂變幅 大臂變幅 吊籃控制面板地面制面板要實(shí)現(xiàn)以下功能：吊籃自動(dòng)調(diào)平，警示，大臂伸縮、主回轉(zhuǎn)、吊籃回轉(zhuǎn)、小臂變幅、大臂變幅的手柄控制操作。S202：三位選擇開關(guān) “支腿 —工作臂—行走”選擇。當(dāng)?shù)趸@負(fù)載大于額定值時(shí)，指示燈亮。車體：車體傾斜程度（IDXY 雙軸傾角傳感器） 、轉(zhuǎn)臺(tái)復(fù)位檢測(cè)（行程開關(guān)） 、大臂復(fù)位檢測(cè)（行程開關(guān)） 、大臂的伸出量和角度（長(zhǎng)角度傳感器） ；吊籃：吊籃的傾斜程度（單軸傾角傳感器） 、吊籃的載重大?。鞲衅鳎?、防撞檢測(cè)（防撞開關(guān)）各個(gè)檢測(cè)位置圖 33 所示地 面 控 制 壓 力 傳 感 器微 動(dòng) 開 關(guān)支 腿水 平 傳 感 器 （ 雙 軸 傾 角 傳 感 器 ）轉(zhuǎn) 臺(tái) 復(fù) 位 檢 測(cè) 開 關(guān)車 體大 臂 復(fù) 位 檢 測(cè) 開 關(guān)長(zhǎng) 度 角 度 傳 感 器水 平 傳 感 器 （ 單 軸 傾 角 傳 感 器 ）載 荷 傳 感 器吊 籃防 撞 傳 感 器圖 33 檢測(cè)裝置分布圖 地面控制面板地面制面板要實(shí)現(xiàn)以下功能：緊急制動(dòng)，支腿、行走速度選擇，工作方式選擇，支腿、行走、大臂伸縮、回轉(zhuǎn)、吊籃回轉(zhuǎn)、小臂變幅、大臂變幅的手柄控制操作。交流接觸器 KM0、KM1，還有熱繼電器 FR，電機(jī)選用AC220V，3KW 。ST01：緊急制動(dòng)按鈕。S102：二位式選擇開關(guān) “地面控制—吊籃控制 ”選擇地面或吊籃控制面板操縱高空作業(yè)車。S100： 二位式選擇開關(guān) “柴油機(jī)—電動(dòng)機(jī)” 。底盤失衡時(shí)指示燈亮HL10HL108 、HL109 、 HL110：支腿空撐報(bào)警燈。此時(shí)，電源被切斷，大臂不能降落、不能伸長(zhǎng)。 HL103：幅度限制報(bào)警燈。時(shí)，指示燈亮，此時(shí)上車停止任何操作?？偪刂泼姘宀贾脠D 32 所示圖 32 總控制面板布置圖HL100：工作指示燈。（5）小臂回轉(zhuǎn)YV19 得電，電磁閥 YV19 處于右位，操縱手柄 4 控制電磁閥 YV27/28 實(shí)現(xiàn)小臂變幅。（2）主回轉(zhuǎn)操縱手柄 2 控制電磁閥 YV22 實(shí)現(xiàn)主回轉(zhuǎn)及速度調(diào)節(jié)。E） 操縱手柄 5 控制電磁閥實(shí)現(xiàn)大臂變幅。A） 操縱手柄 1 控制電磁閥 YV20 實(shí)現(xiàn)大臂伸縮及速度調(diào)節(jié)。通過“高速/低速”開關(guān)（S201）控制電磁閥 YV7 選擇高速或低速檔。（1）行走行走只能由地面控制面板操縱。 高空作業(yè)車控制與操作（一）地面控制面板操縱在總臺(tái)控制面板，旋轉(zhuǎn)“關(guān)機(jī)/啟動(dòng)”旋轉(zhuǎn)（S101）到啟動(dòng)位置，設(shè)備啟動(dòng)，YV1 得電，處于右位。但可以進(jìn)行吊籃的水平調(diào)節(jié)、回轉(zhuǎn)及小臂變幅操作。 （上下方向暫定）（5） 大臂伸縮：YV2 左位接通，YV17 得電，YV17 位于下位，YV19 處于左位，通過 YV20 控制達(dá)成伸/縮及其速度。（3） 行走：電磁換向閥 YV1 右位接通，YV2 右位接通，YV6 位于左位時(shí)，經(jīng)過YV5 控制車體前進(jìn)、后退以及速度調(diào)節(jié)，YV7 位于右位時(shí)，實(shí)現(xiàn)慢速行走；YV7 位于左位時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速行走。為防止吊籃超出工作區(qū)域，除了機(jī)械的限制之外，為了實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)，本設(shè)計(jì)選用了多個(gè)傳感器板對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，一旦有危險(xiǎn)發(fā)生，切斷控制電源，停止所有動(dòng)作?？刂栖嚨男凶?、支腿、轉(zhuǎn)向、吊籃旋轉(zhuǎn)、大臂小臂等具體操作。包含大臂、小臂、吊籃 轉(zhuǎn)向操作控制。（6） 吊籃?？蛇M(jìn)行伸縮和變幅控制。（3） 轉(zhuǎn)臺(tái)。它通過上下伸縮來控制車體的平衡。高空作業(yè)車的各個(gè)動(dòng)作之間限位與安全互鎖：當(dāng)下車支腿未伸到位置，下車未水平，限制上車的動(dòng)作。吊籃的意外擺動(dòng)、傾翻極有可能導(dǎo)致作業(yè)人員發(fā)生生命危險(xiǎn)。地面控制設(shè)急停按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，只要按下急停按鈕，高空作業(yè)車停止動(dòng)作。高空作業(yè)車采用 220V 交流電源，由交流泵為液壓泵提供動(dòng)力，從而控制機(jī)器的動(dòng)作。 空間作業(yè)平臺(tái)研究方案高空作業(yè)車一般由液壓系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、行走裝置、轉(zhuǎn)向裝置、回轉(zhuǎn)裝置、伸縮臂變幅裝置、作業(yè)斗橫向擺動(dòng)裝置、操作裝置、作業(yè)斗自動(dòng)調(diào)平裝置及安全裝置等構(gòu)成。高空作業(yè)機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展中應(yīng)解決的問題：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的更新問題、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整問題、產(chǎn)品銷售