【正文】 心的講解加上自己的努力，同學(xué)的幫助，終于完成了設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)雖然完成了，但自動(dòng)化升降機(jī)的設(shè)計(jì)因設(shè)計(jì)角度和設(shè)計(jì)理念的不同和偏差，可能造成設(shè)計(jì)上的一些差異。和在設(shè)計(jì)中遇到很多困難卻令我難忘，特別在用 AUTO CAD 制圖在繪 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 制電氣圖時(shí)，畫電器元件特別費(fèi)時(shí)，由于對 AUTO CAD 軟件應(yīng)用不熟練，還得邊翻書自學(xué)邊畫圖，畫一張簡單的圖往往要花上幾天的時(shí)間，還要將畫好的原理圖復(fù)制到 WORD 中，進(jìn)行排版。不管做什么都要一步一步的仔細(xì)的做下了。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 致 謝 感謝我的指導(dǎo)老師李老師，她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在此，向曾經(jīng)幫助我。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，使我對以前的知識得到了鞏固和復(fù)習(xí)，同樣也提高了我的計(jì)算機(jī)的使用能力，更增加了進(jìn)一步的求學(xué)欲望。 在本次設(shè)計(jì) ,我學(xué)會了如何運(yùn)用弱電控制強(qiáng)電，避免了人體直接與強(qiáng)電接觸的可能，大大提高了人身的安全。但因?yàn)椋詣?dòng)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容量過大，涉及的專業(yè)較多，牽扯面也很寬。開始我們每學(xué)期都會有一些各個(gè)科目的課程設(shè)計(jì)，但那樣的設(shè)計(jì)都會在老師的不斷提醒下完成，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)就有所不同， 它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設(shè)計(jì)的突破口，經(jīng)過一個(gè)月的努力，這次課程設(shè)計(jì)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)都已經(jīng)出爐了！從電氣圖的繪制到編程的敲入，從梯形圖的出爐到指令表的編寫，我都會自己動(dòng)手動(dòng)腦，自己找出各個(gè)需要的元件的信息，通過這次的設(shè)計(jì)我想我自己應(yīng)該從中得到很多益處的。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 第 7章 總 結(jié) 時(shí)間真的過的很快，轉(zhuǎn)眼間到了畢業(yè)答辯的時(shí)間，此時(shí)的我既緊張又興奮，緊張的是將面臨最嚴(yán)厲的畢業(yè)答辯，到目前為止，我依舊沒有太多的把握，只能全力以赴；對答辯充滿好奇的同時(shí)，我又有那么一點(diǎn)點(diǎn)的興奮，興奮的是，三年的大學(xué)生活，即將到了收獲的季節(jié)，汗水的付出，已經(jīng)到了結(jié)果之時(shí)。 第四步開始 ,當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2, 轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3, 升 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 降 機(jī) 井 低 位 傳 感 器 PS6 未 被 擋 住 時(shí) , 常 閉 觸 點(diǎn) 閉合 , 接通 (升降電機(jī)反轉(zhuǎn) )；當(dāng)升降機(jī)井 低位傳感器 PS6 被擋住時(shí) , 常開觸點(diǎn)閉合接通 , 上電置位 , 第四步結(jié)束 ,第一步開始。 第零步開始 , 外部生產(chǎn)線使能 PS0被第一件產(chǎn)品擋住時(shí) , ,狀態(tài)繼電器 上電置位 , 復(fù)位 ,第零步結(jié)束。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 4 繼電器輸出電路 （ 3）電源模塊的選擇 PLC 上 DC24V 電源的使用各公司 PLC 產(chǎn)品上一般都有 DC24V 電源，該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路都將影響 PLC 的運(yùn)行 ）。 圖 3 直流輸入電路 圖 3 中，電阻 R2 和電容 C 構(gòu)成濾波電路，可濾掉輸入信號的高頻抖動(dòng)。當(dāng)現(xiàn)場開關(guān)閉合后，外部直流電壓經(jīng)過電阻 R1 和阻容濾波后加到光耦合器的發(fā)光二極管上，經(jīng)過光耦合，光敏晶體管接收光信號，并能接受的信號送入內(nèi)部電路。 綜上所述，結(jié)合下表分析 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 程序存儲器 2048 字 4096 字 用戶數(shù)據(jù)存儲器 1024 字 2560 字 用戶存儲器類型 EEPROM 數(shù)據(jù)后備典型時(shí)間 50h 190h 本機(jī) IO 6 入 /4出 8 入 /6出 14 入/10 出 24 入/20 出 擴(kuò)展模塊數(shù)量 無 2 個(gè) 7 個(gè) 數(shù)字量 IO 印象區(qū)大小 256（ 128 入 /128 出） 模擬量 IO 印象區(qū)大小 無 16 入/16 出 32 入 /32 出 33H布爾指令執(zhí)速度 內(nèi)部繼電器 256 計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 256/256 順序控制繼電器 256 該控制系統(tǒng) CPU 模塊采用 CPU226（ AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè) I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下： 開關(guān)量輸入元件： 10— 20B/點(diǎn) 開關(guān)量輸出元件： 5— 10B/點(diǎn) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2B/個(gè) 模擬量： 100— 150B/個(gè) 通信接口：一個(gè)接口一般需要 300B 以上 根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加 25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的 PLC 內(nèi)存。 （ 2）用戶存儲器容量的估算 PLC 常用的內(nèi)存有 EPROM、 EEPROM 和帶鋰電池供電的 RAM。合理選擇 I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。 在自動(dòng)和檢修狀態(tài)中只可以二選一，即兩者的控制電源互相獨(dú)立分開。在程序編寫上，通過緊停按鈕輸入 調(diào)用該點(diǎn)的中斷事件 6，快速斷開程序中的所有輸出。 電磁鐵設(shè)計(jì)為失電抱住轉(zhuǎn)軸，防止因?yàn)橥ｋ娀蚣蓖０聪聲r(shí)轎箱向下滑落。在高速計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇和配置上可以靈 活掌握，在外部輸入點(diǎn)數(shù)量緊張的情況下，可以采用高速計(jì)數(shù)器內(nèi)部方向控制來完成增減計(jì)數(shù)。旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇可以是雙相脈沖編碼器，也可以是單相脈沖編碼器，在程序中可以選擇帶有增減計(jì)數(shù)脈沖的雙相計(jì)數(shù)器，也可以選擇帶有內(nèi)部方向或帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器。 在機(jī)械系統(tǒng)配置上需要在升降電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上加配旋轉(zhuǎn)編碼器，如圖 4－ 5和圖 4－ 6 所示。這里存在一個(gè)問題，如果升降機(jī)井高位傳感器 PS5 和升降機(jī)井低位傳感器 PS6 在升降電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作。這樣會造成在升降機(jī)吊籃上升后，一樓入口輸送帶上的產(chǎn)品不一定能夠排成隊(duì)列等待輸送。步進(jìn)程序主要步驟如下圖 4－ 3 所示 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 4－ 3 自動(dòng)運(yùn)行 流程圖 步進(jìn)程序主要步驟程序編寫如下圖 4－ 4 所示。 表 4－ 1 輸入點(diǎn)編號 注釋 自動(dòng)運(yùn)行 檢修運(yùn)行 系統(tǒng)啟動(dòng) 系統(tǒng)停止 停止 1 樓入口光電傳感器 PS1 轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 2 樓出口光電傳感器 PS4 升降機(jī)井高位傳感器 PS5 升降機(jī)井低位傳感器 PS6 外部生產(chǎn)線使能 PS0 注：表中主要輸入點(diǎn)元器件在圖 1－ 圖 1－ 3 和圖 2－ 1 中查找對應(yīng)。 第二步 ： 判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降（吊籃入口光電傳感器 PS2 是否由貨物擋?。?，向上舉升貨物至二樓。為了有效的運(yùn)用 PLC 的內(nèi)部空間和程序設(shè)計(jì)的簡單全面，整個(gè)控制程序采用西門子專用的步進(jìn)控制程序語言編寫。 光電傳感電路 2R140106CC1RRP 2VD K5 V?1VD1V 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 運(yùn)輸升降機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)位安裝設(shè)計(jì) 兩層式運(yùn)輸升降機(jī)的工作停止?fàn)顟B(tài)位有兩個(gè)，分別為一樓停止位和二樓停止位。從而對位置進(jìn)行控制 . 光電開關(guān)在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電 路。具體見如下示意圖。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有 2 個(gè)光電傳感器，用來檢測運(yùn)輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況。設(shè)備外部設(shè)有多個(gè)光電傳感器，向 PLC 傳輸外部狀態(tài)信號，指示自動(dòng)升降機(jī)的工作 狀態(tài)。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí) PLC 的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)， PLC 輸出端子上無輸出電壓。 本電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制原理圖請參照附錄 1 運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成 運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)：自動(dòng)狀態(tài)和維修工作狀態(tài)。同時(shí)交流接觸器組 2 和交流接觸器組 6 電氣互鎖，交流接觸器 6 電氣互鎖，交流接觸器 5 電氣互鎖，交流接觸器 7 和交流接觸器組 9 電氣互鎖，交流接觸器 10 和交流接觸器組 1 12 電氣互鎖。當(dāng)升降機(jī)在二樓時(shí)由 1＃變頻器向電機(jī)Ⅱ提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。所有的變頻器和交流接觸器工作狀態(tài)都由 PLC 集中控制完成。所有升降機(jī)上使用的變頻器選用西門子 MM420 系列通用型變頻器。即當(dāng)其中一個(gè)輸送帶的電機(jī)處于工作狀態(tài)下，另外一臺電機(jī)則處于停止的狀態(tài)。 設(shè)計(jì)要求：可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，來設(shè)計(jì)上述各輸送帶和升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小。而升降機(jī)轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶則與升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)組合，在各樓層之間上下運(yùn)動(dòng)，輸送貨物。 圖 3－ 1 運(yùn)輸升降機(jī)入口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線輸送帶的組合 其中升降機(jī)入口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，入口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。能夠設(shè)置管理人員密碼，能夠記錄生產(chǎn)批次和生產(chǎn)數(shù)量，具有歷史數(shù)據(jù)查詢功能。同時(shí)要求升降系統(tǒng)能夠多樓層多順序的傳送運(yùn)行，能根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整傳送方向。當(dāng)升降升降機(jī)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，要求檢修操作盒的所有按鈕無效，同樣當(dāng)設(shè)備處于檢修狀態(tài)下時(shí)要求來自系統(tǒng)外部的控制信號無效，此時(shí)系統(tǒng)只能通過檢修手動(dòng)盒點(diǎn)動(dòng)檢修。 運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)由程序邏輯控制器 PLC，外部光電傳感器，觸摸屏，變頻驅(qū)動(dòng)器，聲光報(bào)警燈和檢修手動(dòng)盒等元?dú)饧M成。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機(jī)構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。也可以在變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)將發(fā)生故障的電機(jī)切換到工頻狀態(tài)應(yīng)急工作，系統(tǒng)設(shè)有西門子 TP170A觸摸屏，可以向工作人員提示設(shè)備的狀態(tài)和故障信息。另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。編程結(jié)束后先空調(diào)程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修。 “ GOM“點(diǎn)的選擇不同的 PLC 產(chǎn)品，其“ COM”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)“ COM”點(diǎn)帶 8 個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶 4 個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶 2 個(gè)或 1 個(gè)輸出點(diǎn)的。 當(dāng) 你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘 6 次以下時(shí)，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計(jì)簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。 輸出回路的選擇特點(diǎn) 各種輸出方式之間的的比較 （ 1）繼電器輸出： 優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且 電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá) 2A／點(diǎn)；但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決定的。 PLC 上 DC24V 電源的使用各公司 PLC 產(chǎn) 品上一般都有 DC24V 電源，但該電 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路都將影響 PLC 的運(yùn)行）。 （ 2）是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高。各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同，而 用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。 確定負(fù)載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 (4)編程簡單易學(xué)。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)： (1)可靠性高。進(jìn)入80 年代中、后 期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價(jià)格大幅度下跌，使得 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 器完成的順序控制、定時(shí)等。因此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中，要全面考慮設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設(shè)計(jì)結(jié)合起來，才能可能達(dá)到設(shè)計(jì)的 目的。隨著變頻技術(shù)和 PLC 控制技術(shù)的發(fā)展，工廠中的自動(dòng)化生產(chǎn)線也越來越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。 論文分析了運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并根據(jù)設(shè)計(jì)的主次方面，詳細(xì)闡述了運(yùn)輸升降機(jī)的各個(gè)關(guān)節(jié)的高端控制的實(shí)現(xiàn)方法。也可以在變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)將發(fā)生故障的電機(jī)切換到工頻狀態(tài)應(yīng)急工作?；谶@些問題使得這些升降機(jī)械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械 的動(dòng)作方式和