【正文】 檢測(cè)器檢測(cè)到輸送帶上有木板時(shí)，定位氣缸用來把輸送帶上木板推到理想打釘位置，然后返回，其行程上、下端各設(shè)有一個(gè)限位器。正常工作時(shí)，輸送帶電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，離合器通過分開和閉合控制輸送帶間歇運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)打釘時(shí)停止運(yùn)送以及打完釘后和沒有木板時(shí)開始運(yùn)行的運(yùn)送物料目的，在離合器和輸送帶之間設(shè)有制動(dòng)器，用于在輸送帶需要停止時(shí)制動(dòng)輸送帶。通過繼電器來控制電機(jī)的啟停，電磁閥的通斷，以及離合器和制動(dòng)器的接通和斷開。 排釘氣缸：橫梁到達(dá)下限位碰到下限位器后，如無卡釘現(xiàn)象則推釘氣缸向右運(yùn)動(dòng)，直到碰觸右限位器，停止一段時(shí)間，保證準(zhǔn)確將鋼釘推下，之后自動(dòng)返回，到左限位位置，當(dāng)橫梁到達(dá)下限位信號(hào)發(fā)生后再次向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)行推釘操作，如此往復(fù)。 手動(dòng)模式 手動(dòng)模式啟動(dòng)后，按下橫梁下降按鈕，橫梁下降，松開按鈕橫梁停止運(yùn)行，再次按下再次運(yùn)行，直到橫梁碰觸到下限位器，可實(shí)現(xiàn)打釘操作。 當(dāng)機(jī)械在原點(diǎn)位置（上橫梁處于上限位且定位氣缸在 上限位且排釘氣缸不動(dòng)作），點(diǎn)按手動(dòng)進(jìn)料按鈕，離合器閉合，輸送線運(yùn)行，輸送線開始運(yùn)送木板，當(dāng)木板檢測(cè)器檢測(cè)到木板時(shí)，離合器分開，一段時(shí)間后制動(dòng)器開始制動(dòng)，制動(dòng)保持一段時(shí)間，然后停止制動(dòng)，完成木料運(yùn)行。 控制 線路圖及說明 (1)電源電路 如圖 31 所示，供電系統(tǒng)的變配電所中承擔(dān)受電、變壓、輸送和分配電能任務(wù)的電路，分別為 PLC、離合器、制動(dòng)器、主回路、二次回路供電。油泵電機(jī)采用星三角形啟動(dòng)方式。電路保護(hù)為具有延時(shí)動(dòng)作的限流保護(hù)器 FR。 （ 2）電機(jī)斷路器的選擇計(jì)算 液壓泵電機(jī)額定工作電 壓 U=380V，功率 P=11KW，則額定工作電流： I=P/（ U COS(Ф ) η =11000/(380 )= 電機(jī)的啟動(dòng)電流： Ist=（ 5～ 7）倍的電機(jī)額定電流 = 6 = 所以 QF1 選擇正泰斷路器 3VT8100N50TMA/3P+MX。 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 制動(dòng)器制動(dòng)扭矩選 擇大于等于 3 倍的電機(jī)工作轉(zhuǎn)矩，即 3 = 以上。 （ b）主電路參數(shù)的確定 主電路參數(shù)的確定主要是額定工作電流、額定工作電壓、額定通斷能力和耐受過載電流能力。 （ b）排釘電機(jī)接觸器 KM4 選型計(jì)算 同理，接觸器額定工作電流 I= = 據(jù)此選擇接觸型號(hào)為 LC 1D12 10 Q 5C， 線圈電壓 AC110V 50HZ （ 1 臺(tái)） （ c）輸送電機(jī)接觸器 KM5 選型計(jì)算 接觸器額定電流 I= = 所以選擇接觸器型號(hào)為 LC 1D32 10 Q 5C， 線圈電壓 AC110V 50HZ （ 1 臺(tái)） （ d）電磁離合器、電磁制動(dòng)器接觸器選型計(jì)算 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以根據(jù)正泰選型手冊(cè)選擇離合器和制動(dòng)器的接觸器型號(hào)為CJX19 線圈電壓 AC110V 50HZ （ 2 個(gè)） 。 圖 34 ABL1REM24025 開關(guān)電源型號(hào)說明 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 控制變壓器 考慮變壓器所要帶動(dòng)的后續(xù)電器是 7 個(gè)接觸器線圈，和 3 個(gè)指示燈 ， 經(jīng)查手冊(cè)每個(gè)接觸器線圈功率最大為 5W，指示燈 ，總計(jì)功率為 5 7+3 = 所需變壓器容量 P/COS（∮） =據(jù)此查正泰控制變壓器手冊(cè)得到變壓器型號(hào)為 NDK100 輸入 AC380V 輸出AC110V。控制按鈕的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為普通掀鈕式、蘑菇頭式、自鎖式、自復(fù)位式、旋柄式、帶指示燈式和鑰匙式等，它一般采用積木式結(jié)構(gòu)，由按鈕帽、復(fù)為彈簧、橋式觸頭和外殼等組成。 （ 2）行程開關(guān)、接近開關(guān) 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出控制指令的主令電器。接近開關(guān)按其工作原理可分：高頻振蕩式、霍爾式、差動(dòng)線圈式、電容式等，其中高頻振蕩式最為常用。如圖 35 所示 。 現(xiàn)在使用的變 頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。 （ b）變頻器容量選擇 變頻器的容量選擇是最重要的，應(yīng)從負(fù)載的實(shí)際負(fù)荷電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、控制方式來合理選擇。 具體型號(hào)為：排釘電機(jī)變頻器： 6SE70161EA61，輸送電機(jī)變頻器： 6SE70213EB61。 熔斷器 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 由于各種電氣設(shè)備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；而當(dāng)負(fù)載超過允許值時(shí)，就要求保護(hù)熔體在 一定時(shí)間內(nèi)熔斷。 （ c）降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，熔體額定電流 =(～ 2)電動(dòng)機(jī)額定電流。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。 (3)大型 PLC 大型 PLC 1/O 點(diǎn)數(shù)一般在 1024 點(diǎn)以上。 PLC 選型 本設(shè)計(jì)中所選 PLC 要求具有運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡(jiǎn)單方便，價(jià)格便宜，很適用于小型控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，所以選擇了市場(chǎng)上性價(jià)比較高的典型的西門子 S7200 系列產(chǎn)品 ［ 9］ 。 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 4 控制程序設(shè)計(jì) 總體 程序流程 PLC 上電，程序首次運(yùn)行，進(jìn)行所有輸入 /輸出、內(nèi)部位寄存器初始化。按下手動(dòng)定位按鈕，若橫梁在上限位且離合器分開，則定位氣缸下降，知道下限位停止，松手后定位氣缸返回上限位。 機(jī)器正常運(yùn)行過程中，若按下急停按鈕，則所有程序停止工作，并進(jìn)入初始化，報(bào)警燈亮，只有當(dāng)回復(fù)開機(jī)條件時(shí)報(bào)警燈熄滅，此時(shí)設(shè)備才可重新工作。 復(fù)位離合器按鈕接通標(biāo)志，輸送線木板檢測(cè)標(biāo)志，推釘卡住標(biāo)志，手動(dòng)推釘標(biāo)志，排釘電機(jī)變頻運(yùn)行關(guān)標(biāo)志，輸送電機(jī)變頻運(yùn)行關(guān)標(biāo)志。 表 41 漏釘檢測(cè)信號(hào)地址分配 地址 注釋 釘 1 漏下標(biāo)志 釘 2 漏下標(biāo)志 釘 3 漏下標(biāo)志 釘 4 漏下標(biāo)志 釘 5 漏下標(biāo)志 釘 6 漏下標(biāo)志 釘 7 漏下標(biāo)志 釘 8 漏下標(biāo)志 釘 9 漏下標(biāo)志 釘夠 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 圖 43 漏釘檢測(cè)部分釘夠判斷程序 切換部分 PLC 送電開機(jī)后，只要開機(jī)時(shí)所有開機(jī)條件處于預(yù)設(shè)位 置狀態(tài)，切換程序進(jìn)入被調(diào)用執(zhí)行，橫梁如果在上限位且定位氣缸在上限位且排釘氣缸不排釘，則置位原點(diǎn)標(biāo)志，同時(shí)在如果模式選擇旋鈕在自動(dòng)模式位置上且排釘電機(jī)正在運(yùn)行，且輸送電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng) 3S 后且木板檢測(cè)信號(hào)存在，且液壓系統(tǒng)已經(jīng)處于高壓狀態(tài)，則自動(dòng)允許標(biāo)志 置位，和手動(dòng)允許標(biāo)志 復(fù)位，和自動(dòng)模式初始化允許標(biāo)志 置位，如果模式開關(guān)處于手動(dòng)模式位置，機(jī)器在原點(diǎn)位置，則手動(dòng)允許標(biāo)志 置位和自動(dòng)允許標(biāo)志 復(fù)位，和打釘允許標(biāo)志 復(fù)位，和自動(dòng)初始化允許標(biāo)志 復(fù)位，或者下列條件出現(xiàn)時(shí) 也產(chǎn)生同樣效果，即輸送電機(jī)沒有運(yùn)轉(zhuǎn)或者排釘電機(jī)沒有運(yùn)轉(zhuǎn)或者液壓系統(tǒng)沒有處于高壓狀態(tài)。 按下手動(dòng)定位按鈕，若橫梁在上限位且離合 器分開，則定位氣缸下降，知道下限位停止，松手后定位氣缸返回上限位。 排釘電機(jī)運(yùn)行旋鈕處于“通”位置時(shí)，排釘電機(jī)接觸器 開旋鈕命令不可執(zhí)行，當(dāng)排釘電機(jī)運(yùn)行旋鈕處于“斷”位置時(shí)，排釘電機(jī)接觸器開旋鈕命令可執(zhí)行，此時(shí)排釘電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行期間，電機(jī)接觸器開旋鈕關(guān)閉命令無效，只有當(dāng)排釘電機(jī)運(yùn)行旋鈕關(guān)閉后 3S，方可關(guān)閉電機(jī)接觸器。 圖 46 報(bào)警部分缺釘或開關(guān)未復(fù)位報(bào)警判斷 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 5 人機(jī)界面 設(shè)計(jì) 觸摸屏選型 在設(shè)計(jì)自動(dòng)打釘機(jī)是，我們將采用威綸通觸摸屏進(jìn)行控制盒監(jiān)控，代替?zhèn)鹘y(tǒng)面板控制與監(jiān)控。 選配一觸摸屏通訊端口，這里以 MT6070IH2 和 s7200 進(jìn)行通訊 本設(shè)計(jì)中觸摸屏的 程序 設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)所使用的人機(jī)界面是維綸觸摸屏，威綸屏是現(xiàn)在觸摸屏中性價(jià)比最高的，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的自 動(dòng)化生產(chǎn)線，水處理，電廠等場(chǎng)合。 圖 53 添加新設(shè)備 觸摸品組態(tài)軟件界面設(shè)計(jì) 假設(shè)現(xiàn)在要增加一個(gè) [位狀態(tài)切換開關(guān) ]元件，可觸控 如圖 53 所示的元件按鈕。使用觸摸屏后，我們就可以去掉 PLC 上相關(guān)的硬件開關(guān)與硬件指示燈，轉(zhuǎn)而在觸摸屏上進(jìn)行監(jiān)控與控制，大量節(jié)約輸入及輸出接口。 本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)，目的是為在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的木托盤生產(chǎn)及使用提出一個(gè)有效合理的解決方法，盡管我對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握得還不夠透徹，我還是希望通過自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。經(jīng)過于老師和同題目同學(xué)的討論和交流，我們確定了設(shè)計(jì)的大體框架，并將設(shè)計(jì)分為幾個(gè)階段來分別完成，及時(shí)向老師匯報(bào)進(jìn)度。在完成所有任務(wù)后，將各階段資料進(jìn)行整理。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什 么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 參 考 文 獻(xiàn) ［ 1］ 潘紅斌 ． 基于 PLC 技術(shù)的工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究 ． 南京 ： 東南大學(xué) ，2020． ［ 2］ 徐偉，謝啟，徐惠剛 ． 基于 Modbus RTU 協(xié)議的智能型低壓電器通信功能檢測(cè)的實(shí)現(xiàn) ［ J］． 機(jī)床與液壓 ， 2020， 39（ 15）： 7477. ［ 3］ 何為紅，盧立新 ． 木質(zhì)托盤的設(shè)計(jì)方法及其應(yīng) 用 ［ J］． 林產(chǎn)工業(yè) ， 2020， 35（ 3）：3942. ［ 4］ 董春利 ． 三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路的安裝與檢修 ［ J］． 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 ， 2020，24（ 4）： 4547. ［ 5］ 于興芝，郭威 ． 摩擦片式電磁離合器的測(cè)試及選用 ［ J］． 機(jī)械研究與應(yīng)用 ， 2020，21（ 2）： 122124. ［ 6］ 徐本釗 ． 電動(dòng)機(jī)及其控制電路 ［ M］． 北京：人民郵電出版社 ， 1998. ［ 7］ 宋保林 ． 電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) ［ J］． 電氣時(shí)代， 2020（ 9） ， 9697. ［ 8］ 趙永君 ． 自動(dòng)化技術(shù)綜合應(yīng)用 ［ M］． 天津：天津大學(xué)出版社 ， 2020. ［ 9］ 詹澤海 ． 基于 S7200PLC 的全自動(dòng)鉚接機(jī) 控制 設(shè)計(jì) ［ J］． 液壓與氣動(dòng) ， 2020，（ 8）：110112. ［ 10］ 朱梅，朱光力 ． 液壓與氣動(dòng)技術(shù) ［ M］． 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2020. ［ 11］ 吳俊杰 ． 控制變壓器起動(dòng)電流及熔斷器選擇的研究 ［ J］． 煤炭技術(shù) ， 2020， 22（ 7）：1416. 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 附 錄 自動(dòng)打釘機(jī) PLC 程序梯形圖 主程序 初始化 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 切換 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 38 自動(dòng)操作 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 手動(dòng)操作 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 40 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 42 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 44 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 45 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 46 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 47 報(bào)警 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 48 漏釘檢測(cè) 自動(dòng)打釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 49