【正文】 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)我們即將進(jìn)入社會(huì)的畢業(yè)生進(jìn)行了能力綜合訓(xùn)練,著重訓(xùn)練我們查閱資料的能力、工程制圖的能力、計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力、元件選擇能力、軟件開發(fā)使用能力以及文字表達(dá)的能力。據(jù)此，應(yīng)將預(yù)停按鈕X和初始步的狀態(tài)寄存器M0的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)起來，去控制輔助繼電器M150的線圈回路，以得到所需的預(yù)停回路。據(jù)此。因此，連續(xù)程序可大大提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低加工成本。 PLC型號(hào)的確定綜上所述,查閱我國(guó)各大企業(yè)使用較多的PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC的技術(shù)手冊(cè)，確認(rèn)日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N128MR型基本單元完全能夠滿足上述要求，因此本課題控制系統(tǒng)的PLC選用FX2N128MR型基本單元1臺(tái)。交流輸入方式的觸點(diǎn)接觸可靠,適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。模塊式和疊裝式可編程序控制器還具備有多種特殊I/O模塊供用戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時(shí)更換模塊等也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式或疊裝式可編程控制器。故障報(bào)警蜂鳴器BU 1個(gè)，占用PLC的1個(gè)輸出點(diǎn)。用于檢測(cè)電鍍行車小車運(yùn)行位置的行程開關(guān)SQSQ1SQ1SQ1SQ1SQ1SQ1SQ17，它們共占用PLC的8個(gè)輸入點(diǎn)。蜂鳴器選用型號(hào)為7012型，數(shù)量1個(gè)。對(duì)個(gè)行程開關(guān)的選擇要求是：只需1對(duì)常開觸點(diǎn)即可。根據(jù)國(guó)家對(duì)按鈕帽顏色的規(guī)定：紅色代表停止，而綠色代表起動(dòng)。通過工作方式選擇開關(guān)中手動(dòng)這一檔位的觸點(diǎn)閉合，其余檔位的觸點(diǎn)斷開的這一狀態(tài)，使與之相連接的輸入繼電器X的狀態(tài)分別為“1”和“0”態(tài)，使得系統(tǒng)只執(zhí)行手動(dòng)工作方式的程序，其余工作方式的程序?qū)⒈辉竭^而不執(zhí)行。因此，應(yīng)為控制系統(tǒng)配置一只電源指示燈HLD，并應(yīng)將該指示燈直接跨接到電動(dòng)機(jī)主電路的相線與零線之間。由于發(fā)光二極管屬直流元件，其電壓等級(jí)較高的也只有24V，因此就需要為PLC負(fù)載配置一臺(tái)輸出電壓為24V的直流穩(wěn)壓電源GD。，根據(jù)前面所確定的控制方案，各主軸電機(jī)的接觸器KM1～KM10的線圈由PLC控制。 制動(dòng)電磁鐵型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的機(jī)械抱閘制動(dòng)器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)由機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供，這里只需向機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供選擇制動(dòng)電磁鐵的要求即可，即要求對(duì)大車和小車拖動(dòng)電機(jī)采用通電抱閘制動(dòng)方式；為了防止突然停電時(shí)吊鉤上的重物自由落下，應(yīng)對(duì)吊鉤拖動(dòng)電機(jī)采用斷電抱閘制動(dòng)方式。(3) 小車拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR4的選擇根據(jù)小車電機(jī)額定電流為5A，可選與傳送帶A、B拖動(dòng)電機(jī)同樣型號(hào)規(guī)格的熱繼電器JR020/3D作為小車拖動(dòng)電機(jī)的過載保護(hù)電器。該接觸器的額定電壓為交流380V，額定電流為9A，操作頻率為1200次/h，電壽命為12萬次，機(jī)械壽命為800萬次。16，㎜，吸引線圈視在功率起動(dòng)時(shí)140VA、吸持時(shí)22VA，工作功率9W，動(dòng)作時(shí)間：起動(dòng)時(shí)16ms，釋放時(shí)18ms。根據(jù)實(shí)際情況，查《低壓電器維修手冊(cè)》可選型號(hào)為XD7信號(hào)燈1只作電源指示燈HLD, 其主要技術(shù)參數(shù)如為：額定電壓為220V，顏色為綠色，變壓器式結(jié)構(gòu)。第2章 硬件設(shè)計(jì) 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算根據(jù)行車實(shí)際尺寸跨度L=5m，大車自重4t，,，吊車大梁由22a號(hào)工字鋼制成，材料許用應(yīng)力。(4) 在連續(xù)工作方式下，應(yīng)能對(duì)電鍍行車工作循環(huán)次數(shù)和一個(gè)循環(huán)完成時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，具備計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)功能。等待下一個(gè)循環(huán)的傳送工作的進(jìn)行。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。⑨ 吊鉤到達(dá)傳送帶A的2號(hào)位的上方后，吊鉤下降。傳送到位后，吊鉤下降。傳送帶A、傳送帶B、大車、小車和吊鉤分別由電動(dòng)機(jī)M1～M5拖動(dòng)。隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，而功能卻大大加強(qiáng)。因此用PLC來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是理想的選擇。利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可方便完成自動(dòng)，手動(dòng)拉制和相互之間的切換。另外，企業(yè)生產(chǎn)的工作效率也和控制系統(tǒng)關(guān)系密切，性能好的控制系統(tǒng)對(duì)效率的提高起著非常大的作用。為了提高工作效率，促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度以及保障工人的身體健康,就很有必要由工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)控制系統(tǒng)來替代人工操作，從而幫助企業(yè)解決許多人力不能為的事情，結(jié)束工人在惡劣環(huán)境下直接參與控制生產(chǎn)的局面，保證了人身安全。1～5號(hào)槽內(nèi)依次裝有酸液、清水、鋅液、鉻液、鎳鎘液，可分別用來對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘等處理(但在同一時(shí)間內(nèi)，只需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅或鍍鉻或鍍鎳鎘處理) 。④ 吊鉤將吊籃提升到位后，大車向前(小車不動(dòng))，將吊籃送到1號(hào)槽的1號(hào)位的上方。上升到位后，大車不動(dòng)，小車向左，拖動(dòng)吊鉤回到1號(hào)槽的1號(hào)位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到3號(hào)槽的1號(hào)位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到5號(hào)槽的1號(hào)位的上方。(3) 為了避免程序混亂，應(yīng)能避免在同一時(shí)間內(nèi)電鍍行車按兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。操作面板由各按鈕開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。行車梁的最大彎曲變形一般是由載重物位于梁中點(diǎn)的集中載荷引起的，在集中力F的作用下主梁跨度中點(diǎn)的撓度為：許用撓度[w]為：經(jīng)計(jì)算使用22a工字鋼符合梁的剛度要求。(1) 用于電鍍行車主電路電源端的自動(dòng)開關(guān)QF1的選擇由于此自動(dòng)開關(guān)是用作電鍍行車主電路電源端配電開關(guān)，作為該電路的短路保護(hù)電器，該電路負(fù)荷不大,所以可采用結(jié)構(gòu)較為緊湊的塑料外殼式自動(dòng)開關(guān)，并需在其內(nèi)配備過電流電磁脫扣器。數(shù)量為2臺(tái)，具體參數(shù)參考傳送帶電機(jī)接觸器。其額定電壓為交流500V，額定電流為20A，～。 電流繼電器選擇本電鍍行車吊鉤電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)，起動(dòng)電阻的接入和切除用電流繼電器KI1～KI3分別控制接觸器KM11～KM13來實(shí)現(xiàn)，查《中低壓電控使用技術(shù)》，可選型號(hào)為L(zhǎng)L63的電流繼電器3只，其觸點(diǎn)數(shù)為一動(dòng)合、一斷開，最大整定電流值為20A，電流整定范圍5～20A，動(dòng)作時(shí)間1據(jù)此，查《電器控制》可選型號(hào)選為RL115的螺旋式熔斷器1只作直流穩(wěn)壓電源GD電路的短路保護(hù)熔斷器FU1，其主要技術(shù)參數(shù)如下：=380V，=15A，=10A，Idl=2KA 電氣原理圖設(shè)計(jì)本自動(dòng)線中的電動(dòng)機(jī)控制線路，采用交流380/220V電源供電，電源開關(guān)采用刀開關(guān)與自動(dòng)開關(guān)串聯(lián)的組合形式，其中刀開關(guān)起隔離電源、安全檢修的作用，自動(dòng)開關(guān)起短路保護(hù)作用。該電源及其整流變壓器由協(xié)作單位供貨。但直流穩(wěn)壓電源GD以及向該電源供電的變壓器TC由協(xié)作單位供貨,作者只負(fù)責(zé)向協(xié)作單位提供這兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：UN=220V，IN=5A，手柄操作位置2個(gè)，常開觸點(diǎn)1對(duì)，沒有常閉觸點(diǎn)。除此外，工作方式選擇開關(guān)還應(yīng)有一個(gè)零位。根據(jù)以上要求，查《低壓電器維修手冊(cè)》，選用型號(hào)為L(zhǎng)A1911D的按鈕14個(gè)。 指示燈型號(hào)的選擇為減少PLC負(fù)載電源的種類和電壓等級(jí)的級(jí)數(shù)，便于控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和接線，指示燈的額定電壓也應(yīng)選為直流24V。電鍍種類選擇開關(guān)SA3用來選擇鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳鎘三種電鍍中的一種，占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。綜上所述，共需PLC輸入觸點(diǎn)48個(gè)。用于指示電鍍行車各電機(jī)過載故障的指示燈為HLHL1HL1HL1HL14，它們共占用PLC的5個(gè)輸出點(diǎn)。據(jù)此，本課題將盡量采用價(jià)格適中，且作者最熟悉的一種型號(hào)的PLC。 對(duì)PLC 輸出模塊的類型的要求PLC輸出模塊有繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。第3章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) PLC梯形圖總體方案設(shè)計(jì) PLC程序的組成及各部分程序的作用在第二章中，已對(duì)電鍍行車工作方式控制的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了敘述，其內(nèi)容如下：為了適應(yīng)電鍍行車控制系統(tǒng)的調(diào)試、檢查和操作方便的需要，應(yīng)使電鍍行車控制系統(tǒng)具備手動(dòng)、單周和連續(xù)三種工作方式。手動(dòng)程序主要用來檢查和調(diào)整電鍍行車每一步的運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí),按下預(yù)開按鈕SB11(X0),可使繼電器M151和Y17通電動(dòng)作。如果此時(shí)不對(duì)所有的狀態(tài)復(fù)位，回到單周或連續(xù)狀態(tài)后有可能出現(xiàn)兩個(gè)狀態(tài)同時(shí)為ON的異?，F(xiàn)象。同時(shí),也為我們今后從事工業(yè)自動(dòng)化及自動(dòng)線方面的設(shè)計(jì)工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。作者在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究完成期間還得到了實(shí)驗(yàn)室的各位老師和同學(xué)的熱心幫助，在此深表感謝。后記本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師孫老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 單周/連續(xù)工作方式的程序設(shè)計(jì) ，以及順序功能圖與梯形圖之間的對(duì)映關(guān)系，可設(shè)計(jì)出電鍍行車控制系統(tǒng)單周/連續(xù)工作方式程序的梯形圖。當(dāng)按預(yù)停按鈕SB13 (X2)，應(yīng)能使預(yù)?；芈稭150通電，以向電鍍行車發(fā)出預(yù)停信號(hào)；當(dāng)按啟動(dòng)按鈕SB12（X1）或電鍍行車回到初始步M0時(shí)，應(yīng)能使預(yù)停回路M150斷電，否則，電鍍行車將無法在連續(xù)工作方式下再次啟動(dòng)運(yùn)行。為滿足上述要求，從程序的總體結(jié)構(gòu)上來說，應(yīng)采用跳步法設(shè)計(jì)基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的用戶程序，即將手動(dòng)程序、單周程序和連續(xù)程序分隔在不同的跳步區(qū)，同時(shí)應(yīng)能保證在同一時(shí)間內(nèi)，所有跳步區(qū)中只有一個(gè)跳步區(qū)的跳步條件滿足，其余跳步區(qū)的跳步條件都不滿足，而各跳步區(qū)的跳步條件的滿足與否，則應(yīng)能由工作方式選擇開關(guān)SA2自由選擇，這樣才能滿足上述要求。它用來實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對(duì)象在無人參與的情況下對(duì)成批零件進(jìn)行自動(dòng)地連續(xù)電鍍，在電鍍完預(yù)期的零件后才自動(dòng)停下來。所以,本課題選用繼電器型輸出模塊。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短,可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。模塊式和疊裝式可編程控制器的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程控制器靈活得多。預(yù)開預(yù)告電鈴BE 1個(gè)，占用PLC的1個(gè)輸出點(diǎn)。用于檢測(cè)電鍍行車大車運(yùn)行位置的行程開關(guān)為SQSQSQSQSQSQSQSQSQ9，它們共占用PLC的9個(gè)輸入點(diǎn)。根據(jù)以上要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選取型號(hào)為UCZ475的電鈴，數(shù)量1個(gè)。為了避免行程開關(guān)在閉合和斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧燒壞其觸頭，所以本課題不能采用直動(dòng)式的行程開關(guān)，而應(yīng)選擇滾輪式行程開關(guān)。 按鈕型號(hào)的選擇對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)中所有按鈕的要求是，只需一對(duì)常開觸點(diǎn)即可。例如，當(dāng)工作方式選擇開關(guān)打到手動(dòng)工作方式這一檔位時(shí)，此時(shí)只能有這一檔位的觸點(diǎn)閉合，而其余檔位的觸點(diǎn)都必須處于斷開狀態(tài)。 控制系統(tǒng)電源指示電路設(shè)計(jì)為了讓操作人員和維修人員能夠及時(shí)、方便地了解基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)電源的狀態(tài)，以便為進(jìn)一步的操作、維修以及對(duì)故障的分析判斷提供依據(jù)。目前在各類信號(hào)指示燈中，只有發(fā)光二極管的體積較小，因此，只能選用發(fā)光二極管作該控制系統(tǒng)的過程顯示指示燈。因此，電鍍行車電動(dòng)機(jī)的主電路、局部照明電路、。查《低壓電器維修手冊(cè)》，可選型號(hào)為DZ650的中間繼電器1只，其額定電流為DC24V，動(dòng)作時(shí)間小于40mm，觸點(diǎn)容量為AV250V。這樣能保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)可靠動(dòng)作。其中兩對(duì)主觸頭用來控制PLC的AV220V負(fù)載電路的通/斷，另一對(duì)主觸頭用來控制PLC的DC24V負(fù)載電路的通/斷，一對(duì)輔助常開觸頭作為接觸器KM線圈控制回路的自保觸頭。線圈參數(shù)：線圈電壓220V，線圈匝數(shù)3260177。 吊鉤電機(jī)選擇根據(jù)電鍍行車吊鉤實(shí)際情況：電鍍行車吊鉤最大載重為Mmax=500Kg，吊鉤的速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計(jì)算公式()～()可得出P=3750W，由此查《電動(dòng)機(jī)選型與應(yīng)用》可選定吊鉤拖動(dòng)電機(jī)型號(hào)為YZR160M26，數(shù)量為1臺(tái)，額定電壓為交流380V，額定轉(zhuǎn)速為1470r/min。同時(shí)需注意尺寸的標(biāo)注。(3) 在電鍍產(chǎn)品零件的過程中，如遇到任何一步不能正常完成，應(yīng)能使電鍍行車立即自動(dòng)停車。將各吊籃送到傳送帶B后，應(yīng)使吊鉤回到傳送帶A的1號(hào)位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到4號(hào)槽的1號(hào)位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到2號(hào)槽的1號(hào)位的上方。⑧ 上升到位后，大車向后，小車向左，拖動(dòng)吊鉤到傳送帶A的2號(hào)位的上方。① 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，傳送帶A向前，將裝滿待電鍍和表面處理的產(chǎn)品零件的吊籃送到1～5號(hào)位。