【正文】 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成圖 所示的形式。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 型號的確定 綜上所述 ,查閱我國各大企業(yè)使用較多的 PLC 生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC 的技術(shù)手冊，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。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)。 用于檢測電鍍行車小車運(yùn)行位置的行程開關(guān) SQ SQ1 SQ1 SQ1 SQ1 SQ1SQ1 SQ17，它們共占用 PLC的 8個(gè)輸入點(diǎn)。蜂鳴器選用型號為 7012 型，數(shù)量 1 個(gè)。對個(gè)行程開關(guān)的選擇要求是：只需 1 對常開觸點(diǎn)即可。根據(jù)國家對按鈕帽顏色的規(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，如圖 附圖 所 示。由于發(fā)光二極管屬直流元件，其電壓等級較高的也只有 24V，因此就需要為 PLC 負(fù)載配置一 臺輸出電壓為 24V 的直流穩(wěn)壓電源 GD。 在 附圖 所示主電路中，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)對吊鉤拖動(dòng)電機(jī)采用斷電抱閘制動(dòng)方式?？紤]到大車拖動(dòng)電機(jī)額定電流為 ，故熱繼電器的動(dòng)作電流整定為 ，這樣能保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)可靠動(dòng)作。其中兩對主觸頭用來控制 PLC 的 AV220V 負(fù)載電路的通 /斷，另一對主觸頭用來控制 PLC 的 DC24V負(fù)載電路的通 /斷，一對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)型號為 YZR160M26，數(shù)量為 1 臺，其額定功率為 ，額定電壓為交流 380V，額定電流為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1470r/min。同時(shí)需注意尺寸的標(biāo)注。 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 7 (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號位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到 4號槽的 1號位的上方。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到 2號槽的 1號位的上方。 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號位。 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 3 第 1 章 電鍍行車 控制系統(tǒng)的 總體方案論證 電鍍行車概述 電鍍行車的基本結(jié)構(gòu) 本 電鍍行車機(jī)械部分由傳送帶 A、傳送帶 B、行車和電鍍槽等 4 部分組成，而行車又由大車、小車和吊鉤等部分組成，如圖 所示。 可編程序控制器 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；編程方便，易于使用；設(shè)計(jì)安裝調(diào)試、維修方便維修工作量少體積小重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)勢。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生產(chǎn)線上對行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。 8 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算 3 電鍍行車的基本結(jié)構(gòu) 其中，傳送帶 、 大車、小車和吊鉤由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) ,作前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。 Ⅱ 緒 論 3 電鍍行車的工作原理 11 電動(dòng)機(jī)電氣控制設(shè)計(jì) 29 單周 /連續(xù)程序設(shè)計(jì) 32 附 錄 A基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙 49 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 I 摘 要 本文介紹了利用可編程序控制器對某電鍍行車的工作過程進(jìn)行控制的方法，簡化了控制系統(tǒng)的接線，克服了電磁繼電器動(dòng)作時(shí)間長、觸點(diǎn)抖動(dòng)的缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。若是控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，電鍍行車也就處于癱瘓的地步，這樣將直接影響生產(chǎn)的進(jìn)行，無疑會給企業(yè)造成重大的損失，這對于任何一個(gè)企業(yè)來說都是不能接受的 .同時(shí)，控制系統(tǒng)的性能的好壞也關(guān)系到電鍍行車的正常運(yùn)行，若是控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，或者經(jīng)常出故障，或是不能夠正常的運(yùn)行，同樣都會給企業(yè)的生產(chǎn)造成困難。 在工業(yè)化的電鍍車間中，工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多 、 生產(chǎn)復(fù)雜 ， 在電鍍中 ， 其氧化 、 酸洗 、 堿洗 、 電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕 ， 如果 采用 人工操作電鍍行車 ，那么將會 對現(xiàn)場工人的身體健康十分不利 ，并使工人長期處于精神高度緊張的狀態(tài)。用來進(jìn)行電鍍和表面處理的容器是 1～ 5 號槽，每個(gè)槽內(nèi)從左到右都有 5 個(gè)位置依次稱為 1號位、 2號位?? 5 號位，每個(gè)位置都可以放置一個(gè)吊籃，因此，每個(gè)槽內(nèi)共可以放置 5個(gè)吊藍(lán)。 ③ 鉤住吊籃后，吊鉤上升。 當(dāng)行車將第 5個(gè) 吊藍(lán)送到 1 號槽的 5 號位后，重復(fù)上述第 (7)、 (8)步過程，使吊鉤脫離吊籃并上升。 當(dāng) 2號槽 1號位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了 2分鐘的清洗后，若需對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的過程，依次將各吊籃從 2號槽中的 1～5號位送到 3 號槽的 1～ 5 號位，以對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理。 當(dāng) 2號槽 1號位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了 2分鐘的清洗后，若需對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述 (1)～ (13)步的過程，依次將各吊籃從 2號槽中的1～ 5號位送到 5 號槽的 1～ 5號位，以對產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理。 (2) 應(yīng)具有對上述三種工作方式的自由選擇功能。 ④ 對控制系統(tǒng)保護(hù)的要求 為了能夠保障電鍍行車及其控制系統(tǒng)的安全，應(yīng)使控制系統(tǒng)具備以下保護(hù)功能： (1) 短路保護(hù) (2) 過載保護(hù) (3) 欠壓保護(hù) (4) 吊鉤緊急制動(dòng) ⑤控制系統(tǒng)操作面板設(shè)計(jì)要求 對于電鍍行車控制系統(tǒng) 操作面板的工藝設(shè)計(jì)。 首先 作出 大 梁受自重均布載荷下的 剪力圖、 彎矩圖 ： 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 9 根據(jù)已知條件， 求出 均布載荷 q 為： MNm NLFq ?????? 34 行車自重 均布載荷 下梁最大 彎矩 M為： MNqlM ??????? 4232 查 型鋼表 得知 22a 號工字鋼的抗彎截面系數(shù)為： Wz=309cm3= 根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式： MP aMNwMz 44m a xm a x1 ?? ???? ?? ][?? 作出簡支梁在集中載荷下的彎矩圖和剪力圖： 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 10 Fs X 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 11 根據(jù)剪力圖、彎矩圖，說明移動(dòng)載荷 F 作用在簡支梁的 中點(diǎn)時(shí)，使梁受力最不利， 危險(xiǎn)斷面在梁的中心位置， 根據(jù)已知條件求出 梁在承擔(dān)起重量 集中載荷跨中彎矩為： 43m a x 510404 ?????? FlM 查手冊得知 22a號工字鋼的抗彎截面系數(shù)為： Wz=309cm3= 根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式： MP aMP aPaPawFlwMzz270][ 510404/ 643m a xm a x2 ??????? ????? ? ?? 梁的材料應(yīng)該能承受均布載荷與集中載荷共同作用下的應(yīng)力，根據(jù)疊加原理 ? ? M P aM P aM P aM P a 2 7 02 4 11 6 27921 ??????? ???? 強(qiáng)度符合要求。其額定電壓為 380V，額定電流 100A。 (3) 小車電機(jī)接觸器 KM7 和 KM8 的選擇 根據(jù)小車電機(jī)額定功率 =、額定電流 =5 A，可選擇其接觸器與傳送帶電機(jī)選擇接觸器型號相同。 熱繼電器選擇 (1) 傳送帶 A、 B 拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器 FR1 和 FR2 的選擇 根據(jù)傳送帶電機(jī)額定功率為 、額定電流為 5A，查《電器控制》，可選用規(guī)格最小的熱繼電器作為傳送帶電機(jī)熱繼電器 FR1 和 FR2，其型號為 JR020/3D，數(shù)量為 2 只，極數(shù)為 3，有斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能，觸頭數(shù)量： 1 個(gè)常閉， 1 個(gè)常開。其額定電壓為交流 500V，額定電流為 60A，熱繼電器熱元件額定電流為 22A，調(diào)節(jié)范圍14～ 22A，故熱繼電器的動(dòng)作電流整定為 ，這樣能保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)可靠動(dòng)作。 據(jù)此，查《電器控制》可選 型 號選為 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，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》，選用型號為 LA1911D 的按鈕 14 個(gè)。 指示燈型號的選擇 為減少 PLC 負(fù)載電源的種類和電壓等級的級數(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安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 23 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 HL HL1 HL1 HL1 HL14，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的 PLC。 對 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 安徽 師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 電鍍行車的自動(dòng)化控制 27 在第二章中，已對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