【文章內(nèi)容簡介】 生產(chǎn)線 的工 作示意圖， 所以選用方案三作為電鍍行車的控制系統(tǒng)。 以便可以更清楚的認(rèn)識該生產(chǎn)線的生產(chǎn)全過程，整個系統(tǒng)的工作示意圖 如圖 所示： 圖 系統(tǒng)工作示意圖 本科生課程設(shè)計（論文） 5 本次設(shè)計采用 CPU226模塊 對電鍍行車進(jìn)行控制，簡化了電氣控制的硬件和接線，減小了控制器的體積，提高了控制的靈活性。 由于 CPU226 模塊有 24個輸入和 16 個輸出，所以不需要 I/O 擴展模塊和功能擴展模塊。 電鍍的工作流程： 啟動 —— 吊鉤上升 —— 上限行程開關(guān)閉合 —— 右行至 1號槽上方—— XK1 行程開關(guān)閉合 —— 吊鉤下降進(jìn)入 1號槽 —— 下限行程開關(guān)閉合 —— 電鍍延時 —— 吊鉤上升 ，由 2號槽內(nèi)吊鉤上升，然后左行至左限位，吊鉤下降至原位，即原位。 軟件設(shè)計采用順序功能圖，使得程序易于調(diào)試和維護(hù)，實現(xiàn)行車控制等功能。 系統(tǒng)方案框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)方案框圖 各部分功能如下： （ 1）計算機主要完成系統(tǒng)編程，將編好的程序下載到 PLC中，和 PLC 進(jìn)行通信。 （ 2）限位開關(guān)在小車碰到的時候閉合，對 PLC 發(fā)出一個信號。 （ 3） PLC 的主要功能是對輸入的信號進(jìn)行處理，控制電機的正反轉(zhuǎn)，是整個系統(tǒng)的核心。 （ 4）行車電機通過正反轉(zhuǎn)控制物體的上升、下降、前進(jìn)與后退。 （ 5）運行狀態(tài)顯示物體的運動狀態(tài)。 本科生課程設(shè)計（論文） 6 第 3章 硬件設(shè)計 PLC 機型選擇 可編程序控制器，簡稱 PLC。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時 /計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入 、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程 。 PLC 是微型技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸電的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗性高、通用性和靈活性差的缺點 ，充分的利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC 的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用用戶程序編制形象、直觀 、方便易學(xué)，調(diào)試與查錯也很方便 。 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 的種類也越來越多，而功能也日趨完善。近年來，從德國、日本、美國等引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品和國內(nèi)廠家組裝自行開 發(fā)的產(chǎn)品，已有幾十個、上百種型號。 PLC 的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系系統(tǒng)、編程方式，價格等各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。合理的選擇 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有著重要意義。 西門子 S7200 系列可編程序控制器是德國西門子公司生產(chǎn)的具有高性能價格比的微型可編程序控制器。由于它具有結(jié)構(gòu)小巧，運行速度高，價格低廉及多功能多用途等特點，在工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 PLC 種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用 PLC 實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入、輸出變換，并將這個變換給 以物理實現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。 PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，它主要由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入 /輸出接口電路等組成。 根據(jù)自動化電鍍行車控制系統(tǒng)的控制要求，本設(shè)計采用了西門子 S7200 CPU 226型號。經(jīng)過 PLC的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，然后在 PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運算與數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口，從而驅(qū)動電機來控制行車的運行。 PLC結(jié)構(gòu)框圖如圖 ： 本科生課程設(shè)計（論文） 7 圖 PLC結(jié)構(gòu)框圖 行車 電機 的選型 根據(jù) 電鍍行車的實際情況，電鍍行車小車最大載重 1500Kg，小車與導(dǎo)軌的摩擦因數(shù) u=，小車的速度要求為 v=15m/min,由電機功率計算公式（ 31） （ 32） ： p f v?? （ 31） f M g u? ? ? （ 32） 可得出 p=375W，由此《電動機選型與應(yīng)用》可選型號為 Y100L4 的電動機一臺作為小車的拖動電機，其額定功率為 ，額定電壓為交流 380V，額定電流為 5A，額定轉(zhuǎn)速為 1410r/min。 吊鉤電機 的 選 型 根據(jù)電鍍行車吊鉤實際情況，電鍍行車吊鉤最大載重為 500Kg，吊鉤的速度為 v=15m/min,有電機功率計算公式（ 31） （ 32） 可得 P=，由此《電動機選型與應(yīng)用》可選定吊鉤拖動電機型號為 YZR160M26，數(shù)量為一臺，其額定功率為 ，額定電壓為交流 380V，額定電流為 ，轉(zhuǎn)速為 1470r/min。 本科生課程設(shè)計（論文） 8 I/O 分配表及接線端子圖 電鍍行車控制 系統(tǒng)設(shè)計中， 根據(jù)系統(tǒng)需求 定義的 I/O分配表 如表 所示 。將 6個輸入信號和 4 個輸出 信號按各自的功能類型分好，并與 PLC的 I/O 點一一對應(yīng) 。數(shù)字量擴展模塊的地址分配是從最靠近 CPU 模塊的數(shù)字量模塊開始，在本機數(shù)字量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字節(jié)連續(xù)遞增，本模塊高位實際位數(shù)未滿 8位的，未用位不能分配給 I/O 鏈的后續(xù)模塊，模擬量擴展模塊的地址是從最靠近 CPU模塊的模擬量模塊開始，在本機模擬量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字遞增。 由圖表可以看出 ， PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 6 個，均為開關(guān)量。 PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 4 個。 系統(tǒng) 的 I/O 端子 外部 接線圖 如圖 所示： 圖 I/O端子外部接線圖 表 I/O分配表 編號 輸入 編號 輸出 1 啟動 1 前進(jìn) 2 1限位 2 后退 3 2限位 3 上升 4 下限位 4 下降 5 上限位 5 6 原位 6 7 停止 7 8 8 本科生課程設(shè)計（論文） 9 行車電機制動選擇 （ 1） 三相電磁抱閘制動 圓盤式電磁抱閘制動器主要由彈簧、摩擦片、端蓋、動片、調(diào)節(jié)螺絲、電磁鐵圓盤、線圈、軸等組成。摩擦片鉚接在動片上，可隨軸一起旋轉(zhuǎn)，沿著電動機軸端上的鍵作軸向運動。動片外側(cè)是端蓋，內(nèi)側(cè)是電磁鐵圓盤。當(dāng)電動機介入電源時，制動器線圈同時通上直流電，電磁鐵圓盤立即被吸上，使電磁鐵內(nèi)部的彈簧拉伸，圓盤和端蓋與摩擦片吸合，動片在空腔中停止旋轉(zhuǎn)，摩擦片與它們摩擦產(chǎn)生制動力矩，從而電機被制動。若電機斷電，制動器線圈同時斷電，電磁鐵圓盤失去吸力被彈簧拉回，于是動片又能自由旋轉(zhuǎn)。 （ 2） 能耗制動 能耗制動即在電動機脫離三相交流電源 的同時，給定子繞組加一個直流