【文章內(nèi)容簡介】 遮光板反光板吊籃入口光電傳感器吊籃 電機反光板吊籃內(nèi)部光電傳感器生產(chǎn)線啟動使能信號生產(chǎn)線光電傳感器反光板 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶樓進(jìn)口光電傳感器反光板 樓生產(chǎn)線傳送帶 電機樓入口電機流動方向 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 3－ 3 運輸升降機出口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線輸送帶的組合 圖 3－ 3 其中升降機出口輸送帶采用工業(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，出口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。而升降機轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶則與升降機升降機構(gòu)組合，在各樓層之間上下運動，輸送貨物。 自動升降機吊籃輸送機構(gòu)和 1F 入口傳送帶的組合如下圖 3－ 4 所示。 電動抱閘吊籃 電機反光板反光板升降機構(gòu)升降動輪下部定輪上部定輪升降 電機生產(chǎn)線啟動使能信號生產(chǎn)線光電傳感器樓生產(chǎn)線傳送帶 電機 反光板 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動方向樓入口電機 反光板流動方向反光板樓出口電機樓出口光電傳感器流動方向流動方向樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶樓生產(chǎn)線傳送帶 電機遮光板反光板遮光板 圖 3－ 4 自動升降機吊籃輸送機構(gòu)和 1F 入口傳送帶的組合 樓出口電機 樓生產(chǎn)線傳送帶 電機反光板樓出口光電傳感器反光板吊籃 電機吊籃入口光電傳感器反光板吊籃內(nèi)部光電傳感器遮光板樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動方向電動抱閘吊籃 電機反光板反光板升降機構(gòu)升降動輪下部定輪上部定輪升降 電機生產(chǎn)線啟動使能信號生產(chǎn)線光電傳感器樓生產(chǎn)線傳送帶 電機 反光板 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動方向樓入口電機 反光板流動方向反光板樓出口電機樓出口光電傳感器流動方向流動方向樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶樓生產(chǎn)線傳送帶 電機遮光板反光板遮光板 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 自動升降機吊籃輸 送機構(gòu)和 2F 出口傳送帶的組合如下圖 3－ 5 所示。 圖 3－ 5 自動升降機吊籃輸送機構(gòu)和 2F 出口傳送帶的組合 運輸升降機的電機驅(qū)動系統(tǒng)的組成 本系統(tǒng)硬件由 三相交流鼠籠式電機、西門子 MM420 系列通用型變頻器、西門子 S7200 226CPU 的 PLC、交流接觸器組成。 設(shè)計要求：可以根據(jù)生產(chǎn)線的實際情況，來設(shè)計上述各輸送帶和升降機升降機構(gòu)驅(qū)動電機的功率大小。本設(shè)計中采用升降機輸入口，升降機輸出口和吊籃電機都為 的三相交流鼠籠式電機，設(shè)計升降機升降機構(gòu)電機 為 三相交流鼠籠式電機。各個電機功率可以根據(jù)實際的情況來設(shè)計，但在設(shè)計升降機入口，升降機出口和吊籃內(nèi)輸送帶電機時，要求將這三處的輸送帶驅(qū)動電機功率設(shè)計為電動抱閘反光板遮光板遮光板反光板樓生產(chǎn)線傳送帶 電機 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動方向流動方向樓出口光電傳感器樓出口電機 反光板流動方向反光板樓入口電機流動方向樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶反光板樓生產(chǎn)線傳送帶 電機生產(chǎn)線光電傳感器生產(chǎn)線啟動使能信號升降 電機上部定輪下部定輪升降動輪升降機構(gòu)反光板反光板吊籃 電機 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 12 一樣大小。這樣設(shè)計的目的在于，因為升降機在一二樓之間來回運動運送產(chǎn)品，但一二樓的入口傳送帶和出口傳送帶的工作狀態(tài)為二選一。即當(dāng)其中一個輸送帶的電機處于工作狀態(tài)下，另外一臺電機則處于停止的狀態(tài)。這樣就可以使用一臺變頻器來驅(qū)動多個樓層升降機入口或出口的輸送電機，以達(dá)到減少機械系統(tǒng)設(shè)備的投入。吊籃內(nèi)輸送帶的驅(qū)動電機和變頻器的功率盡量選擇和升降機出入口輸送帶 驅(qū)動電機同等功率，這樣做的目的在于減少變頻器和輸送帶驅(qū)動電機的型號差別，方便設(shè)計，同時也方便安裝、調(diào)試和以后的設(shè)備檢修與維護(hù)。升降機升降機構(gòu)的驅(qū)動電機和變頻器的功率容量根據(jù)產(chǎn)品的實際質(zhì)量、升降機構(gòu)的機械效率和安全系數(shù)來確定。所有升降機上使用的變頻器選用西門子 MM420 系列通用型變頻器。 方案選擇：電機變頻驅(qū)動系統(tǒng)和工頻驅(qū)動系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3－ 6 所示。 圖 36 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 說明：圖 36 中 1＃、 2＃和 3＃為西門子 MM420 系列變頻器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別為運輸升降機 1 樓入口輸 送帶電機、二樓出口輸送帶電機、轎箱吊籃輸送帶電機和升降機構(gòu)電機。 PLC 為西門子 S7200 226CPU， 1～ 12 為交流接觸器。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。 設(shè)計改進(jìn)：為了避免工頻正反轉(zhuǎn)輸出時發(fā)生短路事故，在工頻正反轉(zhuǎn)輸出的交流接觸器上實施電氣和機械互鎖的安全措施。為了避免變頻器輸出時和工頻輸 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 13 出短接，或者為了避免 1＃變頻器輸出時Ⅰ和Ⅱ電機同時的電，在各個交流接觸器之間加設(shè)電氣互鎖和必要的機械互鎖。當(dāng)升降機處于自動運行狀態(tài)下時，當(dāng)升降機在 1 樓時由 1＃變頻器向電機Ⅰ提供動力驅(qū)動，可以 是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。當(dāng)升降機在二樓時由 1＃變頻器向電機Ⅱ提供動力驅(qū)動，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。 2＃變頻器向Ⅲ電機提供動力驅(qū)動，當(dāng)升降機在一樓時正轉(zhuǎn)，在二樓時反轉(zhuǎn)。 3＃變頻器向Ⅳ電機提供動力驅(qū)動，當(dāng)升降機上升時正轉(zhuǎn)，下降時反轉(zhuǎn)。 交流接觸器的的互鎖狀態(tài)如下： 交流接觸器 2 機械＋電氣互鎖，交流接觸器 4 機械＋電氣互鎖，交流接觸器 6 機械＋電氣互鎖，交流接觸器 9 機械＋電氣互鎖，交流接觸器 112 機械＋電氣互鎖。同時交流接觸器組 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。詳細(xì)的互鎖組合和互鎖意義如表 3－ 1 所示。 表 3－ 1 互鎖組合和互鎖意義 第一組 交流接觸器 第二組 交流接觸器 互鎖狀態(tài) 注釋 含義 1 2 機械 +電氣互鎖 防止工頻反轉(zhuǎn)短路 二選一 3 4 機械 +電氣互鎖 防止工頻變頻同時接通 二選一 5 6 機械 +電氣互鎖 防止工頻變頻同時接通 二選一 8 9 機械 +電氣互鎖 防止工頻反轉(zhuǎn)短路 二選一 11 12 機械 +電氣互鎖 防止工頻反轉(zhuǎn)短路 二選一 2 6 電氣互鎖 防止工頻變頻同時接通 四選一 7 9 電氣互鎖 防止工頻變頻同時接通 三選一 10 1 12 電氣互鎖 防止工頻變頻同時接通 三選一 3 6 電氣互鎖 防止變頻同時接通 二選一 4 5 電氣互鎖 防止工頻同時接通 二選一 圖 36 中交流接觸器 4 的組合目的為了當(dāng) 1＃變頻器發(fā)生故障時或者設(shè)備處于檢修狀態(tài)時，可以通過工頻驅(qū)動的方式應(yīng)急運行電動機Ⅰ，而且保留了電機Ⅰ的正反轉(zhuǎn)功能。同理交流接觸器 6 的組合，交流接觸器 9 的組合，交流 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 接觸器 1 12 的組合 目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)工頻驅(qū)動電機Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ正反轉(zhuǎn)。 本電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的自動控制原理圖請參照附錄 1 運輸升降機自動化控制系統(tǒng)的組成 運輸升降機的工作狀態(tài)：自動狀態(tài)和維修工作狀態(tài)。這兩種工作狀態(tài)互相獨立、彼此分開，目的在于確保控制回路的輸出的唯一性，避免發(fā)生類似雙線圈輸出的情況，杜絕事故的發(fā)生。 升降機自動化控制系統(tǒng)的組成：整個升降機自動化控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件 PLC、空氣開關(guān)、電機馬達(dá)開關(guān)、交流接觸器、觸摸屏、開關(guān)、按鈕、指示燈、報警器和外部光電傳感器等元部件組成。其中由面板旋鈕開關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開關(guān) 選擇整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來區(qū)分自動運行和手動運行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動運行狀態(tài)下時 PLC 的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動運行狀態(tài)下時， PLC 輸出端子上無輸出電壓。馬達(dá)開關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機以工頻方式工作時，起到保護(hù)電機的作用。人機界面能夠方便操作人員對設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，同時實時顯示設(shè)備工作狀態(tài)，記錄生產(chǎn)產(chǎn)量和班產(chǎn)批次等歷史數(shù)據(jù)。報警燈由多級柱裝燈塔組成，不同顏色代表不同意義。設(shè)備外部設(shè)有多個光電傳感器，向 PLC 傳輸外部狀態(tài)信號，指示自動升降機的工作 狀態(tài)。自動化控制系統(tǒng)中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無論在手動還是自動狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會立即停止任何動作。升降機井除了在高處和低處安裝了感應(yīng)升降機吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機械式的行程限位開關(guān)，確保升降機轎箱不發(fā)生沖頂和撞底的事故。在 1 樓升降機進(jìn)口輸送帶和 2 樓升降機出口輸送帶上分別安裝有 1 個光電傳感器，用來檢測運輸?shù)漠a(chǎn)品。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有 2 個光電傳感器，用來檢測運輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況。 控制柜設(shè)計方案：由于生產(chǎn)線的情況決定了在運輸升降 機的自動化控制系統(tǒng)中需要設(shè)立主控制柜和現(xiàn)場分控制箱。在主控制柜內(nèi)安裝所有空氣開關(guān)，馬達(dá)開關(guān)， PLC，觸摸屏，塔式報警燈等元氣件，在現(xiàn)場分控制箱上安裝自動狀態(tài)系統(tǒng)停止旋鈕開關(guān)。手動檢修操作盒采用移動式手持盒，所有手動按鈕相互連鎖，并且都為點動按鈕。具體見如下示意圖。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 3－ 1 主控制柜面板布置 圖 3－ 7 現(xiàn)場控制箱面板布置 ⅡⅢ ⅠT o u c h W in電壓電源電源開關(guān) 電壓檢測系統(tǒng)啟動 系統(tǒng)啟動 系統(tǒng)停止檢修 停止 自動急停運行狀態(tài)指示 電源 自動運行 檢修運行系統(tǒng)啟動故障 急停狀態(tài)選擇自動 停止急停 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 3－ 8 檢修點動盒外觀圖 圖 3－ 9 主控制柜外觀圖 。檢修控制盒電源O系統(tǒng)啟動 系統(tǒng)停止系統(tǒng)啟動檢修 停止 自動ⅡⅢ ⅠT o u c hW in急停電壓 電壓檢測檢修插座 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 3－ 10 為 2 樓現(xiàn)場分控制箱外觀 狀態(tài)選擇檢修插座自動運行故障電源停止自動檢修運行系統(tǒng)啟動 急停急停運行狀態(tài)指示 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 18 第 4章 運輸升降機自動運行工藝流程的設(shè)計 運輸升降機的外部傳感器設(shè)置 外部傳感器選擇： 光電傳感器 光電傳感器原理： 本傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。 它是利用被檢測物體對紅外光束（區(qū)分點）的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測。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。 外部傳感器 布置設(shè)計：如圖 1－ 1 和 1－ 3 所示，在升降機 1 樓入口傳送帶和升降機 2 樓出口傳送帶上，分別安裝有檢測產(chǎn)品的光電傳感器 PS PS4。 如圖 1－ 2 所示，在升降機轎箱內(nèi)吊籃輸送帶上安裝有兩個光電傳感器 PSPS3。 如圖 1－ 7 所示，在升降機井架機構(gòu)內(nèi)安裝有高位和低位光電傳感器 PS PS6。 光電傳感電路 2R140106CC1RRP 2VD K5 V?1VD1V 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 運輸升降機的停止?fàn)顟B(tài)位安裝設(shè)計 兩層式運輸升降機的工作停止?fàn)顟B(tài)位有兩個，分別為一樓停止位和二樓停止位。下面圖 4－ 1 為自動升降機一樓停止位的局部放大圖。 圖 4－ 1 自動升降機一樓停 止位局部放大圖 圖 4－ 2 為自動升降機 2 樓停止位的局部放大圖。 圖 4－ 2 自動升降機 2 樓停止位的局部放大圖 吊籃 電機反光板反光板生產(chǎn)線啟動使能信號生產(chǎn)線光電傳感器樓生產(chǎn)線傳送帶 電機 反光板樓入口電機 反光板遮光板遮光板反光板遮光板遮光板樓生產(chǎn)線傳送帶流動方向樓出口光電傳感器樓出口電機 反光板反光板反光板吊籃 電機