【導讀】立式往復升降機是機械行業(yè)，建筑行業(yè)中用于噴涂的一種機械設備。噴涂工作通常是由手工操作完成的，通過人工的經驗或者視覺來進行噴涂工作。隨著科學技術的發(fā)展，自動化科學的發(fā)展，這種手工操作已經可以用機。電產品來代替完成。本設計采用鏈傳動，傳動比為1：1，鏈輪在垂直方向上，上下各置一個。鏈輪中間連接一個移動小車，移動小車通過鏈帶動，在立柱上滾動。通過鏈傳動帶動小車上下往復運動，從而實現(xiàn)垂直往復噴漆。PLC和變頻器進行控制。本設備設有專門的控制面板。

　　

【正文】 得電 ”并且自保持，使 KM1的線圈接通，小車開始下行。按下停止按鈕 SB1， ON，其常閉觸點斷開，使 “失電 ”，電動機停止運動。 控制下行，上行和制動的接觸器同時只能有一 個工作，在附錄圖 3的梯形圖中，將 、 ，這樣就可以保證 ～ ON，這種安全措施稱為軟件互鎖。 為了方便操作和保證 ON，在梯形圖中還設置了 “按鈕聯(lián)鎖 ”，即將上行起動按鈕對應的 ，將下行起動按鈕對應的 。設 ON，小車下行，這時如果想改為上行，可以不按停止按鈕 SB1，直接按上行起 動按鈕SB3， ON，它的常閉觸點斷開 ,使 “失電 ”，停止下行；同時 的常開觸點接通，使 “得電 ”并且自保持，小車由下行變?yōu)樯闲小? 為使小車的運動在極限位置自動停止，將下限位開關 行 ，將上限位開關 。為使小車自動改變方向，將上限位的開關 開觸點并聯(lián)，將下限位開關 。 假設按下上行起動按鈕 ， ON，小車開始上行，碰到上限位開關時， ，使 “斷電 ”，小車停止上行。 接通，使 “通電 ”，開始下行。以后將不斷的這樣往復運動下去，直到按下停止按鈕 。 哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 34 附錄圖 4中用起保停電路來控制制動用的繼電器 。按下停止按鈕 、 變?yōu)?ON并自保持，同時定時器 T38的線圈接通，開始定時。設定的時間到時， T38的常閉觸點斷開。 OFF，停止制動， ， T38被復位。 附錄圖 4的梯形圖中的軟件互 鎖和按鈕聯(lián)鎖電路并不保險，在電動機切換旋轉方向的時候，可能原來接通的接觸器的主觸點的電弧還沒有熄滅，另一個接觸器的主觸點已經閉合了，由此造成了電源相間短路，使熔斷器熔斷。此外，如果因主電路電流過大或接觸器質量不好，某一接觸器的主觸點被斷電時產生的電弧熔斷而被粘結，其線圈斷電后主觸點還是接通的，這時如果另一接觸器的線圈通電，也會造成三相電源短路的情況，為了防止出現(xiàn)這種事故，應該在 PLC外部設置由KM1～ KM3的輔助常閉觸點組成的硬件互鎖電路見附錄圖 1，假設 KM1的主觸點被電弧熔焊，這時它的與 KM2和 KM3線圈 串聯(lián)的輔助常閉觸點處于斷開狀態(tài)，由此KM2和 KM3的線圈不可能得電 ??11 。 變頻調速技術簡介 變頻器的原理及基本構成 交流電動機的變頻調速系統(tǒng)己被公認為近代交流調速中性能最優(yōu)越的一種電力拖動系統(tǒng)，在調速性能和節(jié)能方面都有著無可比擬的優(yōu)點。其主要歸功于三方面技術的突破：一是全控型電力電子器件的出現(xiàn)和不斷完善，簡化了變頻器的主回路；二是 PWM 技術刷新了逆變器的性能指標，使變頻器得以廣泛應用；三是大規(guī)模 集成電路，尤其是單片機和專用芯片和 ASIC 的使用，大大簡化了變頻器電路，提高了可靠性。 70 年代中期以來，變頻器的逆變器幾乎都采用無自關斷能力的晶閘管，它只負責調節(jié)頻率，電壓的調節(jié)則由可控的晶閘管整流器來完成。這種變頻器的交流輸出電壓諧波成分較大，使負載電動機的諧波損耗增加，效率和功率因數(shù)降低，溫升升高，且轉矩脈動較大，使振動和噪聲增大 :特別是在低速運行時，明顯影響轉速的穩(wěn)定性。 如今，在電動機變頻調速裝置中，變壓變頻電源己由變頻器提供。變頻器有多種分類方法，通常按結構形式和電源性質可分成 ： 1. 變頻器按其結構形式可劃分為交一直一交型變頻器和交一交型變頻器兩類； 2. 變頻器按其中間直流環(huán)節(jié)的電源性質又可劃分為電壓源型變頻器和電流源型變頻器兩類。 在工業(yè)領域中，感應電動機常用的變頻器是交一直一交型變頻器，它把工頻交流電網(wǎng)的三相電壓源通過整流環(huán)節(jié)變成直流電壓 (電流 )，然后通過逆變環(huán)節(jié)將直流電壓 (電流 )變換成頻率可變的交流輸出電壓 (電流 )。 前己述及，所謂電流型逆變電路是指直流電源為電流源的逆變電路。常常是哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 35 在逆變電路的直流側串聯(lián)一個大電感，因為大電感中的電流脈動很小，因此可將其近似看 作直流電流源。 電流型逆變電路具有一下主要特點： 1. 直流側串聯(lián)有大電感，相當于直流源。直流側電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗； 2. 電路中開關器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側輸出為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同； 3. 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣給開關器件反并聯(lián)二極管。 以電流型三相橋式逆變電路為例，介紹用 IGBT 模塊作為開關元件 組成的電路的工作原理。由于在 IGBT 模塊中大多已集成了反向并聯(lián)二極管，而電流型逆變電路無需續(xù)流，也就是不需要這個續(xù)流二極管，故在每個 IGBT 模塊下串聯(lián)一個二極管，用于消除塊內二極管的影響，并可增強 IGBT 的反向電壓耐受能力。在為電動機負載供電時，為減小電動機轉矩的脈動，應使每相繞組在任何時刻都有電流，一般負載多采用三角形連接。在換流時，為給負載中的感性電流提供流通路徑、吸收負載電感中儲存的能量，必須在負載端并聯(lián)三相電容器 .否則將產生巨大的換流過電壓造成電力電子元件的損壞。 本章小結 本章是這次設 計的重點，主要介紹了新型噴涂機的控制系統(tǒng)，簡要的介紹了S7200 的特點 。 哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 36 第 4 章 產品說明書 產品簡介 本產品主要用于在各種材料表面進行噴涂工作，以保護材料或者進行裝潢。能很好的完成噴涂工作，噴涂均勻且不脫落。產品能產生雙坐標的位移，具有雙自由度。產品采用三相交流電機驅動，用變頻器和程控器控制噴涂運動的起停、換向、以及調速等 .本產品的機械傳動部分采用鏈傳動，鏈的傳動比為 1:1。設有專門的控制面板，方便擁護的使用和調節(jié)。 產品特點 本產品主要有以下特點： （ 1）本產品采用西門子程控器和 變頻器進行控制，設有控制面板，方便顧客的操作。 （ 2）按照形成的不同 ,提供了 米、 米、 米三種規(guī)格 ,以供顧客選擇。 （ 3）每一種規(guī)格的產品均可通過控制面板上的電位器進行工作的行程調節(jié)。 （ 4）用戶可以根據(jù)自己的要求，在控制面板上設定安全限位開關點（ 5） 用戶可以在控制面板上對所有的運行參數(shù)進行監(jiān)控和調整。 （ 6）升降機的最高速度可達到 。 （ 7）設定簡單并且易于修改和調整 . （ 8）產品在即使掉電的情況下，三相交流電機也會在系統(tǒng)的控制下進行減速 ,直到停止。 （ 9）升降機結構牢固 ,不易損壞，并且采用了密封防塵設計，以保護內部的支架和傳動鏈以及傳動鏈輪。 （ 10）設計精良，噪音低。 （ 11）各零件、組件均經過精心的挑選，可以保證產品出色的運行和較長的壽命。 （ 12）為了滿足用戶的不同需要 ,設計有多種多樣的噴槍槍桿和槍夾。 安裝說明 必須有專業(yè)的電氣人員來進行所有的安裝工作。并且按照下面的安裝步驟來進行本產品的安裝。 哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 37 圖 41 升降機總體視圖 (1) 小心將升降機從包裝箱中取出，然后除去所有的包裝材料。 ER5SB 控制箱已預先安裝在總電控柜上。 (2) 將 ER5SB 型升降機遠離障礙物固定，要確保在整個的安裝 ,以及整個的行程中，支架、噴槍、和軟管不會碰及障礙物。 (3) 確保升降機上的電源開關被置于“ 0”，即關閉位置 ,以免在調試的時候發(fā)生意外。 (4) 將電源線一端連接到 220V 50HZ 電源上。在接線中必須要接地線 ,以保安哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 38 全。 (5) 將升降機控制箱上的速度和上、下限位電位器設定至如下參數(shù)值： 1. 速度電位器 最小 2. 下限電位器 30% 3. 上限電位器 70% (6) 然后參照 章節(jié)的 內容設定和調整升降機。 設定和調整 注意事項 注意事項：由于本設備采用強勁的交流電機驅動，所以，即使在以低速運行時，也會產生很大的作用力。請小心操作和安裝，注意安全。 絕對不要接觸正在工作的支架，以免發(fā)生事故。 必須依照如下方法設定升降機的安全行程以避免支架或噴槍撞及噴房的開口邊緣。如果不進行這項工作，那么可能會發(fā)生由于支架撞及障礙物，從而導致升降機翻倒，或者損壞噴槍或噴房。 當點機以非常低的速度運行時，制冷風機的效果會降低 .這可能會導致電機過熱，從而可能會導致變頻器跳閘。 設定、調整過程 設定和調整過程如下： (1) 將噴槍槍桿和自動噴槍安裝在升降機支撐桿合適的位置 ,按需要連接自動噴槍的有關電纜、氣管和粉管。 (2) 將噴槍電纜、氣管和粉管安裝入電纜保護鏈中，并且固定好，要確保即使升降機在全行程工作時，也不會牽拉電纜、氣管和粉管。 (3) 確保在升降機的全行程內，沒有障礙物接觸或阻隔支撐桿、槍桿或噴槍。 (4) 為了便于升降機的設定和調整，可先打開控制箱的門。但要注意，在控制箱內進行帶電操作時，不要碰到電線。 (5) 確保所有的電線都符合安裝說明書中的指示。 (6) 確保所有 的開關和電位器的設置都符合安裝說明中的指示。應注意，變頻器已預先進行的設定。如果擅自修改變頻器的參數(shù)值，可能會導致點機失控或升降機沖程。 (7) 變頻器的箱門，打開電源開關 (至“ 1”位置 )。 (8) 慢慢順時針轉動速度控制電位器。此時，升降機的支撐架將開始向上運動至預先設定的 70%遠處，而后轉為向下運動，當至預設行程的 30%處，又會轉為向上運動。 (9) 慢慢將升降機的速度調至最大，并保持運行。 哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 39 (10) 升降機的極限行程已預先設定為最大行程，如果此安全極限行程的上限或下限大于噴房的自動噴槍開口，則必須進行 從新調整，以防止升降機上的部件撞及噴房開口的上下邊緣。在設定時應保證安全極限行程的上限和下限與噴槍開口的上邊和下邊分別間距不小于 100mm(測量該距離應將支撐桿、所有的槍桿、氣管、粉管和電纜考慮在內 )。 (11) 在調整安全極限行程之前，首先應將升降機的電位器調至最大，并保證已經將所有的槍桿和自動噴槍都完整的安裝上了支撐架，即讓升降機處于正常工作的負重狀態(tài)。注意，此時，控制面板上的上限和下限電位器也應分別設至 100%和 0%。 操作說明 注意事項 注意事項：由于本設備采用強勁的交流電機驅動 ，所以，即使在以低速運行時，也會產生很大的作用力。請小心操作和安裝 ,注意安全。 絕對不要接觸正在工作的支架，以免發(fā)生事。 必須依照如下方法設定升降機的安全行程以避免支架或噴槍撞及噴房的開口邊緣。如果不進行這項工作，那么可能會發(fā)生由于支架撞及障礙物，從而導致升降機翻倒，或者損壞噴槍或噴房。 操作說明 升降機－控制箱面板 升降機通過控制箱進行設定和操作?？刂泼姘迳习娫撮_關、啟停開關、人即界面、速度控制電位器和上、下限控制電位器。控制電位器用以設定和調整升降機的升降速度和工作行程。 設定運行參數(shù) 上、下限控制電位器用于分別設定升降機的工作行程。速度控制電位器用于設定升降機的升降速度 (最大為 )。 升降機的操作 升降機操作步驟如下： (1) 打開通至變頻箱的電源開關 (位于變頻箱的頂部 )。 (2) 確定已設定好的安全極限行程，以防止升降機及其相關部件撞擊噴房 (參見設定和調整部分 )。同時，確定所有的接線都已經正確完成 (參見安裝說明書部分 )。 (3) 此時，按下啟停按鈕，升降機將立即開始運行。如果是第一次啟動升降機，確保已將速度控制電位器設定至最 小。一旦操作嫻熟之后，則可只通過啟停哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 40 按鈕來控制升降機的啟停，而不需要調整速度電位器。 (4) 升降機每次運行時，都會向下緩慢運行，在觸到升降機原點行程開關，重新校準零點后，開始按設定參數(shù)往復運行。 (5) 通過控制箱面板的電位器設定升降機的工作行程。進一步設定升降機的升降速度。 (6) 根據(jù)工件的尺寸和懸掛鏈的速度來調整升降機的運行參數(shù) .注意 :在設定運行參數(shù)時，必須注意一點：不要將兩個相距較近的開關點之間的速度設定的很大。否則將會導致控制精度降低以及升降機的震動。 啟動和停止 在大多數(shù)情況下 ，分別采用控制箱上的啟停按鈕來控制升降機的啟動和停止。 在清理噴房或維護設備使用時，請關閉升降機電源開關。 注意：當有操作人員在清理升降機或噴槍時，此電源關閉必須置于 (0)位置。 本章小結 本章主要介紹了新型噴涂機的特點、安裝說明、設定和調整、操作說明 。 哈爾濱石油學院本科生畢業(yè)設計（論文） 41 結 論 畢業(yè)課程設計是整個大學階段所學知識的總結，對自我的技術知識的提高起著至關重要的作用。本次 課程設計的題目是 立式往復升降機的 CAD 設計 。其內容主要是涉及機械設計方面的。對于學機械專業(yè)的我來說，是將所學機械知識的一個融會貫通。通過本次的畢業(yè)設計， 無論在繪圖水平還是在綜合運用所學知識的能力上，都有一定的提高。對我來說，這次的