【正文】 械的負載特性是否匹配，調速和啟動性能是否符合要求。經濟方面要考慮對生產率的影響，初期投資以及運行費用等等。在技術條件基本滿足生產機械要求的條件下，一般選用結構簡單、價格低廉、工作可靠、維護方面的電動機。從這個意義上看，交流電動機優(yōu)于直流電動機，交流異步電動機優(yōu)于交流同步電動機，鼠籠型異步電動機優(yōu)于繞線型異步電動機。 3. 電動機結構形式的選擇 電動機的結構形式按其安裝位置的不同可分為臥式立式兩種，臥式電動機安裝時，電動機的轉軸處于水平位置，立式電動機的轉軸則與地面垂直，二者的軸承不同，不能隨便混用，在一般情況下，應優(yōu)先選用臥式電動機，立式電動機價格較貴，只有為了簡化傳動裝置，又必須垂直運轉時才采用。 電動機的工作環(huán)境是由生產機械的工作環(huán)境決定的。在很多情況下，電動機工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分，有的還含有腐蝕性氣體甚至含有易燃易爆氣體；有的電動機則要在水中或其他液體中工作?；覊m會使電動機繞組黏結上污垢而妨礙散熱；水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電動機的絕緣材料性能退化，甚至會完全喪失絕緣能力；易燃、易爆氣體與電動機內產生的電火花接觸時將有發(fā)生燃燒、爆炸的危險。因此，為了保證電動機能夠在其工作環(huán)境中長期安全運行，必須根據(jù)實際環(huán)境條件合理地選擇電動機的防護方式。電動機的外殼防護方式有開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種。 4. 電動機額定電壓的選擇 交流電動機額定電壓的選擇主要以使用場所的供電電網電壓等級為依據(jù)。一般低壓電網為380V，因此，中小型三相異步電動機的額定電壓大多為380V（Y或Δ接法），220V/380V(Δ/Y接法)和380V/660V(Δ/Y接法)，這樣絕緣問題容易解決，可降低成本，既經濟又安全，當功率在100~200KW以上時，中等功率的電動機有低壓和高壓兩種類型，選用時應根據(jù)工作地點的電源來決定，應盡量避免增設變壓器，以減少投資。 對于礦山及鋼鐵行業(yè)的大型設備用大功率電動機，為了提高經濟技術指標，多用3000V或6000V的高壓電動機，這樣既減小了電動機的體積，又節(jié)約銅線的用量，但使用是應注意安全，單相異步電動機額定電壓多采用220V。 直流電動機的額定電壓也要和電源電壓相配合。由直流發(fā)電機供電的直流電動機額定電壓一般為110V、220V或440V，其中220V為常用電壓等級。大功率電動機可提高到600~1000V，當電網電壓為380V，直流電動機由晶閘管整流電路供電時，采用三相整流可選額定電壓為440V，單相整流可選擇額定電壓為160V或180V。當然選用時也要根據(jù)現(xiàn)場電網已有的電壓等級考慮，盡量減少為電動機提供電源的投資。 電動機額定轉速是根據(jù)生產機械傳動系統(tǒng)的要求、設備的投資和傳動系統(tǒng)的可靠性來決定的，一般在同類型同功率的電動機中，電動機的額定轉速高，其體積越小，重量越輕，價格越低，運行的效率越高，因此，選用高速電動機較經濟合適，但是，若生產機械要求轉速低，這時候選用轉速高的電動機就勢必要采用高傳動比的變速裝置，不但使傳動復雜，增加了設備投資。而且傳動效率低，工作可靠性差。因此，選用電動機轉速的原則，應該是使電動機的轉速等于或略大于生產機械所要求的轉速，盡量采用低轉速比的減速裝置。在許多場所，即使生產機械的轉速很低，也采用與它相配合的低速電動機，雖然電動機貴點，但省去或簡化了變速裝置，增加了工作的可靠性，在總的技術指標上還是比較合理地。 因此可以根據(jù)以上的要求來選取合適經濟的電動機，由于經常啟動、制動和反轉的生產機械，選擇額定轉速時則應主要考慮縮短啟、制動時間以提高生產率。啟、制動時間的長、短主要取決于電動機的飛輪矩和額定轉速，應選擇較小的飛輪矩和額定轉速。所以我們可以選取額定電壓為380V,額定功率為4KW、額定轉速720min/r的鼠籠式的三相異步電動機。 鼠籠式三相異步電動機 氣缸的選擇 常見的氣動元件實現(xiàn)的運動方式有三種：直線式往返運動、連續(xù)轉動、擺動、對應的氣動元件為：氣缸、氣馬達、擺動式氣缸和齒輪條驅動擺動。 引導活塞在其中進行直線往復運動的圓筒形金屬機件。工質在發(fā)動機氣缸中通過膨脹將熱能轉化為機械能；氣體在壓縮機氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機、旋轉活塞式發(fā)動機等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應用領域：印刷（張力控制）、半導體（點焊機、芯片研磨）、自動化控制、機器人等等。 氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動的兩類。做往復直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸4種。此次設計中用的是單作用式氣缸，單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側供氣聚能產生氣壓，氣壓推動活塞產生推力伸出，靠彈簧或自重返回。 單作用氣缸：活塞只有一側有壓縮空氣進入，即氣缸上只有一個壓縮空氣的入口，故只有一側有氣壓推力作用，氣缸的工作行程僅在一個方向。氣缸的活塞可在彈簧、重力或其他外力的作用下回復到原來的位置。如下圖： 在氣缸的應用方面，種類越來越多，型號也越來越多，現(xiàn)在大多數(shù)用的還是日本的SMC標準氣缸，此設計選用的也是日本SMC標準CM2型系列氣缸，SMC標準氣缸不僅在使用上可靠方便，既有安全，快速、耐用等優(yōu)點。 第四章 系統(tǒng)軟件設計 工作流程圖及主電路的接線圖 1. 工作流程圖 工作流程圖 2. 主電路的接線圖 系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)電源圖 PLC模塊I/O端口分配設計中各輸入輸出基本上都屬于數(shù)字量，其分配如下表所示：I/O口分配表輸入輸出輸入地址輸入設備輸出地址輸出設備急停變頻器接觸器手動啟動變頻器自動啟動振動電機手臂上限氣缸變頻器接觸器啟動綠燈變頻器啟動黃燈振動電機啟動紅燈氣缸啟動Hr1Hr2 在設計程序中，會使用到很多寄存器、中間繼電器、定時器等等軟元件，為了便于編程及修改，在程序編寫前應先列出可能用到的軟元件，如下表：元件設置元件意義內容備注系統(tǒng)停止標志On有效手動標志On有效自動標志On有效系統(tǒng)清零標志On有效變頻器報警標志On有效紅燈消除標志On有效T50變頻器延時啟動101sT51加料時間1000100sT52延時振動606sT53振動時間707sT54停振時間505sT55延時回手臂606sT56延時推手臂707sVW10加料次數(shù)MW20系統(tǒng)規(guī)定加料次數(shù)66次MW30變頻器延時啟動時間寄存器MW32加料時間寄存器MW34延時振動寄存器MW36振動時間寄存器MW38停振時間寄存器MW40延時回手臂寄存器MW42延時推手臂寄存器VD26變頻器頻率寄存器 系統(tǒng)程序設計 根據(jù)設計中所需要的技術要求，輸入輸出的端口分配，工作流程圖，設計出下面的程序。 總 結 在此次對基于PLC的自動加料控制系統(tǒng)畢業(yè)設計中，學到了很多東西，從知道設計題目后的茫然，到最后慢慢的進行設計，雖然說設計的不是很好，但也使自己對于PLC方面的控制系統(tǒng)更加了解了一些。此設計中也是生產生活中能夠用到的，對于PLC控制方面，和現(xiàn)實中是密不可分的，特備是應用在制造和生產行業(yè)，隨著科學技術不斷發(fā)展，各項技術的不斷提高，也使PLC控制方面發(fā)展的很快。 在此次設計中，不僅學到了硬件方面的知識，而對于軟件方面也學到了很多，硬件方面，對PLC的結構組成（特別是西門子的PLC）、控制系統(tǒng)的組成、變頻器、觸摸屏、電動機等等有了一些了解，對于怎么去選擇這些硬件有一定的了解。PLC的外圍設備，控制系統(tǒng)的各種外設備，接線，配圖等等的了解。對于軟件，對西門子S7—200的編程軟件STEP 7能夠進行編程，西門子的基本指令能夠使用，控制功能指令大概的了解了。對于編程思路，調試經驗有了提高。 對于一個初次設計者來說，本次設計難免存在一些不足，甚至是錯誤等等，在設計過程中，也碰到了很多困難，剛開始沒有設計思路、沒有設計經驗的情況下。在遇到設計難題是時，也多虧了劉老師和同學們的幫助，當問他們問題時，總能詳細地給我解答，幫助我度過了困難，讓我的設計能過進行下去。 經過此次設計不僅是學到了知識上的內容，也學到了很多道理，當遇到困難時，不能害怕，不能失去信心，困難總能解決的。致謝 畢業(yè)設計是一次讓我們把所學的知識系統(tǒng)化的應用到實際中的一個體現(xiàn)，能夠鍛煉我們應用所學知識的能力，讓自己能夠更好的了解大學三年來學到了什么，也加深了對本專業(yè)的了解。是一個很好的平臺，為我們以后不管是工作和生活都有很重要的作用。 經過一段時間，此次設計能過順利的完成，在這里最先要感謝的是我的母?！喜こ虒W院，他不僅教會了很多知識，而且還教我懂得了怎么做人。是它給我們提供了學習的環(huán)境，給我們提供了很多很多，其次我要感謝機電學院的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)方面的知識，而且教會我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設計中給與我大力支持和幫助的劉老師，每有問題，老師總是耐心的解答，很有責任心，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設計中去；還要感謝我的同學們，他們熱心的幫助，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼；最后還要感謝相關資料的編著者和給予我們支持的社會各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設計圓滿完成。參考文獻 1. 《S7—200 PLC原理與應用系統(tǒng)設計》 張揚 蔡春偉 孫明建 編著 北京 ：機械工業(yè)出版社 2007年7月 2.《西門子S7—200工程應用實例分析》 程玉華 編著 北京：電子工業(yè) 出版社 2008年1月 3. 《電機與電氣控制》 劉子林 編著 北京：電子工業(yè)出版社 2008年8 月 4.《基點控制技術》 楊汝清 編著 北京: 科學出版社 2009年 5. 《案例解說PLC、觸摸屏及變頻器綜合應用》 陳浩 編著 北京： 中國電力出版社 2007年 6. SIMATIC S7200/300系統(tǒng)手冊，德國西門子變頻器MM440使用說明