基于plc的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-26 16:57本頁(yè)面
【正文】 方案既結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，又避免了兩者的缺點(diǎn)，是最佳方式。 控制模塊（PLC）的選型及其相關(guān)介紹 PLC的選型 PLC（可編程控制器）廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)控制領(lǐng)域，在可編程控制器出現(xiàn)之前，一般要使用成百上千的繼電器以及計(jì)數(shù)器再能組成有相同功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，而現(xiàn)在，經(jīng)過簡(jiǎn)單的可編程控制器模塊基本上已經(jīng)代替了這些大型裝置?？删幊炭刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠前已經(jīng)初始化完畢，用戶可以根據(jù)自己的需要自行編輯相應(yīng)的用戶程序來滿足不同的自動(dòng)化生產(chǎn)要求。 現(xiàn)在，PLC的種類繁多功能強(qiáng)大，因此用戶們選擇的余地也比較多，同樣的選擇一款合適的PLC控制器也是對(duì)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)相當(dāng)重要。 本設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)采用西門子S7200系列可編程控制器，且選擇CPU型號(hào)為CPU224。 PLC的相關(guān)介紹 PLC的定義：可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字用算的操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為工業(yè)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都極易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC的分類，可按結(jié)構(gòu)分類:1） 電動(dòng)機(jī)的選型電動(dòng)葫蘆屬于小型起重機(jī)械，通常選用交流異步電動(dòng)機(jī)，常用的電機(jī)型號(hào)為YZR、YZ、YEJ、ZD等。參考業(yè)內(nèi)對(duì)于電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)所選用的電動(dòng)機(jī)類型，在本設(shè)計(jì)中將采用ZD型錐形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)由錐形定子，錐形轉(zhuǎn)子，制動(dòng)彈簧和裝在風(fēng)扇及端蓋上的制動(dòng)環(huán)組成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電后，除產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力外，氣隙磁場(chǎng)還在轉(zhuǎn)子錐形面產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧并使錐形制動(dòng)環(huán)與后蓋分離，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斷電后，軸向磁力消失，轉(zhuǎn)子在制動(dòng)彈簧壓力下軸向復(fù)位，使錐形制動(dòng)環(huán)與后蓋制動(dòng)體接觸，產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子停止。 電動(dòng)機(jī)容量的確定電動(dòng)機(jī)容量的確定原則是在規(guī)定的工作方式下，電動(dòng)機(jī)溫升不超過容許值，保證有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過載能力。1） 電動(dòng)機(jī)初選型號(hào) 首先應(yīng)該計(jì)算穩(wěn)態(tài)平均功率，對(duì)于不同的工作機(jī)構(gòu)，可根據(jù)載荷和速度，按下式求出穩(wěn)態(tài)的平均功率。對(duì)于起升機(jī)構(gòu)：式中——起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率；——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，；——額定起升載荷，；——起升速度，；——機(jī)械總效率，取。即 所以，初選ZD314型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額定功率。2） 電動(dòng)機(jī)的過載校核起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的過載校核公式為：式中——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率；——額定起升載荷，；——起升速度，；——機(jī)械總效率，??；——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許的過載倍數(shù)，??；——考慮電壓降、最大轉(zhuǎn)矩存在誤差等因素的系數(shù)，取。即 初選的電動(dòng)機(jī)不能滿足要求，所以電動(dòng)機(jī)選用ZD324型，額定功率。3） 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核設(shè)電動(dòng)葫蘆的使用年限為8年，每年工作300天，每天八小時(shí)工作制，兩班倒，則電動(dòng)葫蘆的預(yù)期壽命。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)熱校核時(shí)，首先按下式計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的接電持續(xù)率：式中——電動(dòng)機(jī)所需的接電持續(xù)率；——計(jì)算得到的穩(wěn)態(tài)平均功率，；——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率，；——一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間，；——一個(gè)工作循環(huán)中電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作的時(shí)間。即 ，故滿足要求。4） 制動(dòng)力矩的驗(yàn)算起升時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為：下降時(shí)，作用在電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為：式中——額定起升載荷，；——卷筒繞直徑，；——滑輪組倍率，；——傳動(dòng)比，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速和卷筒轉(zhuǎn)速之比，；——上升時(shí)機(jī)械總效率，??；——下降時(shí)機(jī)械總效率，取。即 ；。制動(dòng)力矩需滿足下式：式中——制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，；——制動(dòng)安全系數(shù)，取。即 ，故滿足要求。4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) 控制電路設(shè)計(jì)5 結(jié)論根據(jù)傳統(tǒng)的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)都采用繼電器—接觸器等元件組成的硬件邏輯控制電路，不但接線復(fù)雜，而且經(jīng)常出現(xiàn)故障，可靠性較差等缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)了一種基于PLC控制與繼電器接觸器控制相結(jié)合的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)，大大減少繼電器等硬件邏輯單元的數(shù)量，操作起來既安全又方便。而且大大提高了電動(dòng)葫蘆起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性可可靠性，從而提高鉆床的品質(zhì)和生產(chǎn)效率。另外，通過電機(jī)的升降和平移的電路設(shè)計(jì)，讓大學(xué)所學(xué)知識(shí)有了很好的發(fā)揮作用空間。由于時(shí)間和本人水平有限，本文的許多工作還需要繼續(xù)深入展開。本文有些研究在模擬環(huán)境下進(jìn)行的，并且簡(jiǎn)化了許多功放模型，因此應(yīng)用到硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)還需要認(rèn)真考慮實(shí)際情況與理論之間的差異。論文中還存在很多不足之處，懇請(qǐng)各位不吝指正。參 考 文 獻(xiàn)[1] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[2] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[3] [M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.[4] [M].北京:高等教育出版社,2006.[5] 孫肖子,[M].北京:電子工業(yè)出版社,1996.[6] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[7] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[8] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[9] 簡(jiǎn)琦昭,[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.[10] 孫恒,陳作模,[M].北京:.[11] [M].北京:人民郵電出版社,2004.[12] [M].北京:中國(guó)致公出版社,1993.[13] [M].北京:高等教育出版社,2001.[14] 袁春杭,林存旗,[J].中國(guó)設(shè)備管理,2000.[15] [J].起重運(yùn)輸機(jī)械,1996.[16] [J].起重運(yùn)輸機(jī)械2004.[17] SIEMENS MICRO MASTER/MIDI MASTER OPERATING INSTRUCTIONS，EDITION . .[18] KATSUHIKO CONTROL YORK：PRENTICE －HALL，1970.
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