【正文】 器具有反時延特性，即過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。所以，在一定過載電流范圍內(nèi)，當(dāng)電流恢復(fù)正常時，熔斷器不會熔斷，可繼續(xù)使用。熔斷器有各種不同的熔斷特性曲線，可以適用于不同類型保護(hù)對象的需要。(1) 熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)① 額定電壓：指保證熔斷器能長期正常工作的電壓，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。②額定電流：指熔體長期工作時，各部件溫升不超過規(guī)定值所承受的電流。需要說明的是，熔斷器的額定電流與熔體的額定電流不是一個概念。熔斷器的額定電流等級較少，熔體的電流等級較多，因此，通常熔體額定電流的幾個規(guī)格可以使用同一規(guī)格的熔斷器，但熔體額定電流的最大規(guī)格只能小于或等于熔斷器的額定電流。 ③分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟陬~定電壓等規(guī)定的工作條件下，可以分?jǐn)嗟念A(yù)期短路電流值，也就是熔斷器可以分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?。?dāng)電路發(fā)生短路時，經(jīng)過一段時間，短路電流被切斷。若熔斷器在短路電流達(dá)到其最大值前動作，則熔斷器便會起到通常所說的限流作用。因此，熔斷器的限流作用越強(qiáng)，其分?jǐn)嗄芰σ簿驮酱?。④熔斷器的安秒特性熔斷器串接于被保護(hù)電路中，電流通過熔體時產(chǎn)生的熱量與電流通過的時間成正比，電流越大，則熔體熔斷時間越短，這種特性稱為熔斷器的反時限保護(hù)特性或安秒特性。(2) 熔斷器的選用原則①應(yīng)根據(jù)使用條件確定熔斷器的類型。②選擇熔斷器的規(guī)格時，應(yīng)首先選定熔體的規(guī)格，然后再根據(jù)熔體去選擇熔斷器的規(guī)格。③熔斷器的保護(hù)特性與被保護(hù)對象的過載特性有良好的配合。④在配電系統(tǒng)中，各級熔斷器應(yīng)相應(yīng)匹配，一般上一級熔體的額定電流要比下一級熔體的額定電流大2~3倍。⑤對于保護(hù)電動機(jī)的熔斷器，應(yīng)注意電動機(jī)起動電流的影響。熔斷器一般只作為電動機(jī)的短路保護(hù)，過載保護(hù)應(yīng)采用熱繼電器。⑥熔斷器的額定電流不應(yīng)小于熔體的額定電流；額定分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。(3)熔斷器選型綜上設(shè)計原則及設(shè)計參數(shù)要求，本設(shè)計在主電路電壓表的短路保護(hù)中選用熔斷器型號為RH2其參數(shù)如下：Un ：AC 500V 熔斷器額定電流=630A 熔體額定電流/A ：12160、200、250、31350、400、500、6700。PLC接線中選用熔斷器型號為RM10—15 其參數(shù)如下：Un ：AC 220V 熔斷器額定電流=15A 熔體額定電流/A ：15。接觸器能頻繁關(guān)合、承載和開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合裝置。接觸器(Contactor)是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)(鐵心，靜鐵心，電磁線圈)觸頭系統(tǒng)(常開觸頭和常閉觸頭)和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。(1) 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)①額定電壓：接觸器的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流220V、380V和660V，在特殊場合應(yīng)用的額定電壓高達(dá)1140V，直流主要有110V、220V和440V。②額定電流：接觸器的額定電流是指主觸頭的額定工作電流。它是在一定的條件(額定電壓、使用類別和操作頻率等)下規(guī)定的，目前常用的電流等級為10A~800A。③吸引線圈的額定電壓：交流有36V、127V、220V和380V，直流有24V、48V、220V和440V。④機(jī)械壽命和電氣壽命：接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較高的機(jī)械和電氣壽命，該指標(biāo)是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。⑤額定操作頻率：接觸器的額定操作頻率是指每小時允許的操作次數(shù)，一般為300次/h、600次/h和1200次/h。⑥動作值：動作值是指接觸器的吸合電釋放電壓。規(guī)定接觸器的吸合電壓大于線圈額定電壓的85%時應(yīng)可靠吸合，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%。⑦約定發(fā)熱電流：是指在規(guī)定條件下試驗時，電流在小時工作制下，各部分溫升不超過極限值時所承受的最大電流。⑵接觸器的選用原則①根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器類型。接觸器的類型應(yīng)根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類來選擇。也就是說，交流負(fù)載應(yīng)使用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)使用直流接觸器。若整個控制系統(tǒng)主要是交流負(fù)載，而直流負(fù)載的容量較小，也可全部使用交流接觸器，但觸頭的額定電流應(yīng)適當(dāng)大些。②選擇接觸器主觸頭的額定電流。主觸頭的額定電流應(yīng)大于或等于被控電路的額定電流，在頻繁起動、制動和頻繁正反轉(zhuǎn)的場合，主觸頭的額定電流可適當(dāng)降低。③選擇接觸器主觸頭的額定電壓。接觸器的額定工作電壓應(yīng)不小于被控電路的最大工作電壓。④接觸器的額定通斷能力應(yīng)大于通斷時電路中的實際電流值；耐受過載電流能力應(yīng)大于電路中最大工作過載電流值。⑤應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制要求確定主觸頭和輔助觸頭的數(shù)量和類型，同時要注意其通斷能力和其他額定參數(shù)。⑥如果接觸器用來控制電動機(jī)的頻繁起動、正反轉(zhuǎn)或反接制動時，應(yīng)將接觸器的主觸頭額定電流降低使用，通?？山档鸵粋€電流等級。⑶接觸器選型選擇依據(jù)：接觸器額定電壓≥500V， 接觸器額定電流≥電動機(jī)In=綜上設(shè)計原則及設(shè)計參數(shù)要求，本設(shè)計選用接觸器型號為CJ20—400，其額定電流為400A。熱繼電器的選擇熱繼電器主要是用于電氣設(shè)備(主要是電動機(jī))的過負(fù)荷保護(hù)。熱繼電器是一種利用電流熱效應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動機(jī)容許過載性相近的反時限動作特性，主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機(jī)的過負(fù)荷和斷相及電流不平衡的保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。三相異步電動機(jī)在實際運行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流(過載和斷相)現(xiàn)象。如果過電流不嚴(yán)重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許升溫，這種過電流是允許的；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機(jī)絕緣老化，甚至燒毀電動機(jī)，因此，在電動機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置電動機(jī)保護(hù)裝置。常用的電動機(jī)保護(hù)裝置種類很多，使用最多、最普遍的是雙金屬片式熱繼電器。目前，雙金屬片式繼電器均為三相式，有帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)兩種。熱繼電器的選擇原則：①熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇：星形接法的電動機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形接法的電動機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。②熱繼電器主要用于電動機(jī)長期過載保護(hù)，因此選用時必須了解被保護(hù)電動機(jī)的工作環(huán)境、起動情況、負(fù)載性質(zhì)、工作制以及電動機(jī)允許的過載能力。③~。 該參數(shù)的選擇好壞直接影響熱繼電器的保護(hù)性能和動作可靠性。通常，整定電流的范圍的中間值應(yīng)等于或稍大于電動機(jī)及額定電流。對于重復(fù)短時工作的電動機(jī)，由于電動機(jī)不斷重復(fù)升溫，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動機(jī)繞組的溫升，電動機(jī)將得不到可靠的過載保護(hù)。因此，不宜選用雙金屬片熱繼電器，而應(yīng)選用過電流繼電器或能反映繞組實際溫度的溫度繼電器來進(jìn)行保護(hù)。按鈕選型按鈕又稱按鈕開關(guān)或控制按鈕，是一種短時間接通或斷開小電流電路的手動控制器，一般用于電路中發(fā)出起動或停止指令，以控制電磁起動器、接觸器、繼電器等電器線圈電流的接通或斷開，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?，也可用于信號裝置的控制。綜上設(shè)計原則及設(shè)計參數(shù)要求，本設(shè)計選用按鈕型號如下：① 旋轉(zhuǎn)急停按鈕選擇型號為：LA25—2X其參數(shù)如下：觸頭數(shù)量：2 操作頻率：120次/小時 機(jī)/電壽命：10/10萬次 ② 起動停止按鈕選擇型號為：LA25—2D(帶燈鈕)其參數(shù)如下：觸頭數(shù)量：2 操作頻率：1200次 /小時 機(jī)/電壽命：100/50萬次。第4章 程序設(shè)計 PLC編程語言 不同的商家的PLC有不同的編程語言，但就某個商家而言，PLC的編程語言也就那么幾種。下面，以西門子PLC的編程語言為例，說明一下，各種編程語言的異同。 順序功能圖(SFC－Seauential Fuction Chart)這是位于其它編程語言之上的圖形語言，用來編程順序控制的程序(如：機(jī)械手控制程序)。編寫時，工藝過程被劃分為若干個順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。西門子STEP7中的該編程語言是S7　Graph。梯形圖(LAD－LAdder Diagram)這是使用使用最多的PLC編程語言。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制。梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令構(gòu)成。觸點代表邏輯輸入條件，線圈　代表邏輯運算結(jié)果，常用來控制的指示燈，開關(guān)和內(nèi)部的標(biāo)志位等。指令框用來表示定時器、計數(shù)器或數(shù)學(xué)運算等附加指令。在程序中，最左邊是主信號流，信號流總是從左向右流動的。不適合于編寫大型控制程序。語句表(STL－STatement List)是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。語言表適合于經(jīng)驗豐富的程序員使用，可以實現(xiàn)某些梯形圖不能實現(xiàn)的功能。功能塊圖(FBD－Function Block Diagram)功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。功能塊圖用類似于與門、或門的框圖來表示邏輯運算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算，方框用“導(dǎo)線”連在一起，信號自左向右。結(jié)構(gòu)化文本(ST－Structured Text)結(jié)構(gòu)化文本(ST)是為IEC61131－3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。STEP7的S7 SCL結(jié)構(gòu)化控制語言，編程結(jié)構(gòu)和C語言和Pascal語言相似，特別適合于習(xí)慣于使用高級語言編程的人使用。本次設(shè)計可使用通常使用的梯形圖編程實現(xiàn)本次設(shè)計的功能。 程序梯形圖 主程序梯形圖 子程序梯形 中斷子程序梯形圖 主程序語句表 子程序語句表 人機(jī)界面設(shè)計 1 、設(shè)計思想 隨著PLC控制設(shè)備自動化程度的不斷不提高以及生產(chǎn)工藝的不斷變化，PLC控制設(shè)備操作面板上的各種按鈕及操作機(jī)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，這就使得設(shè)備操作人員在初學(xué)時顯得特別困難，而且在其操作過程過程中經(jīng)常出現(xiàn)誤操作，這也增加了設(shè)備的故障率。人機(jī)界面(HMI)是操作人員與機(jī)器設(shè)備之間雙向溝通的橋梁，是用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理、監(jiān)控、管理或應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。使用人機(jī)界面還可以是機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化。同時還能減少PLC監(jiān)控所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)成本。本設(shè)計采用的人機(jī)界面可簡單地分為顯示板和控制板。 人機(jī)界面顯示板 人機(jī)界面的工作方式本設(shè)計系統(tǒng)的工作方式有自動和手動兩種:（1） 在自動方式下，按手動/自動轉(zhuǎn)換按鈕關(guān)閉，按下啟動循環(huán)按鈕，此時顯示面板自動、下料、攪拌、空液位燈點亮。系統(tǒng)進(jìn)入自動循環(huán)模式，當(dāng)釜內(nèi)液位到達(dá)液位上限是滿液位燈點亮，同時空液位、下料燈熄滅，再過五分鐘后攪拌等熄滅，下料燈點亮，當(dāng)空液位燈、攪拌燈再次點亮，下料燈熄滅時表示一個循環(huán)完成進(jìn)入下一個循環(huán)階段。（2） 當(dāng)循環(huán)過稱中發(fā)生意外，或需要急停時，可以按下控制面板上的急停按鈕，此時停止燈點亮其他燈熄滅，表示所用動作停止。（3） 若要停止循環(huán)是可以按下停止循環(huán)按鈕，停止燈點亮，此時設(shè)備依舊在運行直到本次循環(huán)完成后，所用動作才會停止。（4） 手動攪拌可以操作控制面板上對應(yīng)的按鈕進(jìn)行相應(yīng)的操作。第5章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)模擬調(diào)試根據(jù)所設(shè)計的關(guān)于攪拌控制的梯形圖，選用PLC的S7_200的仿真軟件進(jìn)行仿真。具體步驟如下：(1)首先把仿真軟件的CPU更改為CPU224(點CONFIGURACION—TIPO DE CPU，然后點Accepter)(2)導(dǎo)入梯形圖(3)點擊運行(4)進(jìn)行調(diào)試觀察仿真軟件上的燈是否按照程序要求依次點亮，延時是否準(zhǔn)確。是就說明程序正確，不是就說明程序還存在問題。本設(shè)計仿真結(jié)果如下：(，，) 仿真圖一，攪拌系統(tǒng)開始按步驟運行。，攪拌電機(jī)M3開始工作。 仿真圖二隨后變頻電機(jī)M恒速電機(jī)M下料閥Y電動調(diào)節(jié)飯Y2得電，開始工作。 仿真圖三 ，變頻電機(jī)M恒速電機(jī)M下料閥Y電動調(diào)節(jié)飯Y2失電，停止工作。 系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試(1)編好梯形圖后必須先編譯，看是否有誤。(2)打開仿真軟件后必須得將CPU更改為CPU224形式。(3)將梯形圖導(dǎo)出后訪可下載。(4)下載后利用WINCC畫面對系統(tǒng)進(jìn)行運行和調(diào)試。第6章 總結(jié) 本設(shè)計的功能和優(yōu)點 可編程控制器(PLC)是以中央處理器為核心，綜合了計算機(jī)和自動控制等先進(jìn)技術(shù)，具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單、功耗低等優(yōu)點，已成為目前在機(jī)械手控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。使用PLC的自動控制系統(tǒng)具有體積小，可靠高，故障率低，動作精度高等優(yōu)點。PLC對物料混合的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌奈锪习搭A(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行混合，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。采用PLC控制，是一種預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行物料混合的自動化裝置，可部分代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，并且在產(chǎn)品變化或臨時需要對機(jī)械手進(jìn)行新的分配任務(wù)時，可以允許方便的改動或重新設(shè)計其新部件，而對于位置改變時，只要重新編程，并能很快地投產(chǎn)，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費用。本設(shè)計主要完成機(jī)械手的硬件部分與軟件部分設(shè)計。主要包括執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計。