基于變頻器和plc的卷籠機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-30 20:54本頁(yè)面
【正文】 附錄。感謝學(xué)校這四年來(lái)的培養(yǎng)，讓本次設(shè)計(jì)找到了自己的目標(biāo)。也同時(shí)感謝老師能在百忙之中抽出時(shí)間給本次設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的講解分析。參考文獻(xiàn)[1][M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.（GB142852006）；[2]FX系列PLC通信手冊(cè)；[3]朱善君,、應(yīng)用、維護(hù)[M ].北京: 清華大學(xué)出版社, 1992.[4]陳柯，用三菱PLC及其變頻器構(gòu)成多電機(jī)變頻太哦蘇系統(tǒng)，湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，第27卷，第7期：2007年7月。操作簡(jiǎn)單，效率高。在自動(dòng)焊接部分中也存在一個(gè)傳感器，用來(lái)感應(yīng)箍筋是否與主筋搭到一起，當(dāng)搭到一起時(shí)，開(kāi)始自動(dòng)焊接，根據(jù)箍筋尺寸的不同，采取不同的焊絲，焊接電壓，焊接電流和氣體流量。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的電弧熱量比較集中，所以加熱面積比較小，同時(shí)CO2氣流還有冷卻的作用，因此焊件在焊接后的變形也很小。CO2氣體保護(hù)焊采用的電流密度比較大，手工電弧焊在1020A/mm2左右，比手工電弧焊的要高得多，所以在焊接過(guò)程中熔焊深度要比手弧焊高23倍，對(duì)10mm以下的鋼筋可以直接焊接，同時(shí)它的焊絲熔化比較快，熔渣也不用處理，焊接時(shí)的速度比手弧焊可以提高到45倍。電弧在CO2保護(hù)氣體的壓縮下熱量全部集中到一起，焊接速度相比較而言很快，熔池小，熱影響的區(qū)域也比較窄，焊件在焊后的變形也很小，抗裂性能也非常好。它采用明弧焊接的方式，操作也很便捷，適應(yīng)于任何位置的焊接。6自動(dòng)上料架和自動(dòng)焊接部分的設(shè)計(jì) 自動(dòng)上料架的設(shè)計(jì)自動(dòng)上料機(jī)采用鏈條的方式上料，利用電機(jī)帶動(dòng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鋼筋被運(yùn)送到鋼筋支撐架上，在自動(dòng)上料機(jī)的末端，有一個(gè)限位器來(lái)檢測(cè)鋼筋是否被運(yùn)輸?shù)戒摻钪Я霞苌?，同時(shí)輸出一個(gè)是信號(hào)給PLC，來(lái)驅(qū)動(dòng)支料架旋轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)設(shè)備中移動(dòng)盤電機(jī)和牽引電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)原有的電機(jī)，調(diào)速則是通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)，通過(guò)交流電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。以上所使用到的調(diào)節(jié)裝置，也常常被用來(lái)處理由于外部電源的波動(dòng)等不確定因素而引起的外部影響。采用PI控制算法進(jìn)行調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度，程序設(shè)計(jì)框圖見(jiàn)圖8，圖中把通過(guò)由電動(dòng)機(jī)上邊安裝的編碼器采集的運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換成了電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的一些數(shù)字，經(jīng)過(guò)速度上下限的處理后，存儲(chǔ)在通過(guò)PLC的I/O接口擴(kuò)展出來(lái)的AD擴(kuò)展模塊中的某圖13 PID程序設(shè)計(jì)框圖個(gè)DM區(qū)中，來(lái)作為我們接下來(lái)需要進(jìn)行的PID運(yùn)算處理中的Y值[10]。在上述機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于每個(gè)電機(jī)間都沒(méi)有辦法利用剛性的機(jī)械軸來(lái)連接，所以為了能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)盤電機(jī)和固定盤電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同步控制，移動(dòng)盤電機(jī)和固定盤電機(jī)分別采用獨(dú)立的變頻器進(jìn)行調(diào)速，再通過(guò)PLC對(duì)變頻器進(jìn)行控制[8]。這種方法在處理對(duì)應(yīng)的故障信息時(shí)能夠有效的處理，它更容易控制，反應(yīng)更加迅速、測(cè)量更加精準(zhǔn)，同時(shí)還具備遠(yuǎn)距離傳輸，節(jié)省經(jīng)費(fèi)的優(yōu)勢(shì)，還具有抗干擾能力很強(qiáng)、高傳輸效率等優(yōu)勢(shì)。二是能夠有效的改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高工作質(zhì)量、提升設(shè)備的自動(dòng)化機(jī)械化程度并改善生活環(huán)境等。圖10 SPD程序設(shè)計(jì) I/O地址編排表表2 I/O地址編排表輸入輸出器件號(hào)地址號(hào)功能說(shuō)明器件號(hào)地址號(hào)功能說(shuō)明SB1X0啟動(dòng)YV1Y11主筋推上SB2X1卷籠機(jī)起動(dòng)YV2Y12主筋擰緊SQ1X2上料架限位開(kāi)關(guān)YV3Y13電動(dòng)螺絲刀回原位SQ2X3上料時(shí)支撐件旋轉(zhuǎn)到位限位開(kāi)關(guān)YV4Y14住進(jìn)推進(jìn)系統(tǒng)回原位SQ3X4液壓推進(jìn)系統(tǒng)原位限位開(kāi)關(guān)YV5Y15一號(hào)液壓支架起動(dòng)SQ4X5主筋推到位限位開(kāi)關(guān)YV6Y16二號(hào)液壓支架起動(dòng)SQ5X6電動(dòng)螺絲刀原位限位開(kāi)關(guān)YV7Y17三號(hào)液壓支架起動(dòng)SQ6X7電動(dòng)螺絲刀下降到位限位開(kāi)關(guān)YV8Y20四號(hào)液壓支架啟動(dòng)SQ8X10二號(hào)液壓支架限位開(kāi)關(guān)YV9Y21五號(hào)液壓支架起動(dòng)SQ9X11三號(hào)液壓支架限位開(kāi)關(guān)LEDY22上料完畢指示燈SQ10X12四號(hào)液壓支架限位開(kāi)關(guān)KM2Y23自動(dòng)焊接SQ11X13五號(hào)液壓支架限位開(kāi)關(guān)KM1Y24上料架電機(jī)啟動(dòng)SQ12X14移動(dòng)盤原點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SB3X15牽引電機(jī)高速運(yùn)行SB4X16牽引電機(jī)中速運(yùn)行SB5X17牽引電機(jī)低速運(yùn)行SB6X20固定盤電機(jī)高速運(yùn)行SB7X21固定盤電機(jī)中速運(yùn)行SB8X22固定盤電機(jī)低速運(yùn)行SB9X23復(fù)位開(kāi)關(guān)SQ7X24一號(hào)液壓支架限位開(kāi)關(guān)SB10X25自動(dòng)焊接SB11X26一號(hào)變頻器輸出停止SB12X27二號(hào)變頻器輸出停止SB13X30三號(hào)變頻器輸出停止 I/O電氣接口圖圖11 I/O電氣接口圖 主電路圖圖12 主電路圖5卷籠機(jī)系統(tǒng)中電機(jī)的控制方法變頻調(diào)速能夠有效的提高卷籠機(jī)的工作速度，實(shí)現(xiàn)有效的控制電動(dòng)機(jī)，目前最有發(fā)展和人們普遍認(rèn)為最理想的調(diào)速方式就是這種方式。在本設(shè)計(jì)中的掃描時(shí)間為100ms，另外確定本次PID程序的動(dòng)作方向，根據(jù)控制的調(diào)節(jié)規(guī)律，我們可以確定本次的動(dòng)作方向?yàn)樨?fù)方向，再者就是確定濾波常數(shù)、比例系數(shù)KP、積分時(shí)間、微分增益、微分時(shí)間，這些我們要通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)，通過(guò)反復(fù)嘗試獲得最終得合理參數(shù)值。圖7 復(fù)位程序設(shè)計(jì)（6）在卷籠機(jī)工作過(guò)程中，需要進(jìn)行調(diào)速，所以在程序中分別預(yù)先設(shè)置幾個(gè)檔位，（具體速度需要由實(shí)際生產(chǎn)需求制定，所以本程序暫列3個(gè)檔位）。液壓支架程序設(shè)計(jì)如圖6所示。程序如圖4所示：圖4 自動(dòng)上料程序(3)自動(dòng)卷籠部分程序的編寫鋼筋籠在自動(dòng)卷籠的過(guò)程中，移動(dòng)盤和固定盤同步旋轉(zhuǎn)且速度可以調(diào)節(jié)，牽引盤移動(dòng)速度根據(jù)客戶需求也可以調(diào)節(jié)不同速度，并在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。這款軟件還可以通過(guò)多種方式與可編程控制器CPU進(jìn)行連接，比如通過(guò)串行通訊口，USB和各種計(jì)算機(jī)插板等。除此之外，變得零件化之后，還能夠有效的預(yù)防
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