【正文】 到達極限時給 PLC 信號，讓 PLC 控制下一步動作，為了讓感應開關和 PLC觸點直連，感應開關必須是小功率、小電流，最終確定感應開關的型號為 DA93磁性開關 ，最大開關電流為 100mA，最大容量為 10W，符合設計要求，因為系統(tǒng)需要 8 個氣缸，每個氣缸需要 2 個磁性開關，所以需要配備 16 個 DA93 磁性開關，圖 為感應開關與 PLC 的接線圖。 但是不是所有的電磁閥都能與 PLC 進行相連，原因是要看電磁閥的線包電壓等級，再看線包的功率，再查查 PLC 模塊的帶負載能力，如果 PLC 的帶負載能力和輸出電壓等級和電磁閥的相匹配，那用 PLC 輸出直接驅動電磁閥4 2 0 m A ( 4 m A ) ( 1 8 m A )( 1 2 m A )( 6 m A )( 0 ℃ )溫 度 值模 擬 量( 2 0 m A )( 3 0 0 ℃ )( 6 0 0 ℃ )圖 溫 度值 /模擬量線性關系 第 3章 鉛酸電池電極鑄焊設備的電氣原理設計 10 就可以了，如果電壓等級不匹配或是 PLC 的帶負載能力不夠，那么電磁閥就不能直接與 PLC 進行相連。 電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來控制氣體的流動方向，可以通過不同定制的電磁閥來控制一個氣體多路的 運動方向，就如同三項電路中的繼電器線圈的通斷，只不過是動力源不同而已。至少有 8 個動作，所以要配對 8 個氣缸和 8 個電磁閥。 氣動回路 氣動回路是用來為蓄電池電極鑄焊提供動作， 整個設備的加工動作離不來氣動回路，不同的氣動回路會產生不同的動作。并且通過 MCGS 軟件可以制作各種讓人滿意的設備工作畫面。 圖 三菱 PLC 與 FX2N2AD 的接線方式 圖 FX2N2AD與 PCT300以及 PT100的接線圖 M I K P C T 3 0 0+P T 1 0 0 F X 2 N 2 A DV I NI I NC O MV I NI I NC O MC H OC H 1M I K P C T 3 0 0+P T 1 0 0常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 9 上位機監(jiān)控 上位機俗稱 PC 機，上位機監(jiān)控的作用是用來顯示系統(tǒng)的工作情況，并把這些工作情況及時的反映到屏幕上，并且要發(fā)出控制指令。下圖 為 FX2N2AD 與 MIK PCT300以及 PT100 的接線圖。本設計的溫度為 500 度 550 度，轉換為 2 進制為 10 位，三菱 PLC 有獨立的 AD 模塊，分辨率為 12 進制的高精度模擬量輸入，匹配度高，而且可選的型號與模擬量的第 3章 鉛酸電池電極鑄焊設備的電氣原理設計 8 輸入通道相關，考慮溫度檢測電路需要 2 個通道，所以 AD 模塊的選型確定為FX2N2AD。一個 12 位轉換器需要 12 個時鐘周期來完成 一次轉換。 SAR 的架構基于一個比較器。對用戶而言，所有這些應用都有著相似的要求，即以較低的價格實現(xiàn)更高的性能。所選擇的 A/D 轉換器應能確保模擬信號在數字位流中被準確地表示，并提供一個具有任何必需的數字信號處理功能 的平滑接口，這一點很重要。 A/D 轉換器將現(xiàn)實世界的模擬信號變換成數字位流以進行處理、傳輸及其他操作。并且變送器的電源最好與 PLC 的電源大小相同，省去不必要的電源模塊。設計中對于溫度的誤差要求為正負 2 度，所以 PT100的精度選擇為 B 型完全能符合設計要求，對于傳感器的探測頭大小沒有硬性的規(guī)定，所以這里確定為直徑為 4mm，長度為 50mm，引線的長度為了留有一定的余量，所以引線的長度確定為 2020mm，但是由于考慮到引線的長度會影響測量的精度，造成一定的誤差，所以在傳感器的接線方式上采用 3 線制，采用三線式接法可消除引線線路電阻帶來的測量誤差，所以傳感器選型確定為STTRA1B4C50D4E3 F2 G0 H0L2PBT 指定 W0S0。 ,PT100 是 200 至 850度 ,PT1000 是 50 至 300 度 ,PT1000 無法測量 500 度范圍的溫度， ,所以綜上考慮采用 PT100 溫控傳感器能更好的適用設計要求。另外， IC 溫度傳感器的分散性太大，進行高精度測量必須校正，不足之處在于溫度范圍有限 (55℃ ～ 150℃ )。 熱電偶 的缺點是檢測靈敏度不高．優(yōu)點是較寬的使用范圍；熱敏電阻器制作的溫度傳感器，它的優(yōu)點是在較小的溫度范圍內具有很好的溫度檢測能力，缺點就是輸出值的線性度比較差，因此需要線性補償。 溫控傳感器的選擇 溫控傳感器是溫度檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種溫度敏感元件將被測溫度信號轉換成容易測量的電信號作輸出，給顯示儀表顯示溫度值，或供控制和報警使用。首先必須有一個溫度傳感器 ，用來測量鉛爐的溫度，然后將傳感器接入到變送器中，將非模擬量變?yōu)榭梢宰R別的模擬量，其次需要一個轉換電路，因為傳感器所測量到的信號為模擬信號，需要將模擬信號轉換為數字信號，然后將數字信號傳送到 PLC 中。 溫度檢測轉換電路 溫度檢測轉換電路是用來檢測當前鉛爐的溫度然后將 500550 度的溫度值傳送到 PLC 中，最后將溫度值顯示在屏幕上，以及檢測當前冷卻裝置的溫度，然后將相對應的溫度值同樣顯示在屏幕上。然后將夾具放入脫模入池殼裝置上，啟動運行開關。然后用液 晶屏進行顯示。圖 PLC 系統(tǒng)框圖 P L CA D 模 塊氣 缸按 鈕變 送 器溫 控 傳 感器加 熱 恒 溫電 路冷 卻 裝 置指 定 動 作上 位 機第 3章 鉛酸電池電極鑄焊設備的電氣原理設計 6 第 3 章 鉛酸電池電極鑄焊設備的電氣原理 設計 本次設計是以 PLC 為核心組成的鉛酸電池電極鑄焊設備，系統(tǒng)中必須有前向通道作為電信號的輸入通道，用來采集輸入信息。如果 被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適，更重要的是 PLC 抗干擾能力強，故障率低，易于設備的擴展，便于維護，開發(fā)周期短等優(yōu)點，符合鉛酸電池制造業(yè)。但是單片機由于集成度比較高，面對 500℃的鉛爐很容易造成單片機熱化，以及鉛酸電池電極制造是屬于工業(yè)制造業(yè)，對于產品的產量以及質量要求必須按照國家制造業(yè)標準，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是十分重要，單片機很難適應長期靈活編寫的系 統(tǒng)，而且系統(tǒng)維修成為單片機一個比較頭痛的問題，面對這樣受制版工藝、布局結構、器件質量等因素的影響以及無法避免的抗干擾能力差，故障率高，不易擴展，對環(huán)境依賴性強，開發(fā)周期長，一個單片機的研發(fā)不經過很長時間是很難投入到產業(yè)中等一系列問題，單片機系統(tǒng)控制需要PLC 沒有專用操作站，它用的 軟件 和硬件都是通用的，所以維護成本比單片機要低很多。 該方案由 PLC、溫度檢測轉換電路、按鈕、上位機、加熱恒溫電路、冷卻裝置、氣缸。它采用一類可編程的 存儲器 ，用于其內部存儲程序，執(zhí)行 邏輯運算 ，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產過程。 本方案采用模擬溫度傳感器作為測溫元件，對所需要的溫度進行測量，傳感器將測到的溫度變?yōu)橄鄬碾娮柚?，然后通過變送器將非模擬量變?yōu)閱纹瑱C可以識別的模擬量，最后通過模數轉換器將模擬信號轉換成數字信號，傳給單片機， 單片機將溫度值進行處理之后最后通過觸摸屏進行顯示，當溫度值超過設置值時，系統(tǒng)開始工作。從上世紀 80 年代，由當時的 4 位、 8 位 單片機 ，發(fā)展到現(xiàn)在的 32位 300M 的高速單片機。時間繼電器內部的機械結構易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響 , 造成定時的精度不高，這些都會影響產品的質量甚至會造成工作人員的安全問題，考慮到這些問題，傳統(tǒng)繼電器優(yōu)先排 除，不做具體的規(guī)模設計。 因為繼電器控制是依靠機械觸點的吸合動作來完成控制的繼電器控制系統(tǒng) , 工作頻率低 , 工作速度慢，與此同時繼電器控制是利用時間繼電器的滯后動作來完成時間上的順序控制?？刂评^電器的輸入量通常是電流、電壓等電量，也可以是溫度、壓力、速度等非電量，輸出量則是觸點動作時發(fā)出的電信號或輸出電路的參數變化。 控制系統(tǒng)方式選擇 當前控制系統(tǒng)領域較為成熟的控制技術主要有三種，分別是傳統(tǒng)繼電器控制和單片機控制系統(tǒng)以及 PLC 控制系統(tǒng)。 通過溫度值來通知系統(tǒng)的工作與停止，系統(tǒng)的主要動作由氣缸完成，利用冷卻裝置能快速的進行下一步工序以及提高電池的生產率，同時橫向刮刀可以去除鉛料上的毛刺，提高產品的質量，形成整體美觀性。對于鉛爐來說溫度的高低主要取決于環(huán)境溫度的高低以及設備 自身的穩(wěn)定性。 2℃； 冷卻水箱溫度可以顯示； 采用上位機顯示工作狀態(tài)，并可進行參數設置； 鉛酸電池電極鑄焊設備生產工藝概述 對電極鑄焊設備系統(tǒng)進行控制，是為了滿足鉛爐對溫度的要求。現(xiàn)在國內外很多企業(yè)開始研發(fā)智能化的電極鑄焊設備，設備容量小、安裝方 便、便于拆卸以及檢修。 一個智能化的控制系統(tǒng)越來越成為現(xiàn)在人們探求的新課題，采用可編程元件可實現(xiàn)鉛酸電池電極鑄焊的智能化控制、監(jiān)測及執(zhí)行。全自動鑄焊機的缺點是工效不高，應當加以改進，增加多頭夾具，提高自動化水平以增加生產效率。手工焊接肯定是要被淘汰的，半自動焊接占地大，勞動強度大，環(huán)境差，質量不穩(wěn)定，工效略高于手工焊接。因此，對于生產工藝和每道工序的要求必須了如指掌，對所用設備更是要懂得其結構、性能及原理。 鉛酸電池生產設備國內外發(fā)展趨勢 每道工序的工藝要求不同，所用設備也不同；對于相同的工序，不同的設備所達到的工藝要求也不盡相同。因其低廉的價格、易得的原料、可靠的性能、容易回收以及適合大電流放點等特點，高效產量的鉛酸電池已經解決了目前鉛酸電池在市場的需求，但是許多停滯的工業(yè)化企業(yè)仍保留傳統(tǒng)的制造方法，由于市面上的大多鉛酸電池面臨目前鉛酸電池電極鑄焊是一種多工序、多物料、復雜的作業(yè)，因此造成生產過程中的因素會很多，特別是在一些工序在生產中貨收到環(huán)境特性的變化，比如說溫度、濕度、震度等等，因此在產品生產過程中的 質量控制會受到人員、設備、環(huán)境、材料、方法等因素，只有保證每一工序都滿足質量的要求，才能保證整個生產過程的最終質量。 manmachine interaction 常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 I 目錄 第 1 章 引言 .................................................................................................................. 1 課題的來源 ...................................................................................................... 1 鉛酸電池生產設備國內外發(fā)展趨勢 .............................................................. 1 本文研究的內容 .............................................................................................. 1 第 2 章 鉛酸電池電極鑄焊設備控制系統(tǒng)設計方案 ................................................ 3 系統(tǒng)任務描述 ................................................................................................. 3 控制系統(tǒng)要求 ..................................................................................... 3 鉛酸電池電極鑄焊設備生產 工藝概述 ............................................. 3 控制系統(tǒng)方式選擇 ............................................................................. 3 第 3 章 鉛酸電池電極鑄焊設備的電氣原理設計 ...................................................... 6 溫度檢測轉換電路 .......................................................................................... 6 溫控傳感器的選擇 .............................................................................. 6 變送器的選擇 ..................................................