【正文】 機(jī)的基本原則 為了更好的達(dá)到運(yùn)料小車在運(yùn)行過(guò)程中的功率要求，在選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，要根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動(dòng)對(duì)象選擇電動(dòng)機(jī)，要求電源電壓與電動(dòng)機(jī)額定電壓相符。 電動(dòng)機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)中，運(yùn)料小車的電機(jī)選擇也是一個(gè)很重要的方面。 10℃） 設(shè)定解析度 數(shù)字式： ；模擬式：最大操作頻率的 1‰ 輸出解析度 鍵盤設(shè)定方式 可直接以← ∧∨ 設(shè)定 模擬設(shè)定方式 外部電壓 05V， 010V， 4— 20mA， 0— 20mA。 表 31 變頻器的參數(shù) 項(xiàng)目名稱 HDI 控制方式 SPWM 輸入電源 380V 電源： 330~440V； 220V 電源： 170~240 五位數(shù)碼顯示 及狀態(tài)指示燈 顯示頻率、電流、轉(zhuǎn)速、電壓、計(jì)數(shù)器、溫度、正反轉(zhuǎn)狀態(tài)、故障等。由于小車只在兩種速度下運(yùn)行，對(duì)變頻器變頻的要求也不高。這主要看負(fù)載的慣性，如果負(fù)載的慣性較大，而且需要長(zhǎng)期低頻運(yùn)轉(zhuǎn)的話，就要選用矢量控制的變頻器，所謂的低頻，一般是指小于等于 10Hz。矢量控制是閉環(huán)控制，因此，控制精度較高，而 V/F 控制屬于開環(huán)控制，其控制精度相對(duì)于矢量控制來(lái)講，要低一些。目前 常見(jiàn)的有兩種，一種是早期的 V/F 控制，另外 一種就是現(xiàn)在的矢量控制。對(duì)于輕負(fù)載類 ， 變頻器電流一般應(yīng)按 (In 為電動(dòng)機(jī)額定電流 )來(lái)選擇 ， 或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機(jī)功率來(lái)選擇。 華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3） 容量 的選擇。 封閉型 適于一般用途 ,可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場(chǎng)合。常見(jiàn)的變頻器結(jié)構(gòu)有 敞開型、封閉型和密閉型三種。 2） 變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用 。 為減少主電源穩(wěn)壓器干擾 ,在中間電路或變頻器輸入電路中增加電抗器 ,或安裝前置隔離變壓器。 變頻器的選型 變頻器的選擇主要需要考慮一下幾個(gè)方面： 1） 變頻器及被控制的電機(jī) [4]。 B 是報(bào)警鈴，而 KM1 是電磁繼電器的線圈，用來(lái)控制運(yùn)料小車車門的關(guān)閉。其中 SB SB SB3 是控制按鈕，而 SQ1SQ14是分布在運(yùn)動(dòng)軌跡上的行程開關(guān)。 編程軟件為 STEP7Micro/WIN32。其中 CPU226 型有 24 路輸入點(diǎn)， 16 路輸出點(diǎn)， 2 個(gè)擴(kuò)展模塊， 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)， 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。每增加一塊輸入輸出 的 卡件就需增加一定的費(fèi)用?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品 [3]。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 ；大中型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。 4） 處理速度 PLC 采用掃描方式工作。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。設(shè)計(jì)階段，由于用華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過(guò)載能力較差。 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。同時(shí)應(yīng)考慮 PLC 提供的內(nèi)部繼電器和寄存器的數(shù)量，以節(jié)省 I/O 資源。 b 硬件選擇與配置 1） 輸入 /輸出的選擇與配置 確定 I/O 點(diǎn)數(shù)，即確定 PLC 的控制規(guī)模。對(duì)于以開關(guān)量控制為主的以及帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目可以選用帶有 A/D,D/A 轉(zhuǎn)換的低檔機(jī)；而在應(yīng)用 PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等控制比較復(fù)雜、控制功能要求比較全的工程項(xiàng)目則應(yīng)該選用高檔機(jī)。機(jī)型的選擇可以從以下幾個(gè)方面考慮：在工藝過(guò)程比較固定，環(huán)境比較好的場(chǎng)合可以選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；給予其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC。 PLC 的選型可以從以下幾個(gè)方面考慮。 PLC 的 結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法及價(jià)格等各不相同，使用場(chǎng)合也各有側(cè)重。 這些都是為了能夠更好滿足運(yùn)料小車運(yùn)行需求，需要對(duì)它們進(jìn)行一一的選型和分析設(shè)計(jì)。小車底部開卸料口，通過(guò)電磁閥的得電與失電來(lái)控制小車底部卸料底板的開合，控制簡(jiǎn)單。 運(yùn)料 小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本文 主要考慮小車加料與卸料的方便簡(jiǎn)潔，其結(jié)構(gòu)示意如圖 25. 考慮到裝料的方便，本小車位于裝料的上部采用敞口式，物料可直接從下料口裝入小車，不需要其他環(huán)節(jié)，裝料過(guò)程簡(jiǎn)單且易于監(jiān)控，當(dāng)然這樣的裝料方式對(duì)于某些粉塵類物料，需要考慮粉塵的飄揚(yáng)污染環(huán)境。 如前所述，焦化廠車間中，由于有的車間特別不適合工作人員進(jìn)行工作，因此就需要用自動(dòng)控制的小車進(jìn)行物料的傳送，在焦化廠中，反應(yīng)池和地面的加料設(shè)備往往有一定的高度距離，因此，在小車的設(shè)計(jì)中還要考慮到坡度的變化帶給小車設(shè)計(jì)的影響。 運(yùn)料小車在運(yùn)行過(guò)程中，要進(jìn)行多次的速度變化，還要經(jīng)過(guò)上下坡等一系列的過(guò)程，運(yùn)行方式比較復(fù)雜，這也給 PLC 的控制環(huán)節(jié)提出了很高的要求。 整個(gè)過(guò)程是一種自動(dòng)化的運(yùn)行方式。到達(dá)定時(shí)器 3 定時(shí)時(shí)間，卸料底板閉合，變頻器開始工作在高頻段，小車快速前進(jìn)、拐彎到達(dá)裝料 的 甲處，如此循環(huán)，直至按下停止按鈕。到達(dá) 6 處減速拐彎， 7 處加速。定時(shí)器 1 到達(dá)定時(shí)時(shí)間后，裝料 的 甲 處 的 狀態(tài)華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 完成， PLC 控制變頻器在高頻率段工作，小車快速行駛，至行程開關(guān) 2， PLC 控制變頻器工作在低頻段，小車減速，至行程開關(guān) 3，小車運(yùn)行至裝料乙處，電機(jī)停止，乙處綠燈亮，開始裝料， 同時(shí)定時(shí)器 2 開始 計(jì) 時(shí) 。為了進(jìn)行進(jìn)一步的分析，我們可以通 過(guò)圖 24 來(lái) 進(jìn)行分析 圖 24 小車運(yùn)動(dòng)軌跡 示意 圖 圖中 1 和 3 是裝料點(diǎn)， 9 點(diǎn)是卸料點(diǎn) 。 圖 22 小車在甲處裝料 上位機(jī) PLC 變頻器 電動(dòng)機(jī) 繼電器 華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 23 小車在乙處裝料 圖 24 小車在規(guī)定位置自動(dòng)卸料 系統(tǒng)的工作 示意圖 圖如下圖 24,包括帶導(dǎo)軌的運(yùn)行工作臺(tái) ,電機(jī)，變頻器，行程開關(guān)，起 動(dòng)停止 控制 按鈕，急停按鈕，可編程控制器，繼電器，電源等。這里就在每個(gè)拐彎的地方用到了行程開關(guān)，通過(guò) PLC 的控制，達(dá)到調(diào)節(jié)速度的目的，使得小車能夠平穩(wěn)的拐彎，而且還能達(dá)到高效的目的。從上面的流程分析可知，小車的軌跡應(yīng)該是一種循環(huán)往復(fù)的形式，而且小車的運(yùn)行要在一個(gè)非直線的環(huán)境下運(yùn)行，這就給小車的軌跡設(shè)計(jì)帶來(lái)了難度。這個(gè)過(guò)程持續(xù) 25S 的時(shí)間。每次的加料時(shí)間為 20S。 運(yùn)料小車的工藝 流程 運(yùn)料小車的工藝流程主要分為兩次的加料和一次的卸料。 硬件的接線圖如下 圖 21 所示，這是外在連線 示意圖 ，具體的硬件連線要在各種設(shè)備的零件選型完成以后才可以給出詳細(xì)的接線原理圖，要用到 PROTEL 連線繪圖或者AutoCAD 的電氣設(shè)計(jì)模塊。 3)、如果是設(shè)計(jì)具有實(shí)際效果的運(yùn)料小車，那還需要一個(gè)工控機(jī)的分析與選型的環(huán)節(jié)，因?yàn)樵趯?shí)際環(huán)境下，我們需要的是一個(gè)能夠隨時(shí)監(jiān)控的狀態(tài)，那么就必須要用到可視的工控機(jī)環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 2). 變頻器的使用。在這一部分當(dāng)中，最重要的就是根據(jù)電磁控制器的數(shù)量決定輸入輸出的接口的多少，然后在保證接口有富余的前提下，對(duì) PLC 進(jìn)行選型。 根據(jù)實(shí)際情況的小車運(yùn)行分析可知，最合理的設(shè)計(jì)方式就是在小車運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)全面的控制和監(jiān)測(cè)。 整個(gè)運(yùn)料周期可根據(jù)產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整，載料小車的運(yùn)行模式通過(guò)主令控制器和 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)，速度變化通過(guò)改變變頻器的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，所謂運(yùn)料小車并不一定就是小車的形狀，它可以根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品的種類，設(shè)計(jì)成漏斗狀的盒子或者小的平臺(tái)，只要在它的下面安裝一個(gè)負(fù)責(zé)控制的 PLC 單元和一個(gè)帶動(dòng)行走部件的電機(jī)，即可統(tǒng)稱為運(yùn)料小車 ，本設(shè)計(jì)中采用漏斗形式小車，小車的結(jié)構(gòu)會(huì)有詳細(xì)介紹 。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： ； ； ； ； PLC 功能 分析和設(shè)計(jì)， 并進(jìn)行 PLC 選型、 I/O 口 的 分配 及華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 I/O 接線圖； PLC 控制程序 并進(jìn)行仿真。 由于小車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有拐彎，在拐彎處必須減速運(yùn)行以保證小車的穩(wěn)定。PLC 運(yùn)料小車電 氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，控制速度快， 精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著 PLC 技術(shù)的成熟、性價(jià)比的不斷提高，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 如輸入接口可以與各種開關(guān)、傳感器連接；輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器、接觸器、電磁閥等連接。因而可以說(shuō) PLC 是近乎理想的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。 PLC（可編程邏輯控制器）應(yīng)運(yùn)而生 [1]。 早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為 “ 繼電器一接觸器 ” 組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷 ， 幾 乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能 ， 必須有專人負(fù)責(zé)操作。 關(guān)鍵詞： PLC； 運(yùn)料小車 ； 梯形圖 ； 仿真 華北電力大學(xué)科 技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II THE MOVEMENT DESIGN OF MATERIAL CAR BASED ON PLC Abstract Now in the modern industry, more and more refined division, assembly line production has bee an important part of enterprise production of production mode. Different departments at the same time from different workshop produce different materials, and those materials need to be mutual transported. But because some production workshop environment is bad, or some material itself needs automation production equipment delivery, the material the small car in this situation arises at the historic moment. PLC is a kind of digital puting operations of the electronic system, which is designed for the industrial environment design and application. PLC and its relevant external equipment, according to easily and industrial control system as a whole, are easy to extend its function of the design principles. Therefore say PLC is almost ideal of industrial control puter. This article about the car for the movement of material design is around the following several aspects: (1) Through the access to domestic and foreign literature material, bined with the material of the car process, with Solid works 3D software design of the car trajectory model picture, make the tracks in the precondition of guarantee, and improve work security and efficiency. (2) By referring to the relevant material PLC, considering the design requirements of the material in the car, choos