【正文】 的熱繼電器對三角形連接的電動機(jī)可采用斷相保護(hù)的熱繼電器 熱元件的額定整定電流值通常按電動機(jī)的額定電流的 095105 倍選用各型號熱元件電 流參數(shù)如表 23 本次設(shè)計(jì)采用的 JR16B203D 繼電器實(shí)物圖如圖 210 表 23 熱繼電器的型號參數(shù) 型 號 額定電流 A 熱元件等級 熱元件額定電流 電流調(diào)節(jié)范圍 A JR16B203 JR16B203D 20 035 050 072 11 16 24 35 5 72 11 16 22 025035 032050 045072 06811 1016 1524 2235 325 4572 6811 1016 1422 圖 210 JR16B203D 繼電器 熔斷器主要類型有插入式螺旋式填料封 閉管式等常用的有 RL1 系列 選擇熔斷器時應(yīng)根據(jù)電流的特點(diǎn)及參數(shù)求出熔體電流再根據(jù)熔體電流大小選擇熔斷器的額定電流并確定其型號 ①對負(fù)載電流穩(wěn)定的電氣設(shè)備如照明燈電阻爐等可按額定電流選用 ②對具有沖擊電流的電氣設(shè)備如異步電動機(jī)可按以下方法確定 單臺電動機(jī)長期工作時 Ir 23 Ied 電動機(jī)頻繁起動時上式的系數(shù)為 34 本次設(shè)計(jì)采用熔斷器主要參數(shù)如表 24 實(shí)物如圖 211 表 24 熔斷器 RL115 主要參數(shù) 型號 熔斷器 額定電流 A 熔體額定 電流等級 A 交流 380V 時極 限分?jǐn)嗄芰?A 有效值 RL115 15 24561015 2021 圖 211 RL115 熱熔斷器 四 電氣控制方案的確定 電氣控制方案的合理性直接影響機(jī)械設(shè)備工作的可靠性易維修性以及經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時必須綜合考慮在保證機(jī)械設(shè)備要求的工作可靠性和易維修性的前提下應(yīng)采用簡單經(jīng)濟(jì)的電氣控制方案 機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)通常包括電氣調(diào)速系統(tǒng)邏輯控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng) 1 電氣邏輯控制裝置的選擇 電氣邏輯控制裝置有繼電器 接觸器控制屏順序控制器和 PLC 繼電器 接觸器控制屏的電路結(jié)構(gòu)簡單直觀易懂輸出功率大價 格便宜其缺點(diǎn)是觸頭容易產(chǎn)生電磨損工作時有機(jī)械振動容易造成觸頭松動這幾種情況的發(fā)生都會降低控制系統(tǒng)的工作可靠性一旦出現(xiàn)故障檢查和維修很不方便 順序控制器是一種介于繼電器 接觸器控制屏和 PLC 之間的一種控制裝置它具有改變 容易的特點(diǎn)尤其是采用插銷板編程時改變插銷的位置就可以改變程序使用很方便這種控制裝置適用于動作順序不太復(fù)雜的控制系統(tǒng)特別適用于需要經(jīng)常改變工作順序的生產(chǎn)機(jī)械的自動控制但是這種控制系統(tǒng)由于插銷比較多接觸不良的故障時有發(fā)生可靠性不太高而且這種產(chǎn)品由于沒有專業(yè)廠生產(chǎn)所以目前已很少應(yīng)用 PLC 具有通用性 強(qiáng)應(yīng)用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)組裝周期短編程簡單修改容易調(diào)試直觀維護(hù)方便可靠性高體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)目前以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)機(jī)械設(shè)備的自動控制但與繼電器 接觸器控制屏相比 PLC 的價格比較貴 如果機(jī)械設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較少工作程序和控制要求比較簡單無論采用電氣傳動還是液壓傳動或氣壓傳動其控制系統(tǒng)宜采用繼電器 接觸器控制屏 對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較多工作程序和控制要求比較復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備其控制裝置應(yīng)采用 PLC 有些機(jī)械設(shè)備雖然執(zhí)行機(jī)構(gòu)少工作程序也不復(fù)雜但工作程序要求經(jīng)常變動這種設(shè)備應(yīng)采用 PLC 控制 2 控制方式的選擇 控制方式通常有行程控 制時間控制和其他物理量壓力流量電流速度等控制 行程控制方式是利用機(jī)械設(shè)備運(yùn)動部件上的碰塊或感應(yīng)頭觸發(fā)在固定位置安裝的行程開關(guān)或無觸頭行程開關(guān)以此發(fā)出行程信號來實(shí)現(xiàn)位置控制凡是要求進(jìn)行位置控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都應(yīng)采用行程控制方式 時間控制方式是利用時間繼電器或 PLC 的定時器使控制系統(tǒng)按工藝要求的不同時段進(jìn)行程序步切換實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制因此機(jī)械設(shè)備的工作程序如果要求要求延續(xù)一般時間后才切換的則應(yīng)采用時間控制方式對于要求實(shí)現(xiàn)位置控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果其行程很短無法安裝行程開關(guān)在運(yùn)動速度比較穩(wěn)定的情況下根據(jù)運(yùn)動速度與時間 的乘積等于行程的原理也可以采用時間控制方式來實(shí)現(xiàn)位置控制 3 系統(tǒng)動作要求 1 起動起動時為了避免在前段運(yùn)輸皮帶上造成物料堆積要求逆物料流動方向按一定時間間隔順序起動其起動順序?yàn)? 2 停止停止時為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留物料要求順物料流動方向按一定時間間隔順序停止其停止順序?yàn)? 3 緊急停止緊急情況下無條件地把 PD1PD2YV 全部同時停止 4 故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)中當(dāng) M1 過載時應(yīng)使 PD1PD2YV 同時停止當(dāng) M2 過載時應(yīng)使PD2YV 同時停止 PD1 在 PD2 停止后延遲 10s 后停止 5M1 和 M2 電機(jī)功率都是 55KW 4 確定 IO 點(diǎn)數(shù)及 PLC 的選型 伴隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展 PLC 的成本不斷下降因?yàn)榇龠M(jìn)了 PLC的應(yīng)用但并不是所有的控制都必須使用 PLC可以使用計(jì)算機(jī)控制或繼電接觸器控制 在確定控制系統(tǒng)方案時首先應(yīng)明確是否有必要采用 PLC 控制如果控制系統(tǒng)非常簡單所需 IO點(diǎn)很少或者雖然 IO點(diǎn)需要較多但控制關(guān)系非常簡單各部分之間聯(lián)系很少可以考慮不用 PLC 而采用傳統(tǒng)的繼電接觸器控制除此之外只要滿足下列情況之一應(yīng)該首選 PLC 1 系統(tǒng)所需 IO 點(diǎn)數(shù)較多比如在十幾個點(diǎn)以上控制要求比較復(fù)雜 2 現(xiàn)場處于工業(yè)環(huán)境而又要求控制系統(tǒng)具有較高可靠 性 3 系統(tǒng)的工藝流程可能經(jīng)常發(fā)生變化輸入輸出控制量需經(jīng)常調(diào)整 4 要求完成多種定時計(jì)數(shù)甚至復(fù)雜的邏輯算術(shù)運(yùn)算以及對模擬量的控制 5 需要完成與其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信或聯(lián)網(wǎng) 6 系統(tǒng)體積很小要求控制設(shè)備嵌入系統(tǒng)設(shè)備之中等 1 輸入輸出設(shè)備的數(shù)量 根據(jù)示意圖和控制要求可知該系統(tǒng)需要 5 個輸入點(diǎn)和 3 個輸出點(diǎn) 2PLC 的選擇 此控制系統(tǒng)只有簡單的開關(guān)量控制沒有模擬量的輸入或輸出對系統(tǒng)的響應(yīng)時間也沒有特殊的要求時間繼電器的定時也是固定的小型 PLC 即可滿足要求因系統(tǒng)需要 5個輸入點(diǎn)和 3個輸出點(diǎn)可選用三菱公司的整體 式小型 PLCF120M它具有 12 個輸入點(diǎn)和 8 個輸出點(diǎn)完全滿足要求 F系列 PLC一共有三種不同單元即基本單元擴(kuò)展單元和特殊單元基本單元內(nèi)有中央處理器 CPU 存貯器和輸入輸出接口電路等每個控制系統(tǒng)必須有一個基本單元要增加 IO 的點(diǎn)數(shù)可連接擴(kuò)展單元要增加控制功能則可連接相應(yīng)的特殊單元如高速計(jì)數(shù)單元模擬量單元等 ① F 系列 PLC 的型號表 25 為 F 系列 PLC 總體技術(shù)特性數(shù)據(jù)表 為了滿足用戶的不同要求 F系列 PLC有多種型號規(guī)格表示方法如下 F①②③④其中①表示輸入輸出總點(diǎn)數(shù)②表示本單元的類型 M為基本單元 E為擴(kuò)展單元③表 示輸出類型 R為繼電器輸出 T為晶體管輸出 S為晶閘管輸出④表示電源電壓種類 V為 100110V交流 E 為 220240V交流 D為 24V直流本次設(shè)計(jì)選用的 F120M PLC實(shí)物如圖 212 表 25 F 系列 PLC 總體技術(shù)特性數(shù)據(jù)表 項(xiàng) 目 F20M F40M 電 源 功 耗 11VA 25VA 電 壓 AC100110VAC202120V 5060Hz 計(jì) 時 點(diǎn) 數(shù) 8 點(diǎn) 16 點(diǎn) 設(shè)定位數(shù) 2 位 3位 設(shè)定范圍 0199s 01999s 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 數(shù) 8 點(diǎn) 16 點(diǎn) 設(shè)定方式 設(shè)定范圍 199 1999 輔助繼電器 64個其中 16 個有掉電保護(hù)功能 192 個其中 64 個有掉電保持功能 用戶存貯器容量 數(shù) 制 八進(jìn)制 十進(jìn)制 數(shù) 量 477 890 運(yùn) 算 指 令 繼電器符號 速 度 100s 步序平均 45s 步序平均 可 靠 性 施 和 情 況 電池保護(hù) 鋰電池可連續(xù)使用五年保持 RAM 程序 瞬時停電補(bǔ)償 20ms 瞬間停電可不出錯繼續(xù)運(yùn)行 抗電平干擾能力 1000V1s 耐振動能力 1055Hz05mm 最大 2g 重力加速度 CPU 出錯自 診斷 程序監(jiān)視器求和檢驗(yàn) 電池電壓監(jiān)視 電壓不足指示燈顯示 一 般 環(huán)境溫度 055℃儲存溫度 1565℃ 環(huán)境濕度 85RH 以下無結(jié)露 絕緣電阻 5MDC500V 絕緣耐壓 AC1500V 1min 外形尺 255mm 80mm 100mm 305mm 110mm 110mm 重 量 15kg 23kg 圖 212 F120M ②常用 PLC 的編程指令系統(tǒng) 1LD 指令 LDLoad 取指令適用于梯形圖中與左母線相連的第一個常開觸點(diǎn)表示一個邏輯行的開始 2LDN指令 LDILoad Inverse取反指令適用于梯形圖中與左母線相連的第一個常閉觸點(diǎn) 3OUT 指令 OUTOut 線圈驅(qū)動指令又叫輸出指令適用于將運(yùn)算結(jié)果驅(qū)動輸出繼電器輔助繼電器定時器和計(jì)數(shù)器的線圈但不能用于輸入繼電器 OUT 指令用于計(jì)數(shù)器和定時器時必須有常數(shù) K值緊跟 K分別表示定時器時間或計(jì)數(shù)次數(shù)它也作為一個步序 4AND 指令 ANDAnd 與指令適用于和觸點(diǎn)串聯(lián)的常開觸點(diǎn) 5ANI 指令 ANIAnd Inverse 與反指令適用于和觸點(diǎn)串聯(lián)的常閉觸點(diǎn) 6OR 指令 OROr 或指令適用于單觸點(diǎn)并聯(lián)的 常開觸點(diǎn) 7ORI 指令 ORIOr Inverse 或反指令適用于單觸點(diǎn)并聯(lián)的常閉觸點(diǎn) 8RST 指令 RSTReset 計(jì)數(shù)器和移位寄存器的復(fù)位指令適用于將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值回復(fù)到設(shè)定值或清除移位寄存器中所有位的信息即清零計(jì)數(shù)器有計(jì)數(shù)輸入和復(fù)位輸入兩個輸入端當(dāng)計(jì)數(shù)輸入端觸點(diǎn)每次從斷開至接通時計(jì)數(shù)器的值減1當(dāng)通斷次數(shù)達(dá)計(jì)數(shù)值后計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減為 0此時計(jì)數(shù)器的線圈接通其常開觸點(diǎn)閉合如果要計(jì)數(shù)器從當(dāng)前值回到最初設(shè)定值則要接通復(fù)位輸入端的觸點(diǎn) RST起復(fù)位作用使計(jì)數(shù)器線圈斷開其常開觸點(diǎn)斷開 RST 指令總是優(yōu)先執(zhí)行的因此 當(dāng)RST 的輸入保持時對計(jì)數(shù)器或移位寄存器的輸入不再接受所有的計(jì)數(shù)器和部分寄存器具有掉電保護(hù)功能所以當(dāng)不必再保持計(jì)數(shù)器原有狀態(tài)時在工作開始之前要使用特殊輔助繼電器 M71 在主機(jī)投入運(yùn)行的瞬時產(chǎn)生的初始化脈沖使計(jì)數(shù)器或位移寄存器復(fù)位 9SFT 指令 SFTShift 移位指令適用于將移位寄存器中的內(nèi)容做移位操作可由 8 個或 16 個輔助繼電器組成移位寄存器 ③移位寄存器三個輸入端功能為 數(shù)據(jù)輸入端 IN 當(dāng)連接 IN 端的觸點(diǎn)接通時表示把 1 送到移位寄存器的最低位反之則把 0 送到此位 移位信號輸入端 CP當(dāng)連接 CP端的觸點(diǎn)每由斷變通一次來一個脈沖時移位寄存器的內(nèi)容從編號小的低位向編號大的高位順序移動一次最高位原來的數(shù)據(jù)丟失 復(fù)位信號輸入端 R當(dāng)連接 R的觸點(diǎn)接通時對應(yīng)的輔助繼電器全部斷開即移位積存器全部清零如果 R 端連接的觸點(diǎn)一直處于接通狀態(tài)則數(shù)據(jù)輸入和移位輸入的信號全無效 F 系列 PLC 常用指令如表 26 所示 表 26 F 系列 PLC 指令系統(tǒng)表 指 令 功 能 指 令 功 能 LD 公共總線或支路的起始常開觸點(diǎn) PLS 脈沖產(chǎn)生指令 LDI 公共總線或支路的起始常閉觸點(diǎn) SFT 移位寄存器的移位指令 AND 串聯(lián)的常開觸點(diǎn) NOP 空操作指令 ANI 串聯(lián)的常閉觸點(diǎn) END 程序結(jié)束指令 OR 單個并聯(lián)的常開觸點(diǎn) S 操作保持指令 ORI 單個并聯(lián)的常閉觸點(diǎn) R 操作保持 復(fù)位指令 ANB 電路塊的串聯(lián) 連接 MC 主控轉(zhuǎn)移指令 ORB 電路塊的并聯(lián)連接 MCR 主控復(fù)位指令 OUT 線圈驅(qū)動指令 CJP 條件跳步指令 RST 計(jì)數(shù)器移位寄存器復(fù)位指令 EJP 跳步結(jié)束指令 3 繼電器的選擇 JZ17 型繼電器是引進(jìn)日本 OMRON 公司技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品原型號為 MA460N可用于交流 50Hz 或 60Hz 額定電壓至 220V 的控制電路中該產(chǎn)品采用直動式磁系統(tǒng)橋式雙斷點(diǎn)觸頭共有 8 對觸頭 4 常開 4 常閉其要參數(shù)如表 27 實(shí)物如圖 213 表 27 繼電器的主要參數(shù) 額定絕緣電壓 V 約定發(fā)熱電流 A 使 用 類 別 觸頭額定工作電壓 V 觸頭額定控制容量 VA 電壽命萬次 機(jī)械壽命萬次 操作頻率次 h 動作時間 s 重 量 440 6 AC11 380 360 50 600 1200 003 029 180 80 72 120 DC11 220 28 60 圖 213 JZ17 繼電器 4PLC 的 IO 分配如表 28 表 28 地址分配表 輸入設(shè)備 輸入點(diǎn)編號 輸出設(shè)備 輸出點(diǎn)編號 起動按鈕 X400 M1接觸器 Y430 停止按鈕 X401 M2 接觸器 Y431 急停按鈕 X402 YV Y432 M1 熱繼電器 動斷觸點(diǎn) X403 ―― ―― M2 熱繼電器