基于plc的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-11 16:57本頁面
【正文】 以來PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用, 尤其近20 年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展, 不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格, 使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步, 也使PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。PLC 在冶金行業(yè)的市場(chǎng)將持續(xù)增加2003 年中國(guó)的工業(yè)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng), 工業(yè)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)在12% 以上, 而且中國(guó)的最大鋼鐵出口對(duì)象—美國(guó)在2003 年下半年取消了鋼鐵附加稅鋼材對(duì)其出口也將迅速回升。據(jù)調(diào)查, 中國(guó)冶金行業(yè)對(duì)設(shè)備的投資同比增長(zhǎng)接近50%。PLC 在紡織行業(yè)的應(yīng)用分析。占各類紡織機(jī)械60% 以上的織機(jī)平均每臺(tái)帶有一個(gè)小型的PLC, 主要用于檢測(cè)、報(bào)警、速度控制和機(jī)器啟?？刂?。梳棉機(jī)也用微小型PLC 控制。紡織機(jī)械的輔助設(shè)備也主要由PLC 控制, 如循環(huán)水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蒸氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、包裝線等。3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行分析后，總結(jié)出電動(dòng)葫蘆起重機(jī)控制系統(tǒng)由以下各部分組成： 控制模塊：PLC（S7200）。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：三相電機(jī)（2臺(tái)）。 系統(tǒng)總體控制方案的選擇對(duì)于電氣控制系統(tǒng)，其控制方案有很多種，如早期的繼電器控制系統(tǒng)，還有現(xiàn)在的可編程控制器PLC控制系統(tǒng)等，下面對(duì)其一一分析比較，并最終確立本系統(tǒng)所選用的控制方案。它包含控制線路、主電路、照明電路及輔助電路組成，該系統(tǒng)是由接觸器繼電器、主令電器和保護(hù)電器等元件組成，按照一定的控制邏輯接線組成的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)是由輸入設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）、控制線路（由各類繼電器、接觸器、導(dǎo)線連接而成，執(zhí)行各種邏輯功能的線路）和輸出設(shè)備（接觸器線圈、指示燈等）三部分組成。繼電器控制線路成本低廉，控制方式直觀、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)調(diào)整方便，現(xiàn)場(chǎng)人員容易掌握使用等優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛用于工礦企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。適合簡(jiǎn)單控制。目前隨著PLC技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)逐漸取代繼電器接觸器控制系統(tǒng)，在實(shí)際工作中，如何選擇使用哪種方法，我們就要弄清楚這個(gè)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的功能，另外還有價(jià)格問題，如果是功能相對(duì)簡(jiǎn)單的就沒有必要使用PLC了，還是用繼電器－接觸器控制。用戶在購到所需的PLC后，只需要按照說明說的提示，做少量的接線盒簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。同時(shí)打開定時(shí)器,定時(shí)器電動(dòng)葫蘆,上升到頂部,碰到上限開關(guān),停止上升。電動(dòng)葫蘆下降碰到下限開關(guān)而停止。在這一點(diǎn)上,電動(dòng)葫蘆左移、左移遇到左起源限位開關(guān),左移停止。 電動(dòng)葫蘆的動(dòng)作過程繼電器－接觸器控制是電專業(yè)必須科目，是基礎(chǔ)科目。初次接觸電氣控制此學(xué)科，必須先從低壓電氣入手，掌握各元件的性能結(jié)構(gòu)、用途，并能正常使用與維護(hù)，有了這些基礎(chǔ)根據(jù)需要構(gòu)成線路，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的需要?？刂浦须娖鞯挠|點(diǎn)不同，繼電器－接觸器控制中全部以機(jī)械式的硬觸點(diǎn)，動(dòng)作慢，弧光放電嚴(yán)重，壽命短，而且使用次數(shù)有限；PLC內(nèi)部全部為“軟”觸點(diǎn)，動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)，使用次數(shù)無線。難度程度不同，繼電器－接觸器元件使用簡(jiǎn)單易懂，PLC指令多，復(fù)雜。這種方案既結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，又避免了兩者的缺點(diǎn)，是最佳方式?？删幊炭刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠前已經(jīng)初始化完畢，用戶可以根據(jù)自己的需要自行編輯相應(yīng)的用戶程序來滿足不同的自動(dòng)化生產(chǎn)要求。 本設(shè)計(jì)的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)采用西門子S7200系列可編程控制器，且選擇CPU型號(hào)為CPU224。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都極易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。參考業(yè)內(nèi)對(duì)于電動(dòng)葫蘆起升機(jī)構(gòu)所選用的電動(dòng)機(jī)類型，在本設(shè)計(jì)中將采用ZD型錐形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電后，除產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁力外，氣隙磁場(chǎng)還在轉(zhuǎn)子錐形面產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧并使錐形制動(dòng)環(huán)與后蓋分離，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 電動(dòng)機(jī)容量的確定電動(dòng)機(jī)容量的確定原則是在規(guī)定的工作方式下，電動(dòng)機(jī)溫升不超過容許值，保證有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過載能力。對(duì)于起升機(jī)構(gòu)：式中——起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)平均功率；——穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)，；——額定起升載荷，；——起升速度，；——機(jī)械總效率，取。2） 電動(dòng)機(jī)的過載校核起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的過載校核公式為：式中——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率；——額定起升載荷，；——起升速度，；——機(jī)械總效率，?。弧鶞?zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許的過載倍數(shù)，取；——考慮電壓降、最大轉(zhuǎn)矩存在誤差等因素的系數(shù)，取。3） 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核設(shè)電動(dòng)葫蘆的使用年限為8年，每年工作300天，每天八小時(shí)工作制，兩班倒，則電動(dòng)葫蘆的預(yù)期壽命。即 ，故滿足要求。即 ；。即 ，故滿足要求。設(shè)計(jì)了一種基于PLC控制與繼電器接觸器控制相結(jié)合的電動(dòng)葫蘆起重機(jī)，大大減少繼電器等硬件邏輯單元的數(shù)量，操作起來既安全又方便。另外，通過電機(jī)的升降和平移的電路設(shè)計(jì)，讓大學(xué)所學(xué)知識(shí)有了很好的發(fā)揮作用空間。本文有些研究在模擬環(huán)境下進(jìn)行的，并且簡(jiǎn)化了許多功放模型，因此應(yīng)用到硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)還需要認(rèn)真考慮實(shí)際情況與理論之間的差異。參 考 文 獻(xiàn)[1] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[2] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[3] [M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.[4] [M].北京:高等教育出版社,2006.[5] 孫肖子,[M].北京:電子工業(yè)出版社,1996.[6] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[7] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[8] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[9] 簡(jiǎn)琦昭,[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.[10] 孫恒,陳作模,[M].北京:.[11] [M].北京:人民郵電出版社,2004.[12] [M].北京:中國(guó)致公出版社,1993.[13] [M].北京:高等教育出版社,2001.[14] 袁春杭,林存旗,[J].中國(guó)設(shè)備管理,2000.[15] [J].起重運(yùn)輸機(jī)械,1996.[16] [J].起重運(yùn)輸機(jī)械2004.[17] SIEMENS MICRO MASTER/MIDI MASTER OPERATING INSTRUCTIONS，EDITION . .[18] KATSUHIKO CONTROL YORK：PRENTICE －HALL，1970.
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