客車箱體磷化加工處理程控搬行車電氣控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　客車箱體磷化加工處理程控搬行車電氣控制系統(tǒng)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　繼電器接觸器控制系統(tǒng)是應(yīng)用最早的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、維修方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但要使繼電器接觸器控制線路達(dá)到簡(jiǎn)便、接線短、元件少、控制速度較快的目的，可采用基于可編程序控制器（PLC）的控制系統(tǒng)代替。PLC是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心

2、的通用自動(dòng)控制裝置，具有功能強(qiáng)、可靠性極高、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小巧、產(chǎn)品規(guī)模種類齊全等優(yōu)點(diǎn)，能滿足各種設(shè)備的控制要求，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用?？衫萌釬X系列PLC來(lái)控制磷化自動(dòng)生產(chǎn)線。磷化過(guò)程用PLC控制搬行車來(lái)進(jìn)行磷化加工處理，行車在前后運(yùn)行及停車時(shí)采用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)控制，以實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)車精確定位控制，并且搬行車在每個(gè)槽位停留的時(shí)間由定時(shí)器控制，可根據(jù)工藝需要由外部設(shè)定。搬行車有多種操作方式，便于實(shí)際生產(chǎn)的需要，主要有：

3、自動(dòng)循環(huán)、單周期、單步操作和手動(dòng)操作這四種操作方式。采用PLC和變頻器對(duì)搬行車的工作過(guò)程進(jìn)行控制的方法，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的接線，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，在實(shí)際生產(chǎn)中減少了勞動(dòng)力，提高了工作效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程序控制器，變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，三菱FX1N系列，操作方式</p><p>　　BUS BOX PHOSPHATE PROCESSING PROGRAM-CONTR

4、OLLED ELECTRIC CONTROL SYSTEMT TO MOVE TRAFFIC</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Relay contactor control system is the first application of control system with simple structure, easy

5、 to grasp, easy maintenance, low cost, etc., but to make the relay - contactor control circuit to achieve a simple, short wiring components, the control rate thanpurpose of fast, can be used instead of the programmable l

6、ogic controller (PLC) based control system. PLC is based on computer technology as the core of the universal automatic control device, with strong functions, high reliability, and</p><p>　　KEY WORDS:PLC,Freq

7、uency control system,Mitsubishi FXN1 Series,Operating mode</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　前　言1</b></p><p>　　第1章 工藝概述2</p><p>　　1.1 起重機(jī)工作原理2&

8、lt;/p><p>　　1.2 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)3</p><p>　　1.3客車箱體磷化工藝概述6</p><p>　　1.3.1 脫脂7</p><p>　　1.3.2 清洗9</p><p>　　第2章 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.1 變頻器

9、14</p><p>　　2.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制14</p><p>　　2.1.2 直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器15</p><p>　　2.2 大車控制電路16</p><p>　　2.3 小車控制電路17</p><p>　　2.4 升降變頻器17</p><p>　　第3章 可編程序控

10、制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.1 輸入地址分布表20</p><p>　　3.2 輸出地址分布表21</p><p>　　3.3 梯形圖22</p><p>　　第4章 手動(dòng)自動(dòng)控制流程23</p><p>　　4.1 控制流程圖23</p><p>　　4.2 手

11、動(dòng)操作23</p><p>　　4.3 自動(dòng)操作25</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的干擾與抗干擾措施31</p><p>　　5.1 電磁干擾的產(chǎn)生31</p><p>　　5.1.1 電磁兼容性概述31</p><p>　　5.1.2 電磁干擾產(chǎn)生和形成的條件31</p><p&g

12、t;　　5.2 干擾源及干擾形式32</p><p>　　5.2.1 電網(wǎng)噪聲32</p><p>　　5.2.2 信號(hào)傳輸線上的噪聲32</p><p>　　5.2.3 直接混入PLC的輻射干擾33</p><p>　　5.2.4 PLC本身產(chǎn)生的干擾33</p><p>　　5.3 PLC系統(tǒng)的抗干擾措

13、施33</p><p>　　5.3.1 PLC本身抗干擾措施33</p><p>　　5.3.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾措施34</p><p><b>　　結(jié)　論37</b></p><p><b>　　謝 辭38</b></p><p><b>　　參

14、考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附　錄41</b></p><p><b>　　外文資料翻譯57</b></p><p><b>　　前　言</b></p><p>　　電氣控制技術(shù)應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。電氣控制技術(shù)的發(fā)展，是隨著科學(xué)技術(shù)的

15、不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)和電氣控制的日新月異而迅速發(fā)展的。從最早的手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制，從簡(jiǎn)單的控制設(shè)備發(fā)展到復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從有觸點(diǎn)的硬接線繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展到以計(jì)算機(jī)為中心的上位對(duì)下位的監(jiān)控控制系統(tǒng)，現(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、精密測(cè)試等許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的成果。</p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、

16、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PL

17、C帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)

18、PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p><b>　　第1章 工藝概述</b></p><p>　　1.1 起重機(jī)工作原理 [1]</p><p>　　起重機(jī)是具有起重吊鉤或其他取物裝置（如抓斗，電

19、磁吸鐵，集裝箱吊具等）在空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)垂直升降和水平運(yùn)移重物的起重機(jī)械。</p><p>　　絕大多數(shù)汽車起重機(jī)的起重臂是用鋼絲繩拉出去的。在起重臂里面下面有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒，上面繞鋼絲繩，鋼絲繩通過(guò)在下一節(jié)臂頂端上的滑輪，將上一節(jié)起重臂拉出去，依此類推?？s回時(shí)，卷筒倒轉(zhuǎn)回收鋼絲繩，起重臂在自重作用下回縮。這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。 </p><p>　　起重機(jī)類型很多，按其結(jié)構(gòu)分，有橋架型起

20、重機(jī)（如橋式起重機(jī)，龍門起重機(jī)等），纜索型起重機(jī)，臂架型起重機(jī)（如塔式起重機(jī)，流動(dòng)式起重機(jī)等）；按其取物裝置和用途分為吊鉤起重機(jī)，抓斗起重機(jī)，電磁起重機(jī)等。它們廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)，港口車站，倉(cāng)庫(kù)料場(chǎng)，建筑安裝，水（火）電站等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。</p><p>　　橋式起重機(jī)主要由橋架，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，裝有起升機(jī)構(gòu)的小車及電氣控制設(shè)備等組成。橋架是橋式起重機(jī)的基本構(gòu)件，主要由主梁，端梁，走臺(tái)等組成。主梁上鋪有鋼軌供小車

21、運(yùn)行。一般在主梁外側(cè)裝有走臺(tái)，一側(cè)為安裝和檢修大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)而設(shè)，另一側(cè)為安裝小車導(dǎo)電裝置。主梁兩端各與端梁相連接。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)有分別驅(qū)動(dòng)和集中驅(qū)動(dòng)兩種，目前我國(guó)生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大都采用分別驅(qū)動(dòng)方式。小車由起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用集中驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)的主要受壓構(gòu)件為管桁結(jié)構(gòu)。主(副)臂分段制造后用銷軸連接，各個(gè)分段均能互換裝配。受拉件為帶有鋁合金壓制接頭的鋼絲繩拉索組，具

22、有受力明確、重量輕、風(fēng)阻力小、安裝組合方便等優(yōu)點(diǎn)。下部結(jié)構(gòu)為空間矩型板梁式門架，有較好的剛度和抗扭性能。在門架下方四個(gè)門腿上分別裝有四套雙軌式運(yùn)行機(jī)構(gòu)， 由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。 下部回轉(zhuǎn)采用直徑11m的滾子夾套轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承裝置， 它興下部環(huán)形軌道及上部?jī)啥位⌒诬壍劳瑫r(shí)接觸并支承上部回轉(zhuǎn)部分。以便于陸路運(yùn)輸，結(jié)構(gòu)分件均制造為拆拼形式，采用精制交制孔螺栓連接。</p><p>　　I型的起升機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。一大一小

23、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別連接在減速器的雙伸出軌上，起重時(shí)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。輕載或空鉤時(shí)小電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)（大電機(jī)空轉(zhuǎn)），由八極切換到四極狀態(tài)即以2倍額定速度運(yùn)行。本機(jī)II型有兩個(gè)起升機(jī)構(gòu)，均為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)起重量在10t及以下時(shí)，用副起升機(jī)構(gòu)作業(yè)，可提高起升速度至20m/min。當(dāng)起重機(jī)量小于主鉤60%額定起重量時(shí)，允許主、副鉤聯(lián)合動(dòng)作，從而提高了吊裝效率，擴(kuò)大了作業(yè)范圍。本機(jī)I型也可加裝15t副鉤（含吊具重量），起升速度為20m/min。兩種

24、形式的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)均采用過(guò)流制動(dòng)器調(diào)速，起重和制動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖突，并可實(shí)現(xiàn)較低的就位速度。</p><p>　　為防止臂架運(yùn)動(dòng)超過(guò)極限位置和吸收沖能量，副臂用蝶黃式撐桿限位。I型機(jī)的主臂和主撐臂撐桿是液壓式的，II型機(jī)已全部改為構(gòu)造簡(jiǎn)單的蝶黃式。</p><p>　　I型機(jī)為手動(dòng)夾軌器。II型機(jī)增設(shè)了一套電動(dòng)夾軌器，更方便于操作。起重機(jī)的全部操作均在操作室里進(jìn)行。在工地現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)裝方式是先在地

25、面分件組裝，再整理扳起至直立狀態(tài)。與其他大型塔式起重機(jī)相比，“扳起式”具有明顯的拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)</p><p>　　客車箱體磷化加工程控起重機(jī)由運(yùn)行機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)（見圖1-1），和夾緊機(jī)構(gòu)（見圖1-2）組成。</p><p>　　起升及運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速控制，夾緊機(jī)構(gòu)采用雙向電磁閥控制。大車的進(jìn)退和夾具的升

26、降均由相應(yīng)的限位開關(guān)定位。工藝要求為：設(shè)備從上件工位抓取車體后將車體放入水洗槽中，水洗360秒后提起，停放20秒，讓洗液從車體上滴回槽中，然后放入脫脂槽中浸300秒，提起后停20秒，接著放入磷化槽中浸600秒，提起后停20秒，接著放入表調(diào)槽中浸600秒，提起后停20秒，然后放入水洗槽中進(jìn)行水洗，300秒后提起，停放20秒后向下件工位移動(dòng)，在下件工位將車體放下后，行車返回到上件工位，準(zhǔn)備進(jìn)行下一循環(huán)的工作。根據(jù)上述工藝要求，客車箱體磷化加

27、工生廠線的工藝流程圖（見圖1-3）。</p><p>　　圖1-1 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖1-2 客車箱體磷化加工程控起重機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖1-3客車箱體磷化加工生產(chǎn)線的工藝流程圖</p><p><b>　　具體說(shuō)明如下：</b></p>

28、;<p>　　原位是指大車停在上件工位的正上方，夾具處在最高位，并且保持在打開的狀態(tài)。在原位，操作人員按下啟動(dòng)按鈕，即可開始磷化加工工作。</p><p>　?、?首先兩夾具同時(shí)下降，碰到上件工位下限開關(guān)SQ0時(shí)停止，接著兩夾具同時(shí)夾緊客車箱體。</p><p>　　⑵.兩夾具同時(shí)上升，碰到高限位開關(guān)SQ20時(shí)停止，延時(shí)10秒。</p><p>　?、?/p>

29、.大車開始前進(jìn)，當(dāng)壓下減速開關(guān)SQ1時(shí)，大車開始減速前進(jìn)。</p><p>　?、?大車開始前進(jìn)，當(dāng)壓下減速開關(guān)SQ2時(shí)，大車開始減速前進(jìn)，直至壓下停車開關(guān)SQ3時(shí)，大車停止前進(jìn)，延時(shí)4秒。</p><p>　?、?兩夾具開始同時(shí)下降，至壓下限位開關(guān)SQ14時(shí)停止下降，延時(shí)2秒，延時(shí)時(shí)間到后，夾具1下降，5秒后，夾具1停止下降，延時(shí)2秒，夾具2開始以與夾具1相同的速度下降，5秒后停止，延時(shí)

30、2秒后，兩夾具開始同時(shí)下降，直至壓下限位開關(guān)SQ21時(shí)停止下降，延時(shí)1秒后，夾具1開始上升，3秒后停止，延時(shí)1秒，然后下降，直至壓下限位開關(guān)SQ21時(shí)停止。延時(shí)1秒，夾具2開始上升，3秒后停止，延時(shí)1秒，接著下降，直至壓下限位開關(guān)SQ21時(shí)停止。同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)數(shù)器的次數(shù)沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，程序返回至夾具1開始上升處，只有當(dāng)計(jì)數(shù)器記夠設(shè)定值時(shí)，程序接著往下執(zhí)行。延時(shí)360秒。</p><p>　?、?延時(shí)時(shí)

31、間到后，兩夾具開始同時(shí)上升，5秒鐘后停止，接著夾具1開始上升，直至壓下限位開關(guān)SQ14時(shí)停止上升，延時(shí)1秒后，夾具2開始上升，也是至壓下SQ14時(shí)停止上升。延時(shí)2秒后，兩夾具開始同時(shí)上升，至壓下高限位開關(guān)SQ20時(shí)停止，并延時(shí)20秒。</p><p>　　⑺.延時(shí)時(shí)間到，大車開始快速前進(jìn)，至壓下減速開關(guān)時(shí)，開始減速前進(jìn)。</p><p>　　⑻.接著的四個(gè)工藝槽的步驟與前述水洗槽的步驟類似

32、，只需將相應(yīng)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的數(shù)值做出相應(yīng)的修改即可。</p><p>　?、?當(dāng)大車行駛到下件工位的上方停止時(shí)，經(jīng)過(guò)延時(shí)4秒后，兩夾具開始同時(shí)下降，直至壓下限位開關(guān)SQ14時(shí)停止。延時(shí)2秒，接著夾具打開將車體放在下件工位上后，延時(shí)1秒后，兩夾具開始同時(shí)上升，直至壓下高限位開關(guān)SQ20時(shí)停止。同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，延時(shí)10秒后，大車開始快速后退，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)夠七次后，大車開始減速后退，至壓下停車開關(guān)時(shí)，大車停止后退，

33、此時(shí)大車剛好回到原位。</p><p>　　至此，整個(gè)客車箱體磷化加工完成一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)操作人員再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，則開始第二個(gè)工作循環(huán)。</p><p>　　1.3客車箱體磷化工藝概述</p><p>　　磷化是大幅度提高金屬表面耐腐蝕性的一個(gè)簡(jiǎn)單可靠、費(fèi)用低廉、操作方便的工藝方法，是化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。

34、磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤(rùn)滑使用。因此被廣泛的應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中。 </p><p>　　現(xiàn)代磷化工藝流程一般為： </p><p>　　脫脂→水洗→除銹→表調(diào)→磷化→水洗→烘干</p><p><b>　　1.3.1 脫脂</b>&

35、lt;/p><p>　　鋼材及其零件在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中要用防銹油脂保護(hù)，一般合金在壓力加工時(shí)要用到拉延油，零件在切削加工時(shí)要接觸乳化液，熱處理時(shí)可能接觸冷卻油，零件上還經(jīng)常有操作者手上的油跡和汗跡，零件上的油脂還總是和灰塵等雜質(zhì)摻和在一起的。零件上的油脂不僅阻礙了磷化膜的形成，而且在磷化后進(jìn)行涂裝時(shí)會(huì)影響涂層的結(jié)合力、干燥性能、裝飾性能和耐蝕性。 </p><p>　　要脫去金屬表面的油脂，首先就要

36、了解油脂的有關(guān)性質(zhì)：</p><p>　　1. 油污的性質(zhì)和組成</p><p>　　在選擇脫脂方法和脫脂劑時(shí)，首先要了解金屬表面所帶的油污的性質(zhì)和組成，只有這樣，才能進(jìn)行正確的選擇，達(dá)到滿意去油效果。 </p><p><b>　　2. 油污的組成</b></p><p>　　(1).礦物油、凡士林是防銹油、防銹脂、潤(rùn)

37、滑油、潤(rùn)滑脂及乳化液的主要成分。 </p><p>　　(2).皂類動(dòng)植物油脂、脂肪酸等他們是拉延油的主要成分。 </p><p>　　(3).防銹添加劑他們是防銹油和防銹脂的主要成分。 </p><p>　　此外，油污中還混有其他污漬，比如，金屬屑、灰塵和汗?jié)n等污物也會(huì)混雜在油污中。</p><p>　　3. 脫脂方法及材料 </p&

38、gt;<p>　　脫脂是依靠脫脂劑對(duì)污物的溶解作用，皂化作用，依靠表面活性劑對(duì)污物的潤(rùn)濕、滲透、分散等物理作用等等，使污物成為可溶解的或可分散的。但還必須使污物離開金屬表面，而讓新的清洗劑占據(jù)表面，這樣金屬表面才能達(dá)到清潔。因固體表面有相對(duì)穩(wěn)定的液膜，溶解后的污物自動(dòng)離開金屬表面以及表面上清洗劑的更新等都不是很容易的。這就要求加以攪拌、擦拭等方式，以完成清洗過(guò)程或提高清洗效果等。</p><p>&

39、lt;b>　　4. 脫脂時(shí)間</b></p><p>　　在脫脂操作中，必須保證有足夠的脫脂時(shí)間，壓力噴射脫脂時(shí)間一般為1.5～3分鐘，浸漬脫脂為3～5分鐘(視油污的種類和多少而定)。增加脫脂時(shí)間，即延長(zhǎng)脫脂液與油污的接觸時(shí)間，從而提高脫脂效果。油污越多，脫脂時(shí)間就需越長(zhǎng)。在流水線作業(yè)中，往往不允許采用太長(zhǎng)的時(shí)間，因此一般先用噴射脫脂1分鐘，再用浸漬脫脂3分鐘。</p><p

40、><b>　　5. 機(jī)械作用 </b></p><p>　　在脫脂中，借助于壓力噴射或攪拌等機(jī)械作用是非常有效的，因?yàn)椋瑖娚鋾r(shí)迫使新鮮的脫脂溶液與零件表面有良好的接觸，而且整個(gè)脫脂液含量均勻，有利于提高脫脂效果；噴射時(shí)依靠機(jī)械作用力促使脫脂劑滲透和破壞油膜，從而有效的迫使油污脫離零件表面；噴射時(shí)促使脫離零件的油污乳化和分散于脫脂溶液中，防止油污再吸附到洗凈的零件表面上。在中低溫脫脂中，

41、機(jī)械作用尤為重要。一般的說(shuō)，壓力噴射比浸漬脫脂速度快1倍以上。噴射壓力通常為(0.1～0.2)Mpa(用于壓力噴射的脫脂劑必須是低泡的，以免泡沫過(guò)多影響正常操作和脫脂液流失)，浸漬脫脂也不能認(rèn)為是靜止浸漬，必須裝備循環(huán)泵，使溶液不停的攪動(dòng)，每小時(shí)的循環(huán)量約為槽液體積的5倍。</p><p><b>　　6. 其它因素 </b></p><p>　　在實(shí)際使用中，必須考

42、慮各方面因素，使各個(gè)因素都控制在最佳狀態(tài)下，使脫脂達(dá)到滿意的效果。</p><p>　　在進(jìn)行脫脂前，應(yīng)考慮脫脂劑的選擇及以下幾個(gè)方面： </p><p>　　(1).被處理零件的材質(zhì) </p><p>　　不同的金屬在堿液中有不同的腐蝕界限，因此，必須根據(jù)零件的材質(zhì)選擇合適的PH值的脫脂劑。</p><p>　　(2).脫脂劑的正確選擇 &

43、lt;/p><p>　　脫脂方法不同，對(duì)脫脂劑要求也不同。壓力噴射脫脂因機(jī)械作用力大，脫脂效果好，但由于是處在極易起泡的狀態(tài)下，因而選用低泡脫脂劑是必要的，浸漬脫脂的機(jī)械作用較弱，因此要選用脫脂性能更好的脫脂劑，適當(dāng)?shù)脑黾用撝瑒┖亢脱娱L(zhǎng)脫脂時(shí)間。 </p><p>　　(3).注意與下道工序的配合 </p><p>　　下道工序是酸洗還是磷化，磷化前有沒(méi)有表面調(diào)整工序

44、，都與脫脂劑的選用有關(guān)。因?yàn)椴煌那疤幚砼c磷化配套，所得磷化膜的質(zhì)量不同，品質(zhì)也不同。酸洗和強(qiáng)堿脫脂的磷化結(jié)晶大且疏松。對(duì)于脫脂，如果下道工序是薄型磷化處理，要選用低堿度的帶表調(diào)處理的脫脂劑；如果有單獨(dú)的表調(diào)工序，則只考慮脫脂效果，堿度影響不大，不必多慮；如果下道工序是酸洗除銹，則不必選用帶表調(diào)的脫脂劑，而在磷化前單獨(dú)進(jìn)行表調(diào)處理；如工序間隔較長(zhǎng)，則選用水洗后生銹傾向較小的脫脂劑(如磷酸鹽類型的脫脂劑)或增加噴濕處理。對(duì)于油污較重或不易

45、起清洗到位的表面，要采用手工預(yù)擦洗，他不僅是脫脂的要求，也能明顯的改善磷化質(zhì)量，經(jīng)預(yù)擦洗的磷化膜結(jié)晶細(xì)小、致密，而未經(jīng)預(yù)擦洗的結(jié)晶則粗大的多。 </p><p>　　(4).脫脂效果的檢查 </p><p>　　檢查脫脂效果的方法有很多，例如：目視法、擦拭法、水浸潤(rùn)法、接觸角法、硫酸銅法、殘留油份質(zhì)量法、比色法、熒光法、紅外分光法等。最常用的是水浸潤(rùn)法，即觀察脫脂水洗后的表面水膜連續(xù)完整情

46、況。充分脫脂的表面，其水膜應(yīng)連續(xù)完整，無(wú)水珠懸掛。在磷化條件正常的情況下，觀察磷化膜也可檢查脫脂效果，只有在無(wú)油污的金屬表面才能形成外觀完整的均勻磷化膜，任何清洗方面的不足都會(huì)立即顯示出來(lái)</p><p><b>　　1.3.2 清洗</b></p><p><b>　　1. 清洗的方式 </b></p><p><

47、b>　　(1).機(jī)械攪拌。</b></p><p>　　在液體中加以機(jī)械攪拌，使固體表面之液膜減薄。攪拌越強(qiáng)，液膜越薄，但其作用有一定限度。</p><p><b>　　(2).擦洗。 </b></p><p>　　(3).加溫清洗，增加熱運(yùn)動(dòng)。 </p><p>　　(4).噴洗。用高壓噴洗。 <

48、;/p><p>　　(5).蒸汽清洗。用溶劑蒸汽清洗，溶劑在金屬表面上冷凝成液體，液體流淌時(shí)帶下污物。</p><p>　　(6).超聲波輔助清洗。利用超聲波振蕩作用，使固體表面被沖擊震動(dòng)，促使污物離開金屬表面。</p><p>　　(7).電解清洗。利用金屬表面電化學(xué)反應(yīng)生成氣體。氣體自表面溢出時(shí)，使污物析出，自表面剝離。 </p><p>&

49、lt;b>　　2. 清洗用材料 </b></p><p>　　清洗用材料有幾類：石油系溶劑，鹵代烴溶劑，堿性化學(xué)水溶液，乳化液等。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是溶劑清洗和堿液清洗兩種。 </p><p>　　(1).常見的有機(jī)溶劑為： </p><p>　　石油系溶劑有溶劑汽油、煤油、正己烷等；芳香族溶劑有甲苯、二甲苯等；氯系溶劑有三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯

50、甲烷等。 </p><p>　　有機(jī)溶劑的特點(diǎn)是脫脂效率高，特別是清除那些高黏度、高滴落點(diǎn)的油脂具有特殊的效果，而且可以在常溫下用簡(jiǎn)單的器具和石油系溶劑進(jìn)行手工清洗，對(duì)于各種金屬、各種尺寸和形狀的零件都適用，在產(chǎn)量不大、機(jī)械化水平不高及有特殊要求的工廠中仍然采用。 </p><p>　　為了使油污除凈，至少要用有機(jī)溶劑稀兩次以上，使用一段時(shí)間后，當(dāng)溶劑中的油污含量增加到一定程度時(shí)，要及時(shí)更

51、換，最后一道清洗要用比較干凈的溶劑。 </p><p>　　除了液相有機(jī)溶劑脫脂，還有氣相有機(jī)溶劑脫脂。例如利用三氯乙烯、三氯甲烷等物質(zhì)，他們的沸點(diǎn)低、受熱易汽化，遇冷易液化、蒸汽密度大、蒸汽界面不易擴(kuò)散、不燃燒、溶解能力強(qiáng)(15°時(shí)三氯乙烯的溶解能力比汽油大四倍，50°時(shí)大七倍)，因而常用做氣相脫脂，即把零件置于這類有機(jī)溶劑的蒸汽中蒸汽就在冷的零件上冷凝化，零件上的油脂就溶解于液化了的有機(jī)溶

52、劑中而脫離零件，液化了的溶劑又被加熱成蒸汽，這種過(guò)程一直持續(xù)到零件表面的溫度與溶劑的溫度相等，蒸汽不在被液化為止。 </p><p>　　雖然氣相有機(jī)溶劑去油效率內(nèi)很高，但是不能洗掉無(wú)機(jī)鹽類和堿類物質(zhì)，不能除去零件上的灰塵微粒。把三氯乙烯的浸洗、氣相清洗和噴洗來(lái)聯(lián)合采用，可以獲得極好的清洗效果。由于采用有機(jī)溶劑去油的勞動(dòng)條件差、毒性較大，氣相脫脂必須有良好的封閉式脫脂設(shè)備和通用裝置，大多數(shù)有機(jī)溶劑防火要求嚴(yán)格，而

53、且脫脂費(fèi)用高，現(xiàn)在又有高效的水基清洗劑的出現(xiàn)，現(xiàn)在一般已不采用有機(jī)溶劑去油。 </p><p>　　(2).堿性水基清洗 </p><p>　　以堿性清洗劑為主的水溶液，對(duì)動(dòng)植物油脂通過(guò)皂化作用使之成為可溶于水的皂類。此皂為表面活性劑，對(duì)非極性的礦物油有乳化作用，使之“增溶”于水相中堿性清洗劑的水溶液也可溶解汗跡等無(wú)機(jī)污物，故也能將其洗去。加入合成洗滌劑的清洗液，對(duì)油脂的清洗作用更有效。

54、</p><p>　　堿性化學(xué)水溶液能清洗各種污物，在下一工序要求親水表面時(shí)特別適用。他有較溶劑經(jīng)濟(jì)、清洗液能用水洗凈，有不燃性，無(wú)毒性。 </p><p>　　一般的堿性水溶液不如有機(jī)溶劑清洗快，而且需要加溫，還要有機(jī)械攪拌，并需注意PH值高時(shí)對(duì)銅、鋁、鋅等金屬的腐蝕作用</p><p>　　3. 涂裝前除銹、除氧化皮</p><p>　　

55、鋼鐵熱加工時(shí)受氧化產(chǎn)生硬而脆的氧化皮，如熱軋鋼板、熱處理零件、鍛件、焊接件都會(huì)有氧化皮。此外鋼鐵在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，接觸水或其他腐蝕介質(zhì)，都極易出現(xiàn)一層黃銹。而這氧化皮和黃銹在涂層下時(shí)會(huì)加快鋼鐵的腐蝕速度?？梢姵浞值某ヤ撹F表面的氧化皮和黃銹，對(duì)涂裝物得到有效保護(hù)是非常重要的。除銹方法就兩類，一是機(jī)械法，二是化學(xué)法。 </p><p><b>　　4. 磷化處理</b></p>&l

56、t;p>　　所謂磷化處理是指金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性的無(wú)機(jī)化合物膜層的一種表面的化學(xué)處理方法。所形成的膜稱為磷化膜。它的成膜機(jī)理為(以鋅系為例)： </p><p>　　(1).金屬的溶解過(guò)程</p><p>　　當(dāng)金屬浸入磷化液中時(shí)，先與磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸鐵，并有大量的氫氣析出。其化學(xué)反應(yīng)為： </p>

57、<p>　　Fe + 2H3PO4 = Fe(H2PO4)2 + H2↑ ?。?-1）</p><p>　　上式表明，磷化開始時(shí)，僅有金屬的溶解，而無(wú)膜生成。 </p><p>　　(2).促進(jìn)劑的加速 </p><p>　　上步反應(yīng)釋放出的氫氣被吸附在金屬工件表面上，進(jìn)而阻止磷化膜的形成。因此加

58、入氧化型促進(jìn)劑以去除氫氣。其化學(xué)反應(yīng)式為： </p><p>　　3Zn(H2PO4)2 +2Fe+2NaNO2 = Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+ 2NaH2PO4+ 4H2O （1-2）</p><p>　　上式是以亞硝酸鈉為促進(jìn)劑的作用機(jī)理。 </p><p>　　(3).水解反應(yīng)與磷酸的三級(jí)離解</p><p>　　磷化

59、槽液中基本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽，其分子式Me(H2PO4)2，這些酸式磷酸鹽溶于水，在一定濃度及PH值下發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生游離磷酸： </p><p>　　Me(H2PO4)2 = MeHPO4 + H3PO4 ?。?-3）</p><p>　　3MeHPO4 = Me3(PO4)2 + H3PO4

60、 （1-4）</p><p>　　H3PO3 = H2PO4- + H+ = HPO42- + 2H+ = PO43- + 3H+ 　　（1-5）</p><p>　　由于金屬工件表面的氫離子濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終成為磷酸根。 </p><p>　　(4).磷化膜

61、的形成 </p><p>　　當(dāng)金屬表面離解出的三價(jià)磷酸根與磷化槽液中的(工件表面)的金屬離子(如鋅離子、鈣離子、錳離子、二價(jià)鐵離子)達(dá)到飽和時(shí)，即結(jié)晶沉積在金屬工件表面上，晶粒持續(xù)增長(zhǎng)，直至在金屬工件表面上生成連續(xù)的不溶于水的黏結(jié)牢固的磷化膜。 </p><p>　　2Zn2+ + Fe2+ + 2PO43- +4H2O → Zn2Fe(PO4)2H2O↓ （1-

62、6）</p><p>　　3Zn2+ + 2PO42- +　4H2O = Zn3(PO4)2H2O↓ 　　　　　　　　　（１-７）</p><p>　　金屬工件溶解出的二價(jià)鐵離子一部分作為磷化膜的組成部分被消耗掉，而殘留在磷化槽液中的二價(jià)鐵離子，則氧化成三價(jià)鐵離子，發(fā)生②式的化學(xué)反應(yīng)，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亞鐵，也有少量的Me3(PO4)2。 </p><p&

63、gt;　　5. 磷化的分類方法有以下幾種 </p><p>　　(1).根據(jù)組成磷化液的磷酸鹽分類 </p><p>　　有磷酸鋅系、磷酸錳系、磷酸鐵系。此外還有在磷酸鋅中加鈣的鋅鈣系，在磷酸鋅中加鎳、加錳的“三元體系”磷化等。</p><p>　　(2).根據(jù)磷化的溫度分類 </p><p>　　有高溫(80°以上)磷化、中溫(5

64、0～70°)磷化和低溫(40°以下)磷化。 </p><p>　　(3).按磷化施工法分類 </p><p>　　有噴淋式磷化、浸漬式磷化、噴浸結(jié)合式磷化、涂刷型磷化。 </p><p>　　(4).按磷化膜的質(zhì)量分類</p><p>　　有重量型(7.5g/m2以上)，中量型(4.3～7.5g/m2),輕量型(1.1～4

65、.3g/m2)和特輕量型(0.3～1.1g/m2)。 </p><p>　　鐵鹽磷化膜最薄，其膜重為(0.3～1.1)g/m2，屬于輕量型。鋅鹽磷化視配方而定，可以分為輕量型、中量型或重型磷化膜。膜重范圍廣，在(1.0～5.0)g/m2之間。磷化成膜原理可以用過(guò)飽和理論來(lái)解釋。即構(gòu)成磷化膜的離子積達(dá)到該種不溶性磷酸鹽的溶度積時(shí)，就在金屬表面沉積形成磷化膜。磷化處理的材料主要成分為酸式磷酸鹽，其分子式為Me(H2P

66、O4)2。金屬離子Me通常為鋅、錳、鐵等。這些酸式磷酸鹽均能溶解于水。在含有氧化劑及各種添加劑的酸性磷化液中，磷酸二氫鹽要發(fā)生離解，產(chǎn)生金屬離子Me和磷酸根離子，但此時(shí)離子積未達(dá)到不溶性磷酸鹽的溶度積，并不產(chǎn)生膜的沉積： </p><p>　　Me(H2PO4)2 → Me2+ + H2PO4- → HPO4- + H+ → PO4- + H+ </p><p>　　為在適當(dāng)?shù)臏囟认率沽谆?/p>

67、液與被處理的金屬表面接觸時(shí)，發(fā)生金屬的溶解反應(yīng)： </p><p>　　Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑ </p><p>　　由于上式反應(yīng)，鐵與磷化液界面處H+不斷被消耗，引起PH值上升，這就又促使了三步離解反應(yīng)。于是界面處Me2+與PO43-濃度不斷上升，直到[Me2+][PO43-]>Me3(PO4)2時(shí)，就產(chǎn)生Me3(PO4)2不溶性磷酸鹽的沉積，覆蓋在金屬表面，構(gòu)

68、成磷化膜。 </p><p>　　但是，上式生成的氫氣吸附在金屬表面，造成所謂的陰極極化，使磷化反應(yīng)的進(jìn)程受到阻礙。因此要添加一定量的氧化劑作為陰極去極化，以保證磷化反應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。氫氣被氧化劑氧化成水除掉。產(chǎn)生Fe2+除部分參與成膜形成Zn2Fe(PO4)2H2O外，剩余部分被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+與PO43-結(jié)合成濃度積很小的FePO4,成為淤渣沉淀出來(lái)排除于體系外。</p><

69、p>　　第2章 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 變頻器</b></p><p>　　變頻器即交流電壓由交流器部分一次轉(zhuǎn)變成直流，該直流再由變頻器部分轉(zhuǎn)變成頻率可變的交流，使頻率變化后控制負(fù)載三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)速度。改變頻率后，能夠有效的控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。</p><p>　　采用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，具

70、有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）變頻調(diào)速系統(tǒng)屬于轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。無(wú)論低速還是高速，其轉(zhuǎn)差功率不變，效率最高。（2）變頻器采用無(wú)觸點(diǎn)電力電子元件，節(jié)省了大量的繼電器和接觸器，簡(jiǎn)化了外部接線，縮小了控制設(shè)備的體積。（3）變頻器內(nèi)部控制的核心是CPU單元，具有較強(qiáng)的運(yùn)算和控制能力，能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化調(diào)速控制，設(shè)置合理的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，保證起重機(jī)各機(jī)構(gòu)有較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。（4）變頻器內(nèi)部具有故障自診斷功能，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)電壓，過(guò)電流和過(guò)載

71、保護(hù)等功能，液晶顯示界面可顯示出故障信息。因此，該系統(tǒng)性能可靠，故障率極低。</p><p>　　對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程要求能夠自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)大車和夾具的正反向運(yùn)行，以及夾具的夾緊和放松均能進(jìn)行手動(dòng)控制。起升與運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速，以實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)車精確定位控制。</p><p>　　2.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制</p><p>　　直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）是一種新的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制方法

72、。它充分整合了變頻器及電動(dòng)機(jī)的控制，算法簡(jiǎn)單。直接轉(zhuǎn)矩控制的核心是直接轉(zhuǎn)矩和磁通控制及最優(yōu)開關(guān)邏輯控制，精確的電動(dòng)機(jī)模型也是DTC核心的重要部分。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)模型利用電動(dòng)機(jī)的兩相電流和中間電壓辨識(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，定子磁通和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩和磁通的實(shí)際值分別比較，產(chǎn)生一組優(yōu)化的開關(guān)控制信號(hào)，控制逆變橋IGBT，達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的。實(shí)際電壓矢量是由逆變橋的開關(guān)位置計(jì)算出的。</p>

73、;<p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩等于定子磁通矢量和轉(zhuǎn)子磁通矢量或轉(zhuǎn)子電流矢量的叉積。</p><p>　　定子磁通矢量的幅值一般保持恒定，以保證電動(dòng)機(jī)的最大出力和避免電動(dòng)機(jī)過(guò)磁發(fā)熱。控制定子磁通矢量和轉(zhuǎn)子磁通矢量之間的矢量夾角就可以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)較大，因此相對(duì)定子磁通矢量來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子磁通矢量變化很慢。由此，直接控制定子磁通矢量的運(yùn)動(dòng)就可以極快地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。</

74、p><p>　　由逆變器中間電壓和開關(guān)控制信號(hào)生成定子電壓矢量。直接轉(zhuǎn)矩控制思想的本質(zhì)就是根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值與電動(dòng)機(jī)模型辨識(shí)的轉(zhuǎn)矩實(shí)際值得出最優(yōu)的瞬態(tài)定子電壓矢量，用這些瞬態(tài)定子矢量去控制定子磁通矢量的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。例如，電壓矢量會(huì)減少定子磁通矢量的幅值，同時(shí)會(huì)促使定子磁通矢量沿旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)。定子磁通矢量的幅值變化會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的激磁。定子磁通矢量沿旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)會(huì)增加矢量夾角和轉(zhuǎn)矩。</p>&l

75、t;p>　　2.1.2 直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器</p><p>　　直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器是在DTC核心添加許多控制功能實(shí)現(xiàn)的。其中主要功能是與轉(zhuǎn)矩給定相關(guān)的。</p><p>　　轉(zhuǎn)矩給定可以使速度調(diào)節(jié)器的輸出，也可以使外部轉(zhuǎn)矩給定。轉(zhuǎn)矩給定被實(shí)時(shí)修正，以保證適當(dāng)?shù)闹虚g電壓和電氣角頻率。變頻器的過(guò)載由轉(zhuǎn)矩極限保護(hù)，但允許瞬態(tài)過(guò)載。轉(zhuǎn)矩極限保護(hù)同樣會(huì)避免電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩超過(guò)矢步轉(zhuǎn)矩。</p&

76、gt;<p>　　電動(dòng)機(jī)的速度控制是變頻器的主要控制內(nèi)容。過(guò)程量的控制品質(zhì)往往取決于速度調(diào)節(jié)器。DTC變頻器的速度控制不像傳統(tǒng)的變頻器將速度控制作為變頻器的一個(gè)內(nèi)部環(huán)節(jié)，速度調(diào)節(jié)器的輸出是轉(zhuǎn)矩控制的一個(gè)外部給定。這樣就允許更多種類的過(guò)程變量可以在速度調(diào)節(jié)器中處理。最基本的速度調(diào)節(jié)器算法是PID。另外一個(gè)很有用的功能加減速度補(bǔ)償，它控制負(fù)載的加減速度偏差。PID和加減速度補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整，是根據(jù)辨識(shí)的機(jī)械負(fù)載的時(shí)間常數(shù)自動(dòng)進(jìn)行的。

77、</p><p>　　定子磁通幅值可以作為給定值送入DTC核心。靈活的控制定子磁通幅值可以實(shí)現(xiàn)許多功能，如磁通優(yōu)化，電動(dòng)機(jī)弱磁等。這對(duì)提升卷取類負(fù)載的控制極為有用。</p><p>　　逆變橋開關(guān)頻率可以控制在1.5MHZ至3.5MHZ之間，它主要與轉(zhuǎn)矩和磁通的滯環(huán)參數(shù)有關(guān)。這可有效地避免電動(dòng)機(jī)嘯叫。</p><p>　　DTC變頻器可以使電動(dòng)機(jī)在任何激磁狀態(tài)下快速

78、啟動(dòng)，即便是在轉(zhuǎn)子磁通消失時(shí)，也可以做到無(wú)延遲啟動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)變頻器供電電壓消失時(shí)，DTC算法將使變頻器的中間電壓維持在一定的水平，同時(shí)變頻器可以繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)變頻器供電電壓恢復(fù)時(shí)，變頻器又可以使電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。變頻器維持運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短，主要取決與負(fù)載和系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，也即有多少能量可以回饋到變頻器。</p><p>　　DTC變頻器的磁通制動(dòng)給電動(dòng)機(jī)提供了另一個(gè)制動(dòng)方

79、法。它類似于直流制動(dòng)，直流制動(dòng)使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，磁通制動(dòng)使定子發(fā)熱。DTC變頻器在磁通制動(dòng)時(shí)是可控的。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，在輕載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率會(huì)下降到60%以下。DTC變頻器的DTC核心可以根據(jù)負(fù)載的情況，自動(dòng)計(jì)算出電動(dòng)機(jī)所需的最優(yōu)磁通，這可有效地提高運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的效率。在輕載時(shí)，使用50%的激磁電流，就可以減少75%的轉(zhuǎn)子電阻損耗。</p><p>　　總之，DTC變頻器在有或無(wú)速

80、度反饋時(shí)，都表現(xiàn)出了極高的轉(zhuǎn)矩和速度控制品質(zhì)。零速滿轉(zhuǎn)矩，掉電維持，磁通制動(dòng)和磁通優(yōu)化等功能又給各種工程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)提供了豐富與靈活的手段。</p><p>　　2.2 大車控制電路</p><p>　　選用三菱公司FX1N系列PLC,F1-40MR。其輸入輸出點(diǎn)數(shù)為40，有24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，其輸出為繼電器輸出方式，輸出為開關(guān)量。根據(jù)系統(tǒng)控制功能的要求，PLC選用一個(gè)繼電器輸出的單

81、元。</p><p>　　PLC輸出的控制信號(hào)作用于變頻器，變頻器產(chǎn)生頻率連續(xù)變化的交流電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。本系統(tǒng)采用3臺(tái)三菱的變頻器，分別驅(qū)動(dòng)大車電機(jī)，小車電機(jī)和抓具電機(jī)。</p><p>　　大車控制電路，如圖2-1。三相電壓經(jīng)過(guò)大車變頻器轉(zhuǎn)換成可變的交流電壓，達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，制動(dòng)單元控制大車前電動(dòng)機(jī)和大車后電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。</p>

82、;<p>　　圖2-1 大車控制電路</p><p>　　2.3 小車控制電路</p><p>　　小車控制電路，如圖2-2。三相電壓經(jīng)過(guò)小車變頻器轉(zhuǎn)換成可變的交流電壓，達(dá)到控制小車電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，制動(dòng)單元控制小車電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。</p><p><b>　　2.4 升降變頻器</b></p><p>　　

83、變頻器在夾具中的應(yīng)用，控制夾具的升降，如圖2-3。三相電壓經(jīng)過(guò)升降變頻器轉(zhuǎn)換成可變的交流電壓，控制升降電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，制動(dòng)單元控制著升降電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。</p><p>　　圖2-2 小車控制電路</p><p>　　圖2-3 升降變頻器在控制電路中的運(yùn)用</p><p>　　第3章 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　本加工過(guò)

84、程選用F1-40MR型PLC，輸入輸出配置（見圖3-1）。</p><p>　　F1-40MR可編程序控制器，輸入輸出點(diǎn)數(shù)為40，，M表示基本單元，R為繼電器輸出方式。輸入開關(guān)量24點(diǎn)，地址編號(hào)（4~5）00~（4~5）07，（4~5）10~（4~5）13.輸出開關(guān)量16點(diǎn)，地址編號(hào)（4~5）30~（4~5）37.</p><p>　　F1-40MR具有16點(diǎn)特殊輔助繼電器。其中，M71為

85、初始化脈沖。M71的觸點(diǎn)用于對(duì)計(jì)數(shù)器，移位寄存器，狀態(tài)指示器等進(jìn)行初始化。</p><p>　　F1-40MR中，CJP為條件轉(zhuǎn)移指令，EJP為轉(zhuǎn)移結(jié)束指令。</p><p>　　圖中KM1和KM2為夾具升降電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器，KM3和KM4位夾具2升降電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器，KM5和KM6為大車電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器。KM7，KM8，KM9為大車運(yùn)行時(shí)的速度控制端子所對(duì)應(yīng)的線圈。KM10

86、和KM11為小車1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器。KM12和KM13為小車2電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器。Q1為手動(dòng)和自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，Q2為夾具1，夾具2和雙夾具運(yùn)行的轉(zhuǎn)換開關(guān)，Q3為夾具夾緊和放松的轉(zhuǎn)換開關(guān)。Q4為小車運(yùn)行的轉(zhuǎn)換開關(guān)。</p><p>　　圖3-1 F1-40MR型PLC輸入輸出配置圖</p><p>　　3.1 輸入地址分布表</p><p>　　表3-1輸入地址分

87、布表</p><p>　　3.2 輸出地址分布表</p><p>　　表3-2輸出地址分布表</p><p><b>　　3.3 梯形圖</b></p><p>　　根據(jù)工藝和控制要求編制的梯形圖，應(yīng)包括手動(dòng)操作和自動(dòng)控制兩段程序，手動(dòng)操作程序段梯形圖如圖3-2所示。自動(dòng)控制梯形圖及總的控制梯形圖見附錄。</p&g

88、t;<p>　　圖3-2 手動(dòng)控制梯形圖 </p><p>　　第4章 手動(dòng)自動(dòng)控制流程</p><p><b>　　4.1 控制流程圖</b></p><p>　　客車箱體磷化加工處理的電氣控制系統(tǒng)過(guò)程的控制的流程圖如圖4-1所示。</p><p><b>

89、;　　4.2 手動(dòng)操作</b></p><p>　　手動(dòng)操作梯形圖見總梯形圖中的第一邏輯行至EJP700邏輯行。當(dāng)工作方式選擇開關(guān)置于“手動(dòng)”位置X407常閉接點(diǎn)斷開，執(zhí)行手動(dòng)程序段。為了安全起見，大車前進(jìn)和后退只能在壓下高限位開關(guān)前提下進(jìn)行，所以，在梯形圖相關(guān)邏輯行中串有高限位開關(guān)X504常開接點(diǎn)。夾具的夾緊和放松采用S或R指令。大車的前進(jìn)和后退均有限位保護(hù)和互鎖。由于手動(dòng)操作和自動(dòng)控制不會(huì)同時(shí)進(jìn)行

90、，所以在手動(dòng)操作和自動(dòng)控制兩段梯形圖中，都使用了Y430～Y436線圈是允許的。</p><p>　　手動(dòng)操作的具體過(guò)程如下：</p><p>　　為了能使兩夾具同時(shí)下降，需將選擇開關(guān)置于“雙機(jī)”位置，X408的常開點(diǎn)閉合，當(dāng)按下下降按鈕X403時(shí)，X403和X408的常開點(diǎn)同時(shí)接通Y431線圈和Y433線圈，從而使兩夾具能夠做到同時(shí)下降，同時(shí)上升原理與下降原理相同。當(dāng)需要夾具夾緊時(shí)，只需

91、把轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“夾緊”位置即可。X412的常開點(diǎn)就會(huì)閉合使M360置位，從而接通電磁閥Y436線圈，使夾具夾緊。當(dāng)工藝需要大車前進(jìn)時(shí)，只需按下按鈕SB5，X404的常開點(diǎn)就會(huì)接通Y434線圈，使大車前進(jìn)，同樣，當(dāng)按下按鈕SB6時(shí)，大車就會(huì)后退。到達(dá)下件工位后，只需將選擇開關(guān)置于“放松”位置上，X413的常開點(diǎn)就會(huì)使M360線圈復(fù)位，從而使Y436線圈斷電，夾具也就隨之打開。</p><p><b>　　

92、啟動(dòng)</b></p><p>　　接近工件 延時(shí)到</p><p>　　延時(shí)到 至高限位</p><p>　　到達(dá)上限 減速開關(guān)</p><p>　　減速

93、開關(guān) 停止開關(guān)</p><p><b>　　延時(shí)到</b></p><p><b>　　停止開關(guān)</b></p><p><b>　　至低限位</b></p><p>　　接近液面

94、 </p><p><b>　　延時(shí)到</b></p><p>　　延時(shí)到 </p><p>　　至低限位 延時(shí)到</p><p>　　延時(shí)到

95、 至高限位 </p><p><b>　　延時(shí)到</b></p><p><b>　　出液面</b></p><p>　　圖4-1 控制流程圖</p><p><b>　　4.3 自動(dòng)操作</b></p><p>　　本加工工藝采用移位

96、寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求，該加工工藝需要采用九級(jí)移位寄存器串連，前一級(jí)最后一位寄存器的輸出作為后一級(jí)的輸入。圖中的CJP701至EJP701為自動(dòng)控制程序段。要進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，先把工作方式選擇開關(guān)置于“自動(dòng)”位置，X406的常閉點(diǎn)就會(huì)斷開，轉(zhuǎn)移條件不成立，執(zhí)行自動(dòng)控制程序段。自動(dòng)控制具體過(guò)程說(shuō)明如下：</p><p>　　(1).行車在原位 </p><p>　　限位開關(guān)SQ20和停車開關(guān)S

97、Q3均被壓下，即X504和X502的常開接點(diǎn)閉合，接通移位寄存器M100輸入回路，于是M100線圈接通（以下接通稱為“1”，即相應(yīng)接點(diǎn)接通；斷開稱為“0”，即相應(yīng)接點(diǎn)斷開），M100接通Y437線圈，使原位指示燈亮。開機(jī)運(yùn)行時(shí)，初始化脈沖M71使移位寄存器復(fù)位。</p><p>　　(2).夾具下降 </p><p>　　按下起動(dòng)按鈕SB1，X400接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，使移位寄存器移位，

98、M101為“1”，M100為“0”。M101接通Y431線圈和Y433線圈，從而使兩夾具同時(shí)下降，原位指示燈熄滅。</p><p>　　(3).夾具夾緊 </p><p>　　夾具下降到壓下上件工位低限位開關(guān)時(shí)停止，X500和M101的接點(diǎn)接通移位寄存器移位輸入回路，移位寄存器移位，M102為“1”，M100～M101為“0”，M101斷開Y431和Y433線圈回路，夾具停止下降，與此同

99、時(shí)，M102接點(diǎn)接通M310線圈回路，M310接點(diǎn)接通Y436線圈，因?yàn)槭褂肧指令，所以M310保持通電，Y436也就保持接通，夾具夾緊車體，同時(shí)定時(shí)器T050開始計(jì)時(shí)。</p><p>　　(4).夾具上升 </p><p>　　當(dāng)T050延時(shí)到1秒，T050與M102的接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生移位信號(hào)，M103為“1”，M100～M102均為“0”，M103接點(diǎn)接通Y430線圈和Y432線圈的

100、回路，兩夾具就會(huì)把夾緊的車體向上提升。</p><p>　　(5).大車快進(jìn) </p><p>　　當(dāng)夾具上升到壓下高限位開關(guān)SQ20時(shí)，X504和M103的接點(diǎn)就會(huì)接通移位信號(hào)，M104為“1”，M100～M103均為“0”。M103的接點(diǎn)斷開Y430和Y432線圈的回路，夾具停止上升，同時(shí)M104的接點(diǎn)接通T051線圈，使定時(shí)器T051開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T051延時(shí)到10秒，T051與M1

101、04的接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生移位信號(hào)，M105為“1”，M100～M104均置為“0”。M105接點(diǎn)接通M361和M362線圈，S指令使M361和M362保持接通，Y434，Y530，Y531，Y532這四個(gè)線圈也就保持通電，大車開始快速前進(jìn)。</p><p>　　(6).大車減速前進(jìn) </p><p>　　當(dāng)大車快進(jìn)至壓下減速開關(guān)SQ1，X501和M105的接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生移位信號(hào)，M106為“

102、1”，M100～M105均為“0”。M106接通M362線圈，R指令使M362斷電，M362的接點(diǎn)也就斷開Y531和Y532線圈，使大車減速前進(jìn)。</p><p>　　(7).夾具下降 </p><p>　　當(dāng)大車前進(jìn)至壓下停車開關(guān)SQ3時(shí)，X502和M106的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M107為“1”，M100～M106均置為“0”。M107的接點(diǎn)接通M361線圈，R指令使得

103、M361線圈斷電，M361的接點(diǎn)斷開Y434線圈和Y530線圈的回路，使大車停止前進(jìn)。M107的接點(diǎn)同時(shí)接通T052線圈的回路，使定時(shí)器T052開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T052延時(shí)到4秒，T052與M107的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M108為“1”，M100～M107均置為“0”。M108的接點(diǎn)接通Y431和Y433線圈回路，使兩夾具開始夾著車體同時(shí)下降。</p><p>　　(8).傾斜進(jìn)入 </p&g

104、t;<p>　　當(dāng)夾具下降到壓下限位開關(guān)SQ14時(shí)，停止下降，X511和M108的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M109為“1”，M100～M108均置為“0”。M108的接點(diǎn)斷開Y431和Y433線圈的回路，兩夾具停止下降，同時(shí)M109的接點(diǎn)接通T053線圈的回路，使定時(shí)器T053開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T053延時(shí)到2秒，T053與M109的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M110為“1”，M100～M109均置為“0”

105、，M110的接點(diǎn)接通Y431線圈和T054線圈，使得夾具1下降，同時(shí)定時(shí)器T054開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T054延時(shí)到5秒，T054和M110的接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生移位信號(hào)，M111為“1”，M100～M110均置為“0”接點(diǎn)斷開Y431線圈的回路，使夾具1停止下降，同時(shí)M111的接點(diǎn)接通T055線圈，使定時(shí)器T055開始計(jì)時(shí)，T055延時(shí)到2秒，T055和M111接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M112為“1”，M100～M111均置為“0”。M

106、112的接點(diǎn)接通Y433和T056線圈，夾具2下降，同時(shí)定時(shí)器T056開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T056延時(shí)到5秒，T056和M112的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移</p><p>　　(9).同時(shí)下降 </p><p>　　當(dāng)T057延時(shí)到2秒，T057和M113的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M114為“1”，M100～M113均置為“0”，M114接點(diǎn)接通Y431和Y433線圈，使兩夾具同

107、時(shí)下降。</p><p>　　(10).上下擺動(dòng) </p><p>　　當(dāng)兩夾具下降到壓下低限位開關(guān)SQ21時(shí)， X503和M114的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M115為“1”，M110～M114均置為“0”。M114的接點(diǎn)斷開Y431和Y433線圈的回路，使兩夾具停止下降。同時(shí)，M115的接點(diǎn)接通T450線圈，使定時(shí)器T450開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T450延時(shí)到1秒，T450和M115

108、的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M116為“1”，M100～M115均置為“0”。M116的接點(diǎn)接通Y430線圈和T451線圈的回路，使夾具1在上升的同時(shí)，T451也開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T451延時(shí)到3秒，T451和M116的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M117為“1”，M100～M116均置為“0”。M 116的接點(diǎn)斷開Y430線圈的回路，使夾具1停止上升，M117的接點(diǎn)同時(shí)接通T452線圈和M120線圈，定時(shí)器T452開始計(jì)時(shí)

109、，當(dāng)T452延時(shí)到1秒，T452和M120的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M121為“1”，M120為“0”，同時(shí)M121的接點(diǎn)接通復(fù)位回路，使M100～M117均被復(fù)位。M121的接點(diǎn)接通Y431線圈，使夾具1開始下降，當(dāng)下降到壓下低</p><p>　　(11).工藝處理延時(shí) </p><p>　　當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)夠次數(shù)后，C251和X503的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M1

110、26為“1”，M120～M125均置為“0”。M126的接點(diǎn)接通T456線圈回路，使定時(shí)器T456開始計(jì)時(shí)。</p><p>　　(12).夾具上升 </p><p>　　當(dāng)T456延時(shí)到600秒后，T456和M126的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M127為“1”，M120～M126均置為“0”。M127的接點(diǎn)接通Y430線圈，Y432線圈和T457線圈，使夾具同時(shí)上升，T457

111、也開始計(jì)時(shí)，當(dāng)T457延時(shí)到5秒，T457和M127的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M128為“1”，M120～M127均置為“0”。M127的接點(diǎn)斷開Y430線圈和Y432線圈，使兩夾具停止上升，M128的接點(diǎn)接通Y430線圈，使夾具1上升，當(dāng)夾具1上升至壓下限位開關(guān)SQ21時(shí)，X503和M128的接點(diǎn)接通移位輸入回路，產(chǎn)生移位信號(hào)，M129為“1”，M120～M128均置為“0”。M128的接點(diǎn)斷開Y430線圈回路，使夾具1停