畢業(yè)設(shè)計(jì)論文---電鍍行車的自動(dòng)化控制

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　院（系） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè) 班 學(xué)生 </p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：電鍍行車的自動(dòng)化控制</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求及原始資料：</p><p>　　本電鍍行車是電鍍車間的自動(dòng)送料和起吊設(shè)備,它由傳送帶和

2、行車這兩個(gè)基本部分組成，而行車又由大車、小車和吊鉤等部分組成。其中，傳送帶、大車、小車和吊鉤由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),作前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。用來(lái)進(jìn)行電鍍和表面處理的容器是1～5號(hào)槽，依次盛有酸液、清水、鋅液、鉻液、鎳鎘液，可分別用來(lái)對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘等處理。 </p><p>　　[1] 齊占慶,王振臣. 機(jī)床電氣控制 [M

3、].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[2] 周軍. 電氣控制及PLC [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 吳惕華.機(jī)械制造自動(dòng)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2006</p><p>　　三、設(shè)計(jì)時(shí)間： </p><p>　　2012 年 3 月 20 日至 2012 年 5 月

4、30日</p><p>　　指導(dǎo)老師： （簽名）</p><p>　　教學(xué)院長(zhǎng)： （簽名）</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要 Ⅰ</b></p><p><b>　　前 言

5、Ⅱ</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　第1章 電鍍行車控制系統(tǒng)的總體方案論證3</p><p>　　1.1 電鍍行車概述3</p><p>　　1.1.1電鍍行車的基本結(jié)構(gòu)3</p><p>　　1.1.2 電鍍行車的工作原理4&l

6、t;/p><p>　　1.2 對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求6</p><p>　　第2章 硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.1 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算8</p><p>　　2.1.1 強(qiáng)度的校核8</p><p>　　2.1.2 剛度的校核11</p><p>　　2.2 電動(dòng)機(jī)電氣控制

7、設(shè)計(jì)12</p><p>　　2.2.1 電機(jī)型號(hào)選擇12</p><p>　　2.2.2 電氣元件選擇13</p><p>　　2.2.3 電氣原理圖設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.2.4 輔助電路的設(shè)計(jì)19</p><p>　　2.3 PLC硬件部分的選擇20</p><p>

8、　　第3章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)26</p><p>　　3.1 PLC總體方案設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.1.1 PLC程序的組成及各部分程序的作用26</p><p>　　3.1.2 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)28</p><p>　　3.2 公用程序設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.3單周

9、/連續(xù)程序設(shè)計(jì)30</p><p><b>　　結(jié) 論31</b></p><p><b>　　后 記32</b></p><p>　　附 錄 A基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙33</p><p>　　附 錄 B電氣控制系統(tǒng)PLC指令表42</p><p

10、><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了利用可編程序控制器對(duì)某電鍍行車的工作過(guò)程進(jìn)行控制的方法，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的接線，克服了電磁繼電器動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)、觸點(diǎn)抖動(dòng)的缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍍生產(chǎn)線的系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可方便完成自

11、動(dòng)，手動(dòng)拉制和相互之間的切換;整個(gè)程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法，具有調(diào)試方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，移植性好的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞: PLC, 電鍍行車, 可編程控制器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper presents a controlling system which contr

12、ols the special traveling crane for electroplating. With a PIE. This system really helps improve the reliability and laity of the controlling system. And this paper introduces the application of Rockwell PLC in the plati

13、ng product line.The system can achieve auto-control and manual-control, and be switched flexibly between the two methods. Modularization is the fundamental aspect of the programming designs. Advantages of this method inc

14、ludes co</p><p>　　Keywords: PLC, special traveling crane for electroplating，programmable controller control， subprograms</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)

15、的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)。</p><p>　　一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可

16、以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少?gòu)U品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。因此用PLC來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是理想的選擇。</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　在現(xiàn)代的電鍍行車中，一個(gè)優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)是整個(gè)電鍍行車正常運(yùn)行的

17、最基本的保障，控制系統(tǒng)在電鍍行車中的作用就好比是起著總指揮的作用。若是控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，電鍍行車也就處于癱瘓的地步，這樣將直接影響生產(chǎn)的進(jìn)行，無(wú)疑會(huì)給企業(yè)造成重大的損失，這對(duì)于任何一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是不能接受的.同時(shí)，控制系統(tǒng)的性能的好壞也關(guān)系到電鍍行車的正常運(yùn)行，若是控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，或者經(jīng)常出故障，或是不能夠正常的運(yùn)行，同樣都會(huì)給企業(yè)的生產(chǎn)造成困難。另外，企業(yè)生產(chǎn)的工作效率也和控制系統(tǒng)關(guān)系密切，性能好的控制系統(tǒng)對(duì)效率的提高起著非常大的作

18、用。因此，我們可以得知控制系統(tǒng)在電鍍行車中的地位是非常重要的，它直接關(guān)系著企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。所以對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作工作要引起足夠的重視。目前市場(chǎng)上存在的控制系統(tǒng)包括繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、可編程控制器（PLC）控制系統(tǒng)，可編程控制器依靠其越來(lái)越明顯的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)發(fā)展的主流。可編程序控制器可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；編程方便，易于使用；設(shè)計(jì)安裝調(diào)試、維修方便維修工作量少體積小重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)勢(shì)。隨著

19、微電子技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，而功</p><p>　　在工業(yè)化的電鍍車間中，工業(yè)電鍍生產(chǎn)線工位多、生產(chǎn)復(fù)雜，在電鍍中，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，如果采用人工操作電鍍行車，那么將會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人的身體健康十分不利，并使工人長(zhǎng)期處于精神高度緊張的狀態(tài)。為了提高工作效率，促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度以及保障工人的身體健康,就很有必要由工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)

20、替代人工操作，從而幫助企業(yè)解決許多人力不能為的事情，結(jié)束工人在惡劣環(huán)境下直接參與控制生產(chǎn)的局面，保證了人身安全。采用PLC控制系統(tǒng)控制該電鍍行車，其突出特點(diǎn)表現(xiàn)在：電鍍行車控制系統(tǒng)抗干擾能力大為提高，其工作的可靠性和穩(wěn)定性度大大提高。同時(shí)可以根據(jù)工藝要求迅速靈活的改變生產(chǎn)流程和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充。而且系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單,使用方便,提高了生產(chǎn)效率、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　第1章 電鍍行車控制系統(tǒng)的總體方

21、案論證</p><p>　　1.1 電鍍行車概述</p><p>　　1.1.1 電鍍行車的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　本電鍍行車機(jī)械部分由傳送帶A、傳送帶B、行車和電鍍槽等4部分組成，而行車又由大車、小車和吊鉤等部分組成，如圖1.1所示。傳送帶A、傳送帶B、大車、小車和吊鉤分別由電動(dòng)機(jī)M1～M5拖動(dòng)。其中，大車、小車和吊鉤在電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下可分別作前后、左右、上下

22、運(yùn)動(dòng)，行車的起吊重量在500kg以下，起吊物品是待進(jìn)行電鍍和表面處理的各種產(chǎn)品零件。用來(lái)進(jìn)行電鍍和表面處理的容器是1～5號(hào)槽，每個(gè)槽內(nèi)從左到右都有5個(gè)位置依次稱為1號(hào)位、2號(hào)位……5號(hào)位，每個(gè)位置都可以放置一個(gè)吊籃，因此，每個(gè)槽內(nèi)共可以放置5個(gè)吊藍(lán)。1～5號(hào)槽內(nèi)依次裝有酸液、清水、鋅液、鉻液、鎳鎘液，可分別用來(lái)對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘等處理(但在同一時(shí)間內(nèi)，只需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅或鍍鉻或鍍鎳鎘處理) 。完成對(duì)產(chǎn)品零件

23、的除銹、清洗、鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘處理所需的時(shí)間分別為5分鐘、2分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘。</p><p>　　圖1.1 電鍍車間平面示意圖</p><p>　　1.1.2 電鍍行車的工作原理</p><p>　　要求本電鍍行車對(duì)產(chǎn)品零件的傳送過(guò)程如下：</p><p>　　(1) 將吊籃從傳送帶A送到1號(hào)槽，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹處理

24、。</p><p>　　在電鍍行車啟動(dòng)前的初始狀態(tài)下，吊鉤在大車和小車的拖動(dòng)下處于傳送帶A的1號(hào)位的上方。</p><p>　　當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，傳送帶A向前，將裝滿待電鍍和表面處理的產(chǎn)品零件的吊籃送到1～5號(hào)位。傳送到位后，吊鉤下降。</p><p>　　下降到位后，小車向右一小段距離，以使吊鉤鉤住吊籃。</p><p>　　鉤住吊籃后，吊

25、鉤上升。</p><p>　　吊鉤將吊籃提升到位后，大車向前(小車不動(dòng))，將吊籃送到1號(hào)槽的1號(hào)位的上方。</p><p>　　將吊籃送到位后，吊鉤下降，將吊籃送到1號(hào)槽中的1號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行除銹處理。</p><p>　　吊鉤下降到位后，小車向左一小段距離，以使吊鉤脫離吊籃。</p><p>　　吊鉤脫離吊籃后，吊鉤上升。</p

26、><p>　　上升到位后，大車向后，小車向左，拖動(dòng)吊鉤到傳送帶A的2號(hào)位的上方。</p><p>　　吊鉤到達(dá)傳送帶A的2號(hào)位的上方后，吊鉤下降。</p><p>　　以后重復(fù)上述過(guò)程，依次將各吊籃從傳送帶A的2～5號(hào)位送到1號(hào)槽的2～5號(hào)位。</p><p>　　當(dāng)行車將第5個(gè)吊藍(lán)送到1號(hào)槽的5號(hào)位后，重復(fù)上述第(7)、(8)步過(guò)程，使吊鉤脫離

27、吊籃并上升。</p><p>　　上升到位后，大車不動(dòng)，小車向左，拖動(dòng)吊鉤回到1號(hào)槽的1號(hào)位的上方。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　(2) 將吊籃從1號(hào)槽送到2號(hào)槽，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行清洗。</p><p>　　當(dāng)1號(hào)槽1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)酸液進(jìn)行了5分鐘的除銹處理后，重復(fù)類似于上述過(guò)程，依次將各吊籃從1號(hào)槽中的1～5號(hào)位送到2號(hào)槽的1～5號(hào)位，

28、以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行清洗。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到2號(hào)槽的1號(hào)位的上方。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　(3) 將吊籃從2號(hào)槽送到3號(hào)槽，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理。</p><p>　　當(dāng)2號(hào)槽1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過(guò)程，依次將各吊籃從2號(hào)槽中的1～5號(hào)位送到3號(hào)槽的1～5號(hào)位

29、，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鋅處理。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到3號(hào)槽的1號(hào)位的上方。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　(4) 將吊籃從2號(hào)槽送到4號(hào)槽，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理。</p><p>　　當(dāng)2號(hào)槽1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過(guò)程，依次將各吊籃從2號(hào)槽中的1～5號(hào)位送到4號(hào)槽的1～

30、5號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鉻處理。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到4號(hào)槽的1號(hào)位的上方。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　(5) 將吊籃從2號(hào)槽送到5號(hào)槽，對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理。</p><p>　　當(dāng)2號(hào)槽1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)清水進(jìn)行了2分鐘的清洗后，若需對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理，則應(yīng)重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過(guò)程，依次將各吊籃從2號(hào)槽中的1～5號(hào)位送到5號(hào)

31、槽的1～5號(hào)位，以對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行鍍鎳鎘處理。將各吊籃送到位后，應(yīng)使吊鉤回到5號(hào)槽的1號(hào)位的上方。等待下一步傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　(6) 將吊籃從3或4、5號(hào)槽送到傳送帶B，以將經(jīng)鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理過(guò)的產(chǎn)品零件運(yùn)走。</p><p>　　當(dāng)3或4、5號(hào)槽的1號(hào)位的吊籃中的產(chǎn)品零件經(jīng)過(guò)了10或15、20分鐘的鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理后，重復(fù)類似于上述(1)～(13)步的過(guò)程，

32、依次將各吊籃從3或4、5號(hào)槽中的1～5號(hào)位送到傳送帶B的1～5號(hào)位，以將經(jīng)鍍鋅或鍍鉻、鍍鎳鎘處理過(guò)的產(chǎn)品零件運(yùn)走。將各吊籃送到傳送帶B后，應(yīng)使吊鉤回到傳送帶A的1號(hào)位的上方。等待下一個(gè)循環(huán)的傳送工作的進(jìn)行。</p><p>　　1.2 對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求</p><p>　?、賹?duì)工作方式的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　(1) 為了適應(yīng)電鍍行車控制系統(tǒng)的調(diào)試

33、、檢查和操作方便的需要，應(yīng)使電鍍行車控制系統(tǒng)具備手動(dòng)、單周和連續(xù)三種工作方式。</p><p>　　(2) 應(yīng)具有對(duì)上述三種工作方式的自由選擇功能。</p><p>　　(3) 為了避免程序混亂，應(yīng)能避免在同一時(shí)間內(nèi)電鍍行車按兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。</p><p><b>　?、谑謩?dòng)控制的設(shè)計(jì)</b></p><p&

34、gt;　　在電鍍產(chǎn)品零件的過(guò)程中，要求能按下某一步就運(yùn)行某一步，即當(dāng)遇到電鍍特殊工藝要求時(shí)能實(shí)現(xiàn)人工單步操作。</p><p><b>　?、圩詣?dòng)控制的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1) 在單周和連續(xù)工作方式下，當(dāng)下述初始條件中的任何一個(gè)不具備時(shí)，應(yīng)避免電鍍行車啟動(dòng)運(yùn)行：</p><p>　?、?行車大車在初始位置；</p>

35、<p>　?、?行車小車在初始位置；</p><p>　?、?吊鉤在初始位置。</p><p>　　(2) 在單周和連續(xù)工作方式下，應(yīng)能使電鍍行車按照預(yù)先規(guī)定的工藝流程運(yùn)行。</p><p>　　(3) 在電鍍產(chǎn)品零件的過(guò)程中，如遇到任何一步不能正常完成，應(yīng)能使電鍍行車立即自動(dòng)停車。</p><p>　　(4) 在連續(xù)工作方式下，

36、應(yīng)能對(duì)電鍍行車工作循環(huán)次數(shù)和一個(gè)循環(huán)完成時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，具備計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)功能。</p><p>　　(5) 應(yīng)能保證操作人員隨時(shí)都能使電鍍行車緊急停車。</p><p>　?、軐?duì)控制系統(tǒng)保護(hù)的要求</p><p>　　為了能夠保障電鍍行車及其控制系統(tǒng)的安全，應(yīng)使控制系統(tǒng)具備以下保護(hù)功能：</p><p><b>　　(1) 短路保護(hù)&l

37、t;/b></p><p><b>　　(2) 過(guò)載保護(hù)</b></p><p><b>　　(3) 欠壓保護(hù)</b></p><p>　　(4) 吊鉤緊急制動(dòng)</p><p>　?、菘刂葡到y(tǒng)操作面板設(shè)計(jì)要求</p><p>　　對(duì)于電鍍行車控制系統(tǒng)操作面板的工藝設(shè)計(jì)。

38、操作面板由各按鈕開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組成。詳見(jiàn)附圖A.8操作面板工藝圖（操作面板元件布置圖）、附圖A.9操作面板工藝圖(操作面板元件接線圖)。</p><p>　　同時(shí),應(yīng)標(biāo)注到板子為鋁鐵板,厚度2MM,操作板上的字體一律用宋體字,字號(hào)為2號(hào),字色為黑色。元器件形狀框圖用黑色勾畫。同時(shí)需注意尺寸的標(biāo)注。</p><p><b>　　第2章 硬件設(shè)計(jì)</b></p&g

39、t;<p>　　2.1 行車梁的強(qiáng)度剛度計(jì)算</p><p>　　2.1.1強(qiáng)度的校核</p><p>　　根據(jù)行車實(shí)際尺寸跨度L=5m，大車自重4t，起重量3.5t,電葫蘆自身重量0.5t，吊車大梁由22a號(hào)工字鋼制成，材料許用應(yīng)力。</p><p>　　根據(jù)主梁支撐力受力模型（a圖），行車的大梁可以簡(jiǎn)化為兩端鉸支的簡(jiǎn)支梁在起吊重量(集中力F)及大梁

40、自身重量(均布載荷q)的作用下,大梁將發(fā)生彎曲變形。</p><p>　　首先作出大梁受自重均布載荷下的剪力圖、彎矩圖：</p><p>　　根據(jù)已知條件，求出均布載荷q為：</p><p>　　行車自重均布載荷下梁最大彎矩M為：</p><p>　　查型鋼表得知22a號(hào)工字鋼的抗彎截面系數(shù)為：</p><p>　　W

41、z=309cm3=3.09x10-4m3</p><p><b>　　根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式：</b></p><p>　　作出簡(jiǎn)支梁在集中載荷下的彎矩圖和剪力圖：</p><p>　　根據(jù)剪力圖、彎矩圖，說(shuō)明移動(dòng)載荷作用在簡(jiǎn)支梁的中點(diǎn)時(shí)，使梁受力最不利，危險(xiǎn)斷面在梁的中心位置，根據(jù)已知條件求出梁在承擔(dān)起重量集中載荷跨中彎矩為：</p>

42、<p>　　查手冊(cè)得知22a號(hào)工字鋼的抗彎截面系數(shù)為：</p><p>　　Wz=309cm3=3.09x10-4m3</p><p><b>　　根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式：</b></p><p>　　梁的材料應(yīng)該能承受均布載荷與集中載荷共同作用下的應(yīng)力，根據(jù)疊加原理</p><p><b>　　強(qiáng)度符合

43、要求。</b></p><p>　　2.1.2剛度的校核</p><p>　　行車梁的最大彎曲變形一般是由載重物位于梁中點(diǎn)的集中載荷引起的，在集中力F的作用下主梁跨度中點(diǎn)的撓度為：</p><p><b>　　許用撓度[w]為：</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算使用22a工字鋼符合梁的剛度要求。</p

44、><p>　　2.2 電動(dòng)機(jī)電氣控制線路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 電機(jī)型號(hào)選擇</p><p>　　2.2.1.1 傳送帶電機(jī)選擇</p><p>　　根據(jù)工廠生產(chǎn)實(shí)際要求：電鍍行車傳送帶A和傳送帶B最大載重為Mmax=2500Kg，其傳送帶摩擦系數(shù)u=0.2，傳送帶速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計(jì)算公式</p>

45、;<p><b>　　(2.1) </b></p><p><b>　　(2.2)</b></p><p>　　得出P=1250W, 由此查《電動(dòng)機(jī)選型與應(yīng)用》可選型號(hào)為Y100L1-4的電動(dòng)機(jī)2臺(tái)分別作為傳送帶A、B的拖動(dòng)電機(jī)，其額定功率為2.2KW，額定電壓為交流380V，額定電流為5A，功率因數(shù)為0.81，額定轉(zhuǎn)速1430r/

46、min。</p><p>　　2.2.1.2 大車電機(jī)選擇</p><p>　　根據(jù)電鍍行車大車實(shí)際情況：電鍍行車大車最大載重為Mmax=3500Kg，其大車與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)u=0.15，大車的速度要求為v=30m/min，由電機(jī)功率計(jì)算公式(2.1)～(2.2)可得出P=3750W，由此查《電動(dòng)機(jī)選型與應(yīng)用》可選型號(hào)為Y112M-6的電動(dòng)機(jī)1臺(tái)作為大車的拖動(dòng)電機(jī)，其額定功率為6KW，額

47、定電壓為交流380V，額定電流為9.8A，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min。</p><p>　　2.2.1.3 小車電機(jī)選擇</p><p>　　根據(jù)電鍍行車小車實(shí)際情況：電鍍行車小車最大載重為Mmax=1500Kg，小車與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)u=0.1，小車的速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計(jì)算公式(2.1)～(2.2)可得出P=375W，由此查《電動(dòng)機(jī)選型與應(yīng)用》可選型號(hào)為Y100L

48、1-4的電動(dòng)機(jī)1臺(tái)作為小車的拖動(dòng)電機(jī)，其額定功率為2.2KW，額定電壓為交流380V，額定電流為5A，功率因數(shù)為0.81，額定轉(zhuǎn)速1430r/min。</p><p>　　2.2.1.4 吊鉤電機(jī)選擇</p><p>　　根據(jù)電鍍行車吊鉤實(shí)際情況：電鍍行車吊鉤最大載重為Mmax=500Kg，吊鉤的速度要求為v=15m/min，由電機(jī)功率計(jì)算公式(2.1)～(2.2)可得出P=3750W，由

49、此查《電動(dòng)機(jī)選型與應(yīng)用》可選定吊鉤拖動(dòng)電機(jī)型號(hào)為YZR160M2-6，數(shù)量為1臺(tái)，其額定功率為7.5KW，額定電壓為交流380V，額定電流為19.7A，額定轉(zhuǎn)速為1470r/min。</p><p>　　2.2.2電氣元件選擇</p><p>　　2.2.2.1電源指示燈選擇</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，查《低壓電器維修手冊(cè)》可選型號(hào)為XD7信號(hào)燈1只作電源指

50、示燈HLD, 其主要技術(shù)參數(shù)如為：額定電壓為220V，顏色為綠色，變壓器式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.2.2.2 刀開(kāi)關(guān)選擇</p><p>　　根據(jù)前面所選定的電鍍行車各電機(jī)額定電流,可知配電支路的總工作電流為45A，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選用規(guī)格最小的HD-11-100/18型單投刀開(kāi)關(guān)作為自動(dòng)線控制系統(tǒng)配電支路的電源開(kāi)關(guān),數(shù)量為1只。其額定電壓為380V，額定電流100A。

51、</p><p>　　2.2.2.3自動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇</p><p>　　(1) 用于電鍍行車主電路電源端的自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF1的選擇</p><p>　　由于此自動(dòng)開(kāi)關(guān)是用作電鍍行車主電路電源端配電開(kāi)關(guān)，作為該電路的短路保護(hù)電器，該電路負(fù)荷不大,所以可采用結(jié)構(gòu)較為緊湊的塑料外殼式自動(dòng)開(kāi)關(guān)，并需在其內(nèi)配備過(guò)電流電磁脫扣器。根據(jù)前面所選定的各種電機(jī)額定電流可知該主電路的總工作電

52、流為45A，工作電壓為380/220V，查《低壓電器維修手冊(cè)》，可將該塑料外殼式自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF1的型號(hào)選為DZ10-100。其額定電壓為交流500V，額定電流為100A，極限短路通斷電流（峰值）為9000A，機(jī)械壽命為10000次，電壽命為5000次；過(guò)電流電磁脫扣器額定電流為50A，瞬時(shí)整定電流為10In=500A。</p><p>　　(2) 用于PLC和穩(wěn)壓電源配電支路電源端的自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF2的選擇</p

53、><p>　　由于PLC、變壓器和穩(wěn)壓電源配電支路的工作電壓為交流220V，工作電流較小，不超過(guò)6A，查《低壓電器維修手冊(cè)》，可選用規(guī)格最小的塑料外殼式自動(dòng)開(kāi)關(guān)作為用于PLC、照明變壓器和穩(wěn)壓電源配電支路電源端的自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF2，其型號(hào)為DZ5-10，其額定電壓為交流220V，額定電流為10A，極限短路通斷電流（有效值）為1000A，電壽命為2000次；過(guò)電流電磁脫扣器額定電流為10A，其脫扣器延時(shí)特性如表2.2所示：

54、</p><p>　　2.2.2.4 接觸器選擇</p><p>　　(1) 傳送帶電機(jī)接觸器KM1～KM4的選擇</p><p>　　根據(jù)傳送帶電機(jī)額定功率為2.2KW、額定電流為5A，查《低壓電器維修手冊(cè)》，選擇其接觸器KM1～KM4型號(hào)為CJ10-20，數(shù)量為4臺(tái)，其額定電壓為交流380V，額定電流為20A，可控制電動(dòng)機(jī)最大功率為5.5KW，1.05倍額定電壓

55、時(shí)通斷能力為200A，操作頻率為600次/h，電壽命為60萬(wàn)次，機(jī)械壽命為300萬(wàn)次。線圈參數(shù)：線圈電壓220V，線圈匝數(shù)3260±16，線圈導(dǎo)線直徑0.21㎜，吸引線圈視在功率起動(dòng)時(shí)140VA、吸持時(shí)22VA，工作功率9W，動(dòng)作時(shí)間：起動(dòng)時(shí)16ms，釋放時(shí)18ms。</p><p>　　(2) 大車電機(jī)接觸器KM5和KM6的選擇</p><p>　　根據(jù)大車電機(jī)額定功率為6KW

56、、額定電流為9.8A，查《低壓電器維修手冊(cè)》，選擇接觸器KM5和KM6型號(hào)為CJ10-30，數(shù)量為2臺(tái)，其額定電壓為交流380V，額定電流為30A，可控制電動(dòng)機(jī)最大功率為8.5KW，吸引線圈視在功率起動(dòng)時(shí)210VA、吸持時(shí)32VA。</p><p>　　(3) 小車電機(jī)接觸器KM7和KM8的選擇</p><p>　　根據(jù)小車電機(jī)額定功率=2.2KW、額定電流=5 A，可選擇其接觸器與傳送帶

57、電機(jī)選擇接觸器型號(hào)相同。數(shù)量為2臺(tái)，具體參數(shù)參考傳送帶電機(jī)接觸器。</p><p>　　(4) 吊鉤電機(jī)接觸器KM9和KM10的選擇</p><p>　　根據(jù)吊鉤電機(jī)額定功率為7.5KW、額定電流為19.7A，查《低壓電器維修手冊(cè)》，選擇其接觸器KM9和KM10型號(hào)為CJ24-100，數(shù)量為2臺(tái)，其額定電壓為交流380V，額定電流為100A，操作頻率為600次/h，電壽命為180萬(wàn)次，機(jī)械

58、壽命為600萬(wàn)次。</p><p>　　(5) PLC電源及PLC負(fù)載電源接觸器KM選擇</p><p>　　從附圖A.2可以看出，接觸器KM的線圈及其兩對(duì)主觸頭均接于220V交流線路中，這對(duì)觸頭用來(lái)控制PLC電源的通／斷，接觸器KM的另外一對(duì)主觸頭分別接于直流穩(wěn)壓電源GD的24V直流輸出端，用來(lái)控制PLC負(fù)載電源的通／斷，因此接觸器KM的額定電壓(即觸頭的額定電壓)及其線圈的額定電壓均應(yīng)

59、按交流220V來(lái)選，而其額定電流(即觸頭的額定電流)應(yīng)按直流電流來(lái)選。據(jù)此，選規(guī)格最小的3TB40型接觸器1只作PLC電源及PLC負(fù)載電源的控制接觸器KM，并選擇其線圈的額定電壓為AC220V，主觸頭為三對(duì)常開(kāi)，輔助觸頭為兩對(duì)常開(kāi)和兩對(duì)常閉。其中兩對(duì)主觸頭用來(lái)控制PLC的AV220V負(fù)載電路的通/斷，另一對(duì)主觸頭用來(lái)控制PLC的DC24V負(fù)載電路的通/斷，一對(duì)輔助常開(kāi)觸頭作為接觸器KM線圈控制回路的自保觸頭。該接觸器的額定電壓為交流38

60、0V，額定電流為9A，可控制電動(dòng)機(jī)最大功率為5.5KW，1.05倍額定電壓時(shí)通斷能力為200A，操作頻率為1200次/h，電壽命為12萬(wàn)次，機(jī)械壽命為800萬(wàn)次。</p><p>　　(6) 吊鉤電機(jī)串電阻起動(dòng)接觸器KM11～KM13選擇</p><p>　　因?yàn)榈蹉^電機(jī)串電阻起動(dòng)接觸器的主觸頭接于電機(jī)轉(zhuǎn)子電路中，故這些接觸器的型號(hào)選擇與前述控制吊鉤電機(jī)的接觸器KM9和KM10的選擇一樣，

61、也為CJ24-100型，數(shù)量為3臺(tái)。 </p><p>　　2.2.2.5 熱繼電器選擇</p><p>　　(1) 傳送帶A、B拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR1和FR2的選擇</p><p>　　根據(jù)傳送帶電機(jī)額定功率為2.2KW、額定電流為5A，查《電器控制》，可選用規(guī)格最小的熱繼電器作為傳送帶電機(jī)熱繼電器FR1和FR2，其型號(hào)為JR0-20/3D，數(shù)量為2只，極數(shù)為3

62、，有斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能，觸頭數(shù)量：1個(gè)常閉，1個(gè)常開(kāi)。其額定電壓為交流500V，額定電流為20A，熱元件額定電流為7.2A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為4.5～7.2A?？紤]到傳送帶A、B的拖動(dòng)電機(jī)額定電流為5A，故熱繼電器的動(dòng)作電流整定為5A，這樣能保證熱繼電器在上述兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)可靠動(dòng)作。 </p><p>　　(2) 大車拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR3的選擇</p><p>　　根據(jù)大車電機(jī)額

63、定電流為9.8A，查《電器控制》，可選用規(guī)格最小的熱繼電器作為大車拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR3，其型號(hào)為JR0-20/3D，數(shù)量為1只，極數(shù)為3，有斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能，觸頭數(shù)量：1個(gè)常閉，1個(gè)常開(kāi)。其額定電壓為交流500V，額定電流為20A，熱元件額定電流為11A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為6.8～11A?？紤]到大車拖動(dòng)電機(jī)額定電流為9.8A，故熱繼電器的動(dòng)作電流整定為9.8A，這樣能保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)可靠動(dòng)作。</p>

64、<p>　　(3) 小車拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR4的選擇</p><p>　　根據(jù)小車電機(jī)額定電流為5A，可選與傳送帶A、B拖動(dòng)電機(jī)同樣型號(hào)規(guī)格的熱繼電器JR0-20/3D作為小車拖動(dòng)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)電器。</p><p>　　(4) 吊鉤拖動(dòng)電機(jī)的熱繼電器FR5的選擇</p><p>　　根據(jù)吊鉤電機(jī)額定電流為19.7A，查《電器控制》，選擇熱繼電器型號(hào)為J

65、R0-60/3D，數(shù)量為1只，極數(shù)為3，有斷相保護(hù)和溫度補(bǔ)償功能，觸頭數(shù)量：1個(gè)常閉，1個(gè)常開(kāi)。其額定電壓為交流500V，額定電流為60A，熱繼電器熱元件額定電流為22A，調(diào)節(jié)范圍14～22A，故熱繼電器的動(dòng)作電流整定為19.7A，這樣能保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)可靠動(dòng)作。</p><p>　　2.2.2.6 電流繼電器選擇</p><p>　　本電鍍行車吊鉤電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)，起動(dòng)電

66、阻的接入和切除用電流繼電器KI1～KI3分別控制接觸器KM11～KM13來(lái)實(shí)現(xiàn)，查《中低壓電控使用技術(shù)》，可選型號(hào)為L(zhǎng)L-63的電流繼電器3只，其觸點(diǎn)數(shù)為一動(dòng)合、一斷開(kāi)，最大整定電流值為20A，電流整定范圍5～20A，動(dòng)作時(shí)間1 .1倍整定值時(shí)小于20ms，觸頭斷開(kāi)容量AC250V，電壽命10萬(wàn)次。</p><p>　　2.2.2.7 中間繼電器選擇</p><p>　　為了防止

67、電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流由零增大到最大值的一段時(shí)間內(nèi)，電流繼電器還未動(dòng)作，而接觸器線圈通電吸合將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)變?yōu)橹苯悠饎?dòng)。故在電路中設(shè)置了中間繼電器，在起動(dòng)時(shí)由中間繼電器的常開(kāi)觸頭來(lái)切斷接觸器KM11～KM13的線圈回路，這樣就可保證起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子回路接入全部電阻。查《低壓電器維修手冊(cè)》，可選型號(hào)為DZ-650的中間繼電器1只，其額定電流為DC24V，動(dòng)作時(shí)間小于40mm，觸點(diǎn)容量為AV250V。</p><p&

68、gt;　　2.2.2.8 制動(dòng)電磁鐵型號(hào)的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的機(jī)械抱閘制動(dòng)器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)由機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供，這里只需向機(jī)械方面的工程技術(shù)人員提供選擇制動(dòng)電磁鐵的要求即可，即要求對(duì)大車和小車拖動(dòng)電機(jī)采用通電抱閘制動(dòng)方式；為了防止突然停電時(shí)吊鉤上的重物自由落下，應(yīng)對(duì)吊鉤拖動(dòng)電機(jī)采用斷電抱閘制動(dòng)方式。同時(shí)所有制動(dòng)電磁鐵的額定電壓值均與前面所選定的接觸器線圈的額定電壓相同，即均為交流220V，這

69、樣可減少PLC負(fù)載電源的種類和電壓等級(jí)的數(shù)量，便于控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和接線。</p><p>　　2.2.2.9熔斷器選擇</p><p>　　熔斷器FU1接于直流穩(wěn)壓電源GD的輸入電路中，它所保護(hù)的對(duì)象為直流穩(wěn)壓電源GD，該直流穩(wěn)壓電源GD向PLC的負(fù)荷供電，其負(fù)荷中沒(méi)有沖擊性負(fù)荷，因此，該直流穩(wěn)壓電源GD的輸入電路中沒(méi)有沖擊性電流。</p><p>　　據(jù)此

70、，查《電器控制》可選型號(hào)選為RL1-15的螺旋式熔斷器1只作直流穩(wěn)壓電源GD電路的短路保護(hù)熔斷器FU1，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　URD.N=380V，IRD.N=15A，IRT.N=10A，Idl=2KA</p><p>　　2.2.3 電氣原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　本自動(dòng)線中的電動(dòng)機(jī)控制線路，采用交流380/220V電源供電，電源開(kāi)關(guān)采用刀

71、開(kāi)關(guān)與自動(dòng)開(kāi)關(guān)串聯(lián)的組合形式，其中刀開(kāi)關(guān)起隔離電源、安全檢修的作用，自動(dòng)開(kāi)關(guān)起短路保護(hù)作用。電動(dòng)機(jī)控制線路中各電機(jī)主電路接于380V電源，控制電路接于220V電源。各電機(jī)主電路采用接觸器控制，并采用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)，其中大車電機(jī)、小車電機(jī)和吊鉤電機(jī)采用電磁抱閘制動(dòng)。因?qū)嶋H需要，吊鉤電機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。因此，電鍍行車電動(dòng)機(jī)的主電路、局部照明電路、向PLC負(fù)載供電的直流穩(wěn)壓電源如附錄A中的圖A.1所示。</p><

72、p>　　在附圖A.1所示主電路中，根據(jù)前面所確定的控制方案，各主軸電機(jī)的接觸器KM1～KM10的線圈由PLC控制。因此，在該圖中不需再給出這些接觸器的線圈控制回路。</p><p>　　信號(hào)和故障顯示采用DC24V發(fā)光二極管，因此，電路中配備了一臺(tái)AC220V/DC24V變壓器向該二極管電路提供24V直流電源。該電源及其整流變壓器由協(xié)作單位供貨。</p><p>　　在附圖A.1的自

73、動(dòng)開(kāi)關(guān)QF2作為穩(wěn)壓電源和PLC及其負(fù)載的短路保護(hù)，接觸器KM作為PLC及其負(fù)載的電源控制電器。</p><p>　　2.2.4 輔助電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.4.1 PLC負(fù)載電源電路設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC的負(fù)載包括接觸器線圈、電磁換向閥線圈、信號(hào)指示燈、電鈴和蜂鳴器等五種。為了減少指示燈占用的信號(hào)顯示屏的安裝面積，需要選用體積較小的信號(hào)指

74、示燈。目前在各類信號(hào)指示燈中，只有發(fā)光二極管的體積較小，因此，只能選用發(fā)光二極管作該控制系統(tǒng)的過(guò)程顯示指示燈。由于發(fā)光二極管屬直流元件，其電壓等級(jí)較高的也只有24V，因此就需要為PLC負(fù)載配置一臺(tái)輸出電壓為24V的直流穩(wěn)壓電源GD。此外，需要在該穩(wěn)壓電源的輸入回路配置一只熔斷器FU1作其短路保護(hù)。根據(jù)以上配置情況，可將PLC負(fù)載電源電路的電氣原理圖設(shè)計(jì)成如附圖A.1所示的形式。但直流穩(wěn)壓電源GD以及向該電源供電的變壓器TC由協(xié)作單位供貨

75、,作者只負(fù)責(zé)向協(xié)作單位提供這兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.2.4.2 PLC及其負(fù)載的電源控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在電鍍行車正常工作下，通常PLC及其負(fù)載的電源應(yīng)一直處于供電狀態(tài)，因此，可采用由按鈕和接觸器組成的啟、保、停電路對(duì)它們的電源進(jìn)行通/斷控制。為此，需為PLC及其負(fù)載配置一只接觸器KM作為其電源的通/斷控制電器，并需為接觸器KM的線圈控制回路配置一只

76、接通按鈕SB14和一只緊急停止按鈕SB15，以對(duì)PLC及其負(fù)載的電源進(jìn)行通／斷操作。據(jù)此，可將PLC及其負(fù)載的電源控制電路的電氣原理圖設(shè)計(jì)成如附圖A.2所示的形式。</p><p>　　2.2.4.3 控制系統(tǒng)電源指示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　為了讓操作人員和維修人員能夠及時(shí)、方便地了解基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)電源的狀態(tài)，以便為進(jìn)一步的操作、維修以及對(duì)故障的分析判斷提供依據(jù)。因此，

77、應(yīng)為控制系統(tǒng)配置一只電源指示燈HLD，并應(yīng)將該指示燈直接跨接到電動(dòng)機(jī)主電路的相線與零線之間，如圖附圖A.1所示。在電源指示電路中不應(yīng)串入任何開(kāi)關(guān)或保護(hù)電器，以免因開(kāi)關(guān)或保護(hù)電器方面的原因，造成電源指示燈不能正確地指示出電源工作狀態(tài)的后果。</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 PLC I/O元件選型</p><p>

78、;　　2.3.1.1 PLC運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)SA1 </p><p>　　可選規(guī)格最小的XB2-BD25型具有1對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)的二位置旋鈕作PLC運(yùn)行／停止控制開(kāi)關(guān)SA1。其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　UN=220V，IN=5A，手柄操作位置2個(gè)，常開(kāi)觸點(diǎn)1對(duì)，沒(méi)有常閉觸點(diǎn)。</p><p>　　2.3.1.2 工作方式選擇開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇</p>

79、<p>　　為了滿足控制要求，本電鍍行車控制系統(tǒng)設(shè)置了手動(dòng)、單周和連續(xù)三種工作方式；且電鍍種類也分為鍍鋅、鍍鉻和鍍鎳鎘三種。在任何時(shí)刻，控制系統(tǒng)都只能選中其中的一種工作方式，絕對(duì)不能有兩種或兩種以上的工作方式被選中，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。由于與PLC輸入點(diǎn)相連的一般都是電器元件的常開(kāi)觸點(diǎn)，也就是說(shuō)，在任何時(shí)刻，工作方式選擇開(kāi)關(guān)都只能有一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。例如，當(dāng)工作方式選擇開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)工作方式這一檔位時(shí)，此時(shí)只能有這一檔位的觸點(diǎn)閉

80、合，而其余檔位的觸點(diǎn)都必須處于斷開(kāi)狀態(tài)。通過(guò)工作方式選擇開(kāi)關(guān)中手動(dòng)這一檔位的觸點(diǎn)閉合，其余檔位的觸點(diǎn)斷開(kāi)的這一狀態(tài)，使與之相連接的輸入繼電器X的狀態(tài)分別為“1”和“0”態(tài)，使得系統(tǒng)只執(zhí)行手動(dòng)工作方式的程序，其余工作方式的程序?qū)⒈辉竭^(guò)而不執(zhí)行。同理，當(dāng)工作方式選擇開(kāi)關(guān)打到單周和連續(xù)這兩種工作方式中的任何一檔位時(shí)，此時(shí)也只能有被選中的工作方式的檔位的觸點(diǎn)閉合，而其余檔位的觸點(diǎn)處于斷開(kāi)位置。由于在任何時(shí)刻都只能選中一種工作方式，所以工作方式選

81、擇開(kāi)關(guān)必須有三個(gè)操作位置來(lái)對(duì)應(yīng)三種工作方式。除此外，工作方式選擇開(kāi)關(guān)還應(yīng)有一個(gè)零位。當(dāng)工作方式選擇開(kāi)關(guān)手柄置于零位時(shí)，工作方式選擇開(kāi)關(guān)的所有觸</p><p>　　2.3.1.3 按鈕型號(hào)的選擇</p><p>　　對(duì)電鍍行車控制系統(tǒng)中所有按鈕的要求是，只需一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)即可。根據(jù)國(guó)家對(duì)按鈕帽顏色的規(guī)定：紅色代表停止，而綠色代表起動(dòng)。所以在選取按鈕時(shí)應(yīng)根據(jù)按鈕所起作用來(lái)選取按鈕帽的顏色。PL

82、C 輸入點(diǎn)的電壓為直流24V，電流小于100mA。根據(jù)以上要求，查《低壓電器維修手冊(cè)》，選用型號(hào)為L(zhǎng)A19-11D的按鈕14個(gè)。手動(dòng)工作方式按鈕、啟動(dòng)按鈕、預(yù)開(kāi)按鈕和PLC負(fù)載電源接通按鈕選綠色，共13個(gè)；緊急停止按鈕和預(yù)停按鈕為紅色，共2個(gè)。</p><p>　　2.3.1.4 光電開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　電鍍行車傳送帶上光電開(kāi)關(guān)主要用來(lái)檢測(cè)吊籃，因吊籃為金屬物品，所以查《工廠常

83、用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選用型號(hào)為L(zhǎng)J2-15的光電開(kāi)關(guān)3只，其額定電壓為DC24V，元件檢測(cè)距離為100mm，最高工作頻率為20次/秒，回環(huán)寬度≤3mm，重復(fù)定位精度≤0.1mm。</p><p>　　2.3.1.5 行程開(kāi)關(guān)型號(hào)的選擇</p><p>　　電鍍行車中各電機(jī)的運(yùn)行速度比較緩慢，使得各行程開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的速度也同樣較為緩慢，這樣使得處于電路中的行程開(kāi)關(guān)的觸頭在閉合和斷開(kāi)時(shí)都將產(chǎn)生

84、較長(zhǎng)時(shí)間的電弧，而且電弧存在的時(shí)間越長(zhǎng)，就越容易燒壞行程開(kāi)關(guān)的觸頭。為了避免行程開(kāi)關(guān)在閉合和斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧燒壞其觸頭，所以本課題不能采用直動(dòng)式的行程開(kāi)關(guān)，而應(yīng)選擇滾輪式行程開(kāi)關(guān)。對(duì)個(gè)行程開(kāi)關(guān)的選擇要求是：只需1對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)即可。PLC 輸入點(diǎn)的電壓為直流24V，電流小于100mA。根據(jù)以上要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選取型號(hào)為L(zhǎng)X31-4的行程開(kāi)關(guān)18個(gè)。</p><p>　　2.3.1.6 指示燈型號(hào)的選

85、擇</p><p>　　為減少PLC負(fù)載電源的種類和電壓等級(jí)的級(jí)數(shù)，便于控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和接線，指示燈的額定電壓也應(yīng)選為直流24V。根據(jù)國(guó)家對(duì)指示燈顏色的規(guī)定：表示工作方式、運(yùn)行過(guò)程等的指示燈的顏色應(yīng)為綠色，表示故障的指示燈應(yīng)為紅色。根據(jù)以上要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選取型號(hào)為AD1-22/11的指示燈，其中綠色10個(gè)，紅色5個(gè)。</p><p>　　2.3.1.7 電鈴和蜂

86、鳴器型號(hào)的選擇</p><p>　　為減少PLC負(fù)載電源的種類和電壓等級(jí)的級(jí)數(shù)，便于控制機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和接線，電鈴和蜂鳴器的額定電壓也應(yīng)選為直流24V。根據(jù)以上要求，查《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》，選取型號(hào)為UCZ4-75的電鈴，數(shù)量1個(gè)。蜂鳴器選用型號(hào)為701-2型，數(shù)量1個(gè)。</p><p>　　2.3.2 PLC輸入/輸出元件確定</p><p>　　2.3.

87、2.1 所需PLC輸入元件及輸入點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)</p><p>　　預(yù)開(kāi)按鈕SB11、啟動(dòng)按鈕SB12和預(yù)停按鈕SB13，占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　工作方式選擇開(kāi)關(guān)SA2用來(lái)選擇手動(dòng)、單周、連續(xù)三種工作方式的一種，占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　電鍍種類選擇開(kāi)關(guān)SA3用來(lái)選擇鍍鋅、鍍鉻、鍍鎳鎘三種電鍍中的一種，占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。&l

88、t;/p><p>　　電鍍行車及傳送帶的手動(dòng)操作按鈕SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8、SB9、SB10均為一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，它們共占用PLC的10個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　用于檢測(cè)傳送帶吊籃位置的光電開(kāi)關(guān)為SP1、SP2、SP3，它們共占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　用于吊鉤拖動(dòng)電機(jī)串電阻起動(dòng)的欠電流繼電器為KI1、KI2、

89、KI3，它們共占用PLC的3個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　用于檢測(cè)電鍍行車大車運(yùn)行位置的行程開(kāi)關(guān)為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9，它們共占用PLC的9個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　用于檢測(cè)電鍍行車小車運(yùn)行位置的行程開(kāi)關(guān)SQ10、SQ11、SQ12、SQ13、SQ14、SQ15、SQ16、SQ17，它們共占用PLC的8個(gè)輸入點(diǎn)。</p>

90、<p>　　用于檢測(cè)吊鉤升降位置的行程開(kāi)關(guān)SQ18，占用PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　用于電鍍行車各電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)的熱繼電器為FR1、FR2、FR3、FR4、FR5，它們均為一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，共占用PLC的5個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　綜上所述，共需PLC輸入觸點(diǎn)48個(gè)。</p><p>　　2.3.2.2 所需PLC輸出元件及輸出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)

91、</p><p>　　控制電鍍行車各個(gè)電機(jī)運(yùn)行的接觸器線圈為KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、KM9、 KM10，它們共占用PLC的10個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　在吊鉤拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，用于接入和切除三段附加電阻的接觸器為KM11、KM12、KM13，用于防止三臺(tái)接觸器同時(shí)通電動(dòng)作的中間繼電器為KA，KM11、KM12、KM13和KA的線圈與PLC輸出

92、點(diǎn)的連接關(guān)系如圖3.1所示，由該圖3.1可知，KM11、KM12、KM13和KA的線圈共占用PLC的2個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　用于大車電機(jī)、小車電機(jī)、吊鉤電機(jī)制動(dòng)抱閘的電磁鐵的線圈為YB1、YB2、YB3，它們共占用PLC的3個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　預(yù)開(kāi)預(yù)告電鈴BE 1個(gè)，占用PLC的1個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　故障報(bào)警蜂鳴器BU 1個(gè)，占用P

93、LC的1個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　電鍍行車各電機(jī)運(yùn)行過(guò)程指示燈為HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、HL9、HL10，它們共占用PLC的10個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　其中傳送帶A向前指示燈為HL1；傳送帶A向后指示燈為HL2；傳送帶B向前指示燈為HL3；傳送帶B向后指示燈為HL4；大車前進(jìn)指示燈為HL5；大車后退指示燈為HL6；小車右行指示燈為HL7

94、；小車左行指示燈為HL8；吊鉤上升指示燈為HL9；吊鉤下降指示燈為HL10。</p><p>　　用于指示電鍍行車各電機(jī)過(guò)載故障的指示燈為HL10、HL11、HL12、HL13、HL14，它們共占用PLC的5個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　綜上所述，共需PLC輸出觸點(diǎn)32個(gè)。</p><p>　　2.3.3 PLC型號(hào)的確定</p><p>

95、　　2.3.3.1 對(duì)PLC物理結(jié)構(gòu)的要求</p><p>　　PLC的物理結(jié)構(gòu)可分為整體式、模塊式和疊裝式。整體式每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。模塊式和疊裝式可編程控制器的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程控制器靈活得多。模塊式和疊裝式可編程序控制器還具備有多種特殊I/O模塊供用戶選用，可完

96、成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時(shí)更換模塊等也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式或疊裝式可編程控制器。</p><p>　　由于本電鍍行車的控制系統(tǒng)一經(jīng)研制出來(lái)后，就不需要再擴(kuò)充其功能了，故可選用結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、價(jià)格較為便宜的整體式結(jié)構(gòu)的PLC。</p><p>　　2.3.3.2 對(duì)PLC的指令功能的要求</p><p>　　現(xiàn)代可編

97、程序控制器的指令功能越來(lái)越強(qiáng),內(nèi)部編程元件(如輔助繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器)的個(gè)數(shù)越來(lái)越多,任何一種PLC都可以滿足開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的要求。據(jù)此，本課題將盡量采用價(jià)格適中，且作者最熟悉的一種型號(hào)的PLC。</p><p>　　2.3.3.3 對(duì)PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的要求</p><p>　　PLC的實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于所需輸入點(diǎn)數(shù)48點(diǎn), PLC的實(shí)際輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于所需輸出點(diǎn)數(shù)32點(diǎn),在條件許可

98、的情況下，盡可能留有10%20%的余量。</p><p>　　2.3.3.4 對(duì)PLC存儲(chǔ)器容量的要求</p><p>　　PLC存儲(chǔ)器容量的估算：對(duì)于僅有開(kāi)關(guān)量輸入／輸出信號(hào)的控制系統(tǒng),將所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)乘以8,就是所需的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元數(shù)(單位為bt),即</p><p>　?。?8＋32）×8＝640bt</p><p>

99、　　同時(shí)應(yīng)盡可能留有20%的余量。</p><p>　　2.3.3.5 對(duì)PLC輸入模塊的類型及電源電壓的要求</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入電壓一般有DC24V和AC200V兩種。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短,可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點(diǎn)接觸可靠,適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。由于本電鍍行車控制系統(tǒng)的工作環(huán)境并不惡劣，且對(duì)控制系統(tǒng)操作

100、人員來(lái)說(shuō)DC24V電壓較AC200V電壓安全些。因此，本電鍍行車控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊輸入電壓選用DC24V電壓。</p><p>　　2.3.3.6 對(duì)PLC 輸出模塊的類型的要求</p><p>　　PLC輸出模塊有繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。</p><p>　　繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣,導(dǎo)通壓降小,承受瞬間過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng),每

101、一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A），在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但動(dòng)作速度較慢,壽命(動(dòng)作次數(shù))有一定的限制。</p><p>　　晶體管型與雙向可控硅型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載,它們的可靠性高,反應(yīng)速度快,壽命長(zhǎng),但是過(guò)載能力稍差，每1點(diǎn)的輸出容量只有0.5A，4點(diǎn)同時(shí)輸出的總?cè)萘坎坏贸^(guò)2A。</p><p>　　本電鍍行車對(duì)PLC輸出點(diǎn)的動(dòng)作速度要求不高，繼電器型

102、輸出模塊的動(dòng)作速度完全能夠滿足要求，且每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的方便。所以,本課題選用繼電器型輸出模塊。</p><p>　　2.3.3.7 PLC型號(hào)的確定</p><p>　　綜上所述,查閱我國(guó)各大企業(yè)使用較多的PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC的技術(shù)手冊(cè)，確認(rèn)日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-128MR型基本單元完全能夠滿足上述要求，因

103、此本課題控制系統(tǒng)的PLC選用FX2N-128MR型基本單元1臺(tái)。其主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：該型PLC為整體式結(jié)構(gòu)，具有本電鍍行車所需的所有指令功能，其輸入點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量8KB，輸入模塊電壓為DC24V，輸出模塊為繼電器型。由此可知，F(xiàn)X2N-128MR型基本單元，其技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足電鍍行車控制系統(tǒng)的上述要求。</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)</p>

104、;<p>　　3.1 PLC梯形圖總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 PLC程序的組成及各部分程序的作用</p><p>　　在第二章中，已對(duì)電鍍行車工作方式控制的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了敘述，其內(nèi)容如下：</p><p>　　為了適應(yīng)電鍍行車控制系統(tǒng)的調(diào)試、檢查和操作方便的需要，應(yīng)使電鍍行車控制系統(tǒng)具備手動(dòng)、單周和連續(xù)三種工作方式。</p>

105、;<p>　　據(jù)此，本設(shè)計(jì)基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的軟件部分應(yīng)由公用程序、手動(dòng)程序、單周程序、連續(xù)程序、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序等五個(gè)部分組成。</p><p>　　公用程序是電鍍行車在大多數(shù)工作方式下都要執(zhí)行的程序，這部分程序主要用來(lái)處理電鍍行車的各種操作信號(hào)（如預(yù)開(kāi)和預(yù)停等操作信號(hào)）、電鍍行車起動(dòng)前應(yīng)具備的各種初始信號(hào)、由連續(xù)的工作方式轉(zhuǎn)換為手動(dòng)或單周工作方式時(shí)，使連續(xù)工作方式程序復(fù)位的信號(hào)等

106、，并將處理結(jié)果作為電鍍行車啟動(dòng)、停止、程序轉(zhuǎn)換或故障報(bào)警等的一個(gè)依據(jù)。</p><p>　　連續(xù)程序是軟件中最重要的部分。它用來(lái)實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對(duì)象在無(wú)人參與的情況下對(duì)成批零件進(jìn)行自動(dòng)地連續(xù)電鍍，在電鍍完預(yù)期的零件后才自動(dòng)停下來(lái)。因此，連續(xù)程序可大大提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低加工成本。</p><p>　　單周程序可實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對(duì)象對(duì)單批零件的自動(dòng)電鍍，在電鍍

107、完單批零件后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。因此這部分程序主要用于電鍍行車控制對(duì)象及其PLC控制系統(tǒng)在組裝或檢修完成后投入生產(chǎn)前的試車，以及工人交接班時(shí)對(duì)行車的檢查。</p><p>　　手動(dòng)程序主要用來(lái)檢查和調(diào)整電鍍行車每一步的運(yùn)行狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，就是要實(shí)現(xiàn)單步控制，即按下某一步的起動(dòng)按鈕，該步就運(yùn)行直到</p><p>　　信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序用來(lái)顯示電鍍行車控制對(duì)象中各電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)、電鍍行車控制

108、對(duì)象的工作方式和運(yùn)行過(guò)程，用來(lái)在電鍍行車控制對(duì)象啟動(dòng)的所有初始條件都已具備且已按下預(yù)開(kāi)按鈕時(shí)發(fā)出音響預(yù)告信號(hào)，或在各電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)出音響故障警告信號(hào)。</p><p>　　3.1.2 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　在第二章中對(duì)電鍍行車控制對(duì)象工作方式的選擇的設(shè)計(jì)要求的敘述中，還提出了如下的要求：</p><p>　　(1)應(yīng)具有對(duì)上述三種

109、工作方式的自由選擇功能。</p><p>　　(2)為了避免程序混亂和發(fā)生機(jī)械碰撞事故，應(yīng)能避免在同一時(shí)間內(nèi)電鍍行車控制系統(tǒng)有兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。</p><p>　　為滿足上述要求，從程序的總體結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用跳步法設(shè)計(jì)基于PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的用戶程序，即將手動(dòng)程序、單周程序和連續(xù)程序分隔在不同的跳步區(qū)，同時(shí)應(yīng)能保證在同一時(shí)間內(nèi)，所有跳步區(qū)中只有一個(gè)跳步區(qū)的跳步條件滿足