電鍍流水線生產(chǎn)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)方案

1 電鍍流水線生產(chǎn)系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)方案 第 1 章 機(jī)電傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)目標(biāo)要求 一、課程設(shè)計(jì)目的 機(jī)電傳動(dòng)控制 課程設(shè)計(jì)為該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，在本課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)鞏固和加強(qiáng) 課程所學(xué)習(xí)的知識(shí)，掌握課程知識(shí)實(shí)際應(yīng)用的能力。學(xué)會(huì)運(yùn)用機(jī)電傳動(dòng)控制的原理和分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的方法。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合已學(xué)知識(shí)，完成簡(jiǎn)單完整的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力；完成 制程序設(shè)計(jì)，增強(qiáng)編程軟件使用的能力； 并在聯(lián)機(jī)程序調(diào)試過(guò)程中，增強(qiáng)實(shí)際操作能力。 二、課程設(shè)計(jì)要求 課程設(shè)計(jì)是一綜合性的實(shí)踐工作過(guò)程，需要依據(jù)給定設(shè)計(jì)任務(wù)，完成一系列的設(shè)計(jì)工作。這些設(shè)計(jì)工作的內(nèi)容以課程設(shè)計(jì)任務(wù)的形式說(shuō)明列出，同時(shí)完成的設(shè)計(jì)工作以設(shè)計(jì)成果的形式保留，設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)成果要求分列如下。 1課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求 熟悉 典型設(shè)備分析的 一般方法，分析電氣控制系統(tǒng)的需要和條件； 查閱技術(shù)資料和手冊(cè)，合理選用設(shè)計(jì)方案； 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，完成電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖設(shè)計(jì) 掌握使用計(jì)算機(jī)軟件編制 序的應(yīng)用方法，完成 序設(shè)計(jì)； 使用仿真設(shè)備調(diào)試程序； 撰寫規(guī)范的設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。 2課程設(shè)計(jì)成果要求 包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、圖紙、實(shí)物樣品等要求 繪制完成設(shè)備與信號(hào)布置簡(jiǎn)圖 繪制完成電氣控制系統(tǒng)電路圖（包括 子圖） 設(shè)計(jì)與編制 戶程序（控制流程圖、梯形圖） 仿真設(shè)備調(diào)試程序及說(shuō)明 撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫內(nèi)容要求 任務(wù)說(shuō)明 任務(wù)分析 控制方案設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程說(shuō)明 控制流程分析 2 制程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 調(diào)試程序說(shuō)明 總結(jié) 圖附件 參考文獻(xiàn) 第 2 章 機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)課題 電鍍流水線生產(chǎn)系統(tǒng)控制 一 . 電鍍流水線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電鍍流水線系統(tǒng)根據(jù)電鍍加工工件的特殊工藝流程而設(shè)計(jì)制造 的一種高效率自動(dòng)化專用設(shè)備。 設(shè)備采用自動(dòng)起吊設(shè)備，遠(yuǎn)距離控制方式工作。 電鍍流水線系統(tǒng)由點(diǎn)鍍槽，電鍍液回收槽，掛架和起吊機(jī)構(gòu) 組成， 起吊機(jī)構(gòu)吊鉤的移動(dòng) 采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由電氣 控制 系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn) 工作自動(dòng)循環(huán)的控制 。 電鍍流水線系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程是由人工將工件懸掛在掛具上，掛具放置在掛架上，按下自動(dòng)工作啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始自動(dòng)工作。自動(dòng)工作過(guò)程包括吊鉤下降吊起掛有工件的掛具，移動(dòng)吊鉤到達(dá)鍍槽，吊鉤下降將工件浸入鍍槽內(nèi) 電鍍液中，電鍍完成后返回移動(dòng)并經(jīng)過(guò)三個(gè)電鍍液回收槽回收電鍍液，最后返回到掛架位置，放下掛具，完成自動(dòng)工作循環(huán)后，由人工取下加工好的工件。 電鍍系統(tǒng)采用行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)吊鉤是否到達(dá)預(yù)定位置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)部件工作循環(huán)如圖 2示。 3 圖 2鍍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與移動(dòng)部件工作循環(huán)圖 二 . 電鍍系統(tǒng) 控制要求 電鍍系統(tǒng)工藝過(guò)程 電鍍系統(tǒng)的工藝過(guò)程如圖 2示，由人工將工件放置到掛具上，啟動(dòng)自動(dòng)工作過(guò)程。首先吊鉤下降，將掛架上的掛件吊起，并移至鍍槽 1 進(jìn)行電鍍加工，然后經(jīng)鍍槽 2，鍍槽 3，鍍槽 4 處理后返回掛架，處理 完成的零件由人工取出，由此結(jié)束一次加工循環(huán)過(guò)程。 4 圖 2鍍系統(tǒng)處理零件工藝過(guò)程 電鍍系統(tǒng)的控制要求 電鍍系統(tǒng)的控制要求，是通過(guò)滿足電鍍系統(tǒng)的工作要求形成的，控制系統(tǒng)的功能必須滿足電鍍系統(tǒng)所有的工作要求。電鍍系統(tǒng)的工作要求包含三個(gè)方面，工作方式要求，工作過(guò)程要求，安全穩(wěn)定工作要求。 1）電鍍系統(tǒng)工作方式要求 為保證電鍍系統(tǒng)能夠處于正常工作， 要求 電鍍系統(tǒng)具備二種工作方式： 吊鉤能夠 點(diǎn)動(dòng) 后移調(diào)整，以及吊鉤不在掛架位時(shí)能夠快速 復(fù)位 ； 吊鉤能夠點(diǎn)動(dòng)向下調(diào)整，以及吊鉤不在 上端位置時(shí)能夠快速?gòu)?fù)位； 電鍍系統(tǒng) 全自動(dòng)工作循環(huán) 工作； 2）電鍍系統(tǒng)工作過(guò)程要求 電鍍系統(tǒng)工作過(guò)程是電鍍系統(tǒng)在正常加工時(shí) 整 機(jī) 全自動(dòng)循環(huán) 的工作過(guò)程，電鍍零件工作過(guò)程需要滿足如下要求： 按下啟動(dòng)按鈕， 吊鉤 下降，到位后吊起懸掛零件的掛具，上升到位后停留 16秒； 吊鉤前移到鍍槽 1 上方停住，吊鉤下降到位，工件侵入槽中， 2 分鐘后吊鉤上升并停留 30 秒； 5 吊鉤后移到電鍍液回收槽 2 上方停住，吊鉤下降到位，工件侵入槽中， 32 秒后吊鉤上升并停留 16 秒； 吊鉤后移到電鍍液回收槽 3 上方停住，吊鉤下降到位，工件侵入 槽中， 32 秒后吊鉤上升并停留 16 秒； 吊鉤后移到電鍍液回收槽 4 上方停住，吊鉤下降到位，工件侵入槽中， 32 秒后吊鉤上升并停留 16 秒； 吊鉤后移返回到掛架處，加工循環(huán)結(jié)束。 3）電鍍系統(tǒng)控制系統(tǒng)元件配置與工作要求 電鍍系統(tǒng)吊鉤橫向移動(dòng)電機(jī)為 3直方向移動(dòng)電機(jī)為 2動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，所有工步切換由行程開(kāi)關(guān)控制。電器元件工作關(guān)系如表 2示。 表表 2器元件工作關(guān)系表 注：加號(hào)，電器元件為得電狀態(tài)，減號(hào)，電器元件為失電狀態(tài)。 4）電鍍系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作要求 具有運(yùn)動(dòng)部件間安全工作 的聯(lián)鎖功能； 具有位置保護(hù)功能 （如極限位、越位、相對(duì)位置保護(hù)）； 電氣控制系統(tǒng)具有短路，電動(dòng)機(jī)過(guò)載等保護(hù)功能； 具有 應(yīng)急操作功能 具有照明、指示燈輔助功能。 三 、 電鍍流水線電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、總體方案設(shè)計(jì) 1）電氣控制系 統(tǒng)的控制對(duì)象為進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)加工零件的機(jī)械設(shè)備，由于室內(nèi)常溫，工作環(huán)境較好，對(duì)控制系統(tǒng)無(wú)特殊要求。 2）設(shè)備由車間低壓電網(wǎng)供電，設(shè)備驅(qū)動(dòng)電壓 380v，供電頻率 50 赫茲。 3）設(shè)備電氣控制為普通開(kāi)關(guān)量控制，要求自動(dòng)完成加工，單個(gè)運(yùn)動(dòng)部件能 獨(dú)立調(diào)整工作，同時(shí)設(shè)備具有電器保護(hù)及聯(lián)鎖保護(hù)等功能。 工作狀態(tài) （工步） 吊鉤電機(jī) 主令電器 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 向前移動(dòng) 下移動(dòng) 向上移動(dòng) 后移動(dòng) 6 4）電鍍系統(tǒng)吊鉤橫向移動(dòng)電機(jī)為 3直方向移動(dòng)電機(jī)為 2動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，所有工步切換由行程開(kāi)關(guān)控制。 2、 控制方案 1） 控制系統(tǒng)采用開(kāi)關(guān)量控制 2） 基于設(shè)備自動(dòng)控制的要求，控制對(duì)象為單機(jī)設(shè)備，控制系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，采用 3） 由工作要求確定，控制系統(tǒng)在兩種模式下運(yùn)行，即全自動(dòng)工作循環(huán)，手動(dòng)調(diào)整工作。 4） 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)無(wú)制動(dòng)控制。 5） 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路三相電源供電，電壓 380v 6） 機(jī)工作電源為交流電源電壓 220v，交流接觸器線圈使用交流電源，電壓 220v，主令控制電器及行程開(kāi)關(guān)等使用 24v 直流電源 7） 控制系統(tǒng)具有短路和過(guò)載保護(hù)功能，各電機(jī)之間有聯(lián)鎖保護(hù)功能 3、電氣系統(tǒng)圖以及 子圖 電氣控制系統(tǒng)由兩部分組成，主電路以及 備構(gòu)成的控制部分，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)交流接觸器主觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)電路的接通與斷開(kāi)，采用熔斷器和熱繼電器進(jìn)行短路與過(guò)載保護(hù)，同時(shí)通過(guò)控制變壓器，提供滿足系統(tǒng)工作以及 備需要的電源電壓。 如下圖， 合 轉(zhuǎn)前移， 合時(shí)反轉(zhuǎn)后移； 合時(shí) 轉(zhuǎn)下移， 合時(shí)反轉(zhuǎn)上移。 圖 2氣系統(tǒng)圖 7 圖 2子圖 表 2器元件明細(xì)表 平移動(dòng)電機(jī) 1 正轉(zhuǎn)前移 直移動(dòng)電 機(jī) 1 反轉(zhuǎn)后移 停按鈕 2 正轉(zhuǎn)下移 動(dòng)按鈕 2 反轉(zhuǎn)上移 移電動(dòng)控制 平方向行程開(kāi)關(guān) 移電動(dòng)控制 直方向行程開(kāi)關(guān) 鉤不在掛架位時(shí)快速?gòu)?fù)位 路保護(hù)熔斷器 鉤不在上端位時(shí)快速?gòu)?fù)位 載保護(hù)熱繼電器 動(dòng)停止按鈕 流器 源隔離開(kāi)關(guān) 制變壓器 源開(kāi)關(guān) 動(dòng)與自動(dòng)切換旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) 表 2器元件信號(hào)與 接的通道分配表 輸入 輸出 8 元件 通道地址 元件 通道地址 0 0 1 1 2 2 3 3 4 5 7 10（自動(dòng)） 動(dòng)） 11 12 13 14 15 16 17 3)功能圖 9 10 5）梯形圖 11 12 13 程序調(diào)試 應(yīng)用 入程序，檢查、仿真并運(yùn)行。 1） 14 15 2） 梯形圖（點(diǎn)擊“工程” -“編輯數(shù)據(jù)” -“改變程序類型”將 改為梯形圖） 16 17 18 19 20 21 3） 指令表（點(diǎn)擊按鈕 將梯形圖轉(zhuǎn)換為指令表） 22 23 24 4） 程序調(diào)試 點(diǎn)擊圖標(biāo) 圖 2單啟動(dòng) 繼電器內(nèi)存監(jiān)視 圖 225 打開(kāi)“軟件元 ”“軟件元窗口” 圖 2、 課程設(shè)計(jì)小結(jié) 時(shí)間飛逝，歲月如梭，白駒過(guò)隙，時(shí)光荏苒。不知不覺(jué)中我們的課程設(shè)計(jì)就結(jié)束了。本次 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。從課題到設(shè) 計(jì)初步成型再到完善的過(guò)程中，我們有困惑也有疑慮，但我們并不退縮，拿破侖說(shuō)過(guò) 勝利屬于最堅(jiān)忍的人。正所謂鍥而不舍，金石可鏤，我們查找資料結(jié)合實(shí)際， 在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的過(guò)程中，我們不斷完善，不斷創(chuàng)新。從 件的安裝 到 實(shí)現(xiàn) 制系統(tǒng)的調(diào)試 ，從流程圖梯形圖的設(shè)計(jì)到繪制，我們學(xué)到了很多，進(jìn)步了很多。 學(xué)習(xí)本無(wú)底，前進(jìn)莫徬徨。 在 課程設(shè)計(jì) 的過(guò)程中，我 學(xué)習(xí)并掌握了很多 東西 。首先 最 基礎(chǔ)的是我們學(xué)習(xí)并了解了 基本構(gòu)造，所謂萬(wàn)丈高臺(tái)，起于壘土，了解 基本構(gòu)造給我們夯實(shí)了基礎(chǔ)，為我們接下來(lái)的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。其 次，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上我們循序漸進(jìn)， 首先我們 分析討論了系統(tǒng)的工藝過(guò)程 ，然后 利用 出順序功能圖，將順序功能圖轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪螆D，之后利用 件編程 完成調(diào)試。 再長(zhǎng)的路，一步步也能走完，再短的路，不邁開(kāi)雙腳也無(wú)法到達(dá) 。從課本知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用 程設(shè)計(jì) 讓我 對(duì) 序功能圖、梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我更加了解了關(guān)于 計(jì)原理與方法。 這次課程設(shè)計(jì)真正的讓我們了解了實(shí)際中 使用 呂氏春秋里說(shuō)：萬(wàn)人操弓，共射