自動送料小車

1、摘 要小車循環(huán)送料對實際生產(chǎn)非常實用，而控制小車循環(huán)送料采用傳統(tǒng)的電氣控制，不僅能提高勞動生產(chǎn)率，同時相比PLC制造成本更低，促進(jìn)了社會的發(fā)展。本文主要介紹了送料小車控制系統(tǒng)即用傳統(tǒng)電氣元件控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的方法實現(xiàn)對小車循環(huán)送料的控制，并對控制的過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。由于設(shè)計的控制系統(tǒng)需要相關(guān)的電氣元器件，如電機(jī)、時間繼電器、交流繼電器等，本文也做了初略的說明，方便對控制系統(tǒng)的了解。關(guān)鍵字： 循環(huán)送料 電氣控制系統(tǒng) 時間繼電器前 言隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動化，越來越多的工廠設(shè)備采用PLC、變頻器、自動化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝也得到了迅速發(fā)展?，F(xiàn)在運料小車

2、電氣控制系統(tǒng)多為PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)不僅成本高，維護(hù)不方便，還必須有專業(yè)技術(shù)人員安裝調(diào)試。繼電器接觸器組成的運料小車控制系統(tǒng)具有連線簡單，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點。在自動生產(chǎn)線上，各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運。小車通常采用電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)，電動機(jī)反轉(zhuǎn)小車后退。自動生產(chǎn)線上使用的轉(zhuǎn)運小車，是常用的生產(chǎn)設(shè)備，它運行正常否，對生產(chǎn)影響很大，該控制系統(tǒng)具有簡單可靠等優(yōu)點，有借鑒的價值。目 錄摘要前言第一章：課題設(shè)計內(nèi)容及要求41.1小車的基本內(nèi)容 41.2設(shè)計的基本要求4第二章：設(shè)計系統(tǒng)的確定52.1制系統(tǒng)在送料小車中的作用和地位52.2制系統(tǒng)的類型

3、及其特點和適用場合52.3系統(tǒng)的最終確定5第三章：設(shè)計系統(tǒng)方案3.1 選擇電動機(jī)、小車、時間繼電器63.2輸出部分硬件的選擇 83.3流程圖的設(shè)計93.4 主電路及控制電路的設(shè)計 10附錄一控制電路的電氣原理圖附錄二控制柜柜面控制圖附錄三控制柜端子接線圖第四章 系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)12結(jié)束語12參考文獻(xiàn)13致謝13引 言隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動化發(fā)展，越來越多的工廠設(shè)備采用PLC、變頻器等自動化控制，自動化程度越來越高。PLC控制技術(shù)在生產(chǎn)工藝得到了迅速發(fā)展。但PLC控制技術(shù)因為制造成本高，需專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)等缺點使使用范圍受到了限制。第一章 課題設(shè)計內(nèi)容及要求11 小車的基本內(nèi)容小車行程 電

4、動機(jī)拖動的運輸小車，可以向A、B兩個工作位運送物料，其動作過程如下圖所示 小車的行程要求 小車把物料送到B處壓下行程開關(guān)SQ2并停1分鐘后返回，返回原位時壓下行程開關(guān)SQ1并停1分鐘。以此往復(fù)。小車的控制系統(tǒng)小車在送料時，需要可靠的控制系統(tǒng)，這樣就能準(zhǔn)確的送到A、B兩個位置；在生產(chǎn)中，也就能提高生產(chǎn)效率。1.2 設(shè)計的基本要求通過送料小車的行程分析，并充分考慮小車送料在實際中的應(yīng)用，設(shè)計出優(yōu)良的控制系統(tǒng)，達(dá)到送料小車的行程要求。由于控制系統(tǒng)是主體部分，要求設(shè)計的系統(tǒng)須經(jīng)過充分的理論論證及實驗才能投入實際運行。第二章 設(shè)計系統(tǒng)的確定2.1 控制系統(tǒng)在送料小車中的作用和地位在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了

5、提高勞動生產(chǎn)率，降低成本，減輕人的勞動負(fù)擔(dān)，要求整個工藝生產(chǎn)過程全盤自動化，這就離不開控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的靈魂，對整個生產(chǎn)線起著指揮的作用，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的的連續(xù)運行，重者甚至發(fā)生人生安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。2.2 控制系統(tǒng)的類型及其特點和適用場合2.21可編程控制系統(tǒng)（1） 20世紀(jì)60年代末，人們研制出了自動控制設(shè)備PLC。由于PLC具有優(yōu)良的技術(shù)性能，因此它一問世就很快得到了推廣。現(xiàn)在，PLC不緊能進(jìn)行邏輯控制，在模擬量的閉環(huán)控制、數(shù)字量的智能控制、數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控、通信連網(wǎng)及集散控制等方面都得到廣泛的應(yīng)用?？删幊炭刂破饕炎鳛橐粋€獨立的工業(yè)設(shè)備

6、被列入生產(chǎn)中，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)，它應(yīng)用范圍廣泛，幾乎有控制要求，就會有PLC的應(yīng)用，這種控制系統(tǒng)的特點是：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；接口模塊功能強(qiáng)、品種多；硬件配套齊全，用戶使用方便，適用性強(qiáng)；但這種控制系統(tǒng)因PLC價格昂貴，需專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)，使用范圍受到了限制。2.22繼電器控制系統(tǒng)繼電器問世以來，人們就用導(dǎo)線把各種繼電器、定時器、計數(shù)器及其接點連接起來，然后按一定的邏輯關(guān)系控制各種生產(chǎn)機(jī)械，以此種方式構(gòu)成的繼電器控制系統(tǒng)為傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)的特點是：價格便宜，性能價格比低，調(diào)試簡單，因此它適用控制邏輯較簡單、所需繼電器數(shù)量較少的程序固定的場合。2.3系統(tǒng)的最終確定在作

7、出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用時間繼電器進(jìn)行控制。通過對送料小車流程分析，控制系統(tǒng)的每一步動作都直接作用于送料小車的運行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。所以，對送料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計予以重視。對于以上兩個控制系統(tǒng)各有其優(yōu)點，但結(jié)合實際生產(chǎn)仔細(xì)考慮，小車控制系統(tǒng)簡單，同時要求控制系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，對全用繼電器控制就能達(dá)到要求的，選用時間繼電器控制系統(tǒng)比PLC控制系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)。所以，此次送料小車的控制系統(tǒng)采用繼電器控制。第三章 設(shè)計系統(tǒng)方案3.1 選擇電動機(jī)、小車、

8、時間繼電器3.1.1 電力拖動系統(tǒng)簡介及電動機(jī)的選擇凡是由電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械或工作機(jī)構(gòu)，并按照一定的程序工作的系統(tǒng)，均稱為電力拖動系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中，電動機(jī)作為送料小車的原動機(jī)，電動機(jī)的性能也直接影響到控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，在選擇電動機(jī)時也得慎重考慮。電動機(jī)型號的選擇自20世紀(jì)50年代起，我國的三相籠型異步電動機(jī)的產(chǎn)品進(jìn)行了多次更新?lián)Q代，使電動機(jī)整體質(zhì)量不斷完善。從20世紀(jì)90年代起，我國又設(shè)計開發(fā)了Y2系列三相異步電動機(jī)，Y2系列的異步電動機(jī) 的設(shè)計已達(dá)到了國際同期先進(jìn)水平。Y2系列的電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩大，采用F極絕緣，溫升裕度大，且噪聲低，電機(jī)結(jié)構(gòu)合理，體積小，質(zhì)量輕，外形新穎美觀。目前，我國已大批

9、量生產(chǎn)Y2系列電動機(jī)。根據(jù)送料小車的運行要求及電動機(jī)的市場特性，所以此送料小車的拖動系統(tǒng)的電動機(jī)也采用Y2系列的電動機(jī)。電動機(jī)的功率選擇電動機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來選擇，盡量使電動機(jī)在額定負(fù)載下運行。選擇時應(yīng)注意以下兩點： 1）如果電動機(jī)功率選得過小，就會出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機(jī)長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電動機(jī)被燒毀。 2）如果電動機(jī)功率選得過大，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利，而且還會造成電能浪費。此外，也可用類比法來選擇電動機(jī)的功率。所謂類比法就是與類似生產(chǎn)機(jī)械所用電動機(jī)的功率進(jìn)行對比。

10、在此送料小車系統(tǒng)中，考慮小車送料的能力及小車的行程問題，可選擇功率不太大的電動機(jī)，這樣就能滿足小車的運動要求，不造成電能的浪費，提高生產(chǎn)效率。3.1.2 小車的選擇在圖11中，小車運行路線是有規(guī)律的，而小車是靠電動機(jī)拖動的，這就可選用有軌小車。驅(qū)動的小車底盤的前、后各裝一導(dǎo)向銷，地面上修有一組固定路線的溝槽，導(dǎo)向銷嵌入溝槽內(nèi)，保證小車行進(jìn)時沿著溝槽移動。此種小車停位比較準(zhǔn)確，可靠性好，制造成本低。3.1.3 時間繼電器的選擇早期在交流電路中常采用空氣阻尼型時間繼電器，它是利用空氣通過小孔節(jié)流原理來獲得延時動作，它由電磁系統(tǒng)，延時機(jī)構(gòu)和觸點三部分組成。凡是時間繼電器感測元件得到動作信號后，器執(zhí)行

11、元件（觸頭）要延遲一段時間才動作的繼電器為時間繼電器。目前時間繼電器分以下幾種：空氣阻尼時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮生產(chǎn)產(chǎn)生的阻力來進(jìn)行延時的，其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，延時范圍大（0.4-180s）但延時精確度低。電磁式時間繼電器延時時間短（0.3-1.6s），但它結(jié)構(gòu)比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動機(jī)帶動減速齒輪轉(zhuǎn)動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬（0.4-72h）但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格昂貴。數(shù)字式時間繼電器具有延時精度高、延時范圍寬、壽命長、功耗低、觸點容量大、延時調(diào)整方便直觀等特點。考慮系統(tǒng)要求及

12、經(jīng)濟(jì)性本系統(tǒng)選擇數(shù)字式時間繼電器。技術(shù)參數(shù)如下3.2輸出部分硬件選擇根據(jù)小車控制系統(tǒng)的要求所需電氣設(shè)備如下表 3.1元 件 名 稱型 號變壓器TJBK5交流接觸器KM1CJ0-40線圈電壓110V 50HZ交流接觸器KM2CJ0-40線圈電壓110V 50HZ熱繼電器FRRL1-60/40熔斷器FUJR0-10/3D 整定電流為16A組合開關(guān)QSHZ2-60/3,10A,三級時間繼電器KA1ST3P-2 AC110V,50HZ時間繼電器KA2ST3P-2 AC110V,50HZ十字開關(guān)SQHW1M-1111-22N9行程開關(guān)SA1LX1-11H行程開關(guān)SA2LX1-11H按鈕開關(guān)SB1LA2

13、110V 5A按鈕開關(guān)SB2LA2 110V 5A3.3流程圖的設(shè)計對小車運行的控制要求為：小車從原位SQ1出發(fā)駛向SQ2，抵達(dá)后立即返回原位SQ1；接著又從原位SQ1出發(fā)直接駛向SQ3，抵達(dá)后又立即返回原位SQ1；第三次還從原位SQ1出發(fā)，直接駛向SQ4，抵達(dá)后仍立即返回原位SQ1。如圖31所示：圖33小車運料示意圖由小車行駛示意圖設(shè)計出流程圖如下圖34小車行駛流程圖3.4主、控制電路的選擇3.4.1小車運行主電路選擇小車送料，需要前進(jìn)和后退兩個方向的運行，電動機(jī)也就要求正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。只要把電動機(jī)定子三相繞組任意兩相調(diào)換一下接到電源上去，電動機(jī)定子相序即可改變，從而電動機(jī)就可改變方向了。圖33

14、如果用KM1、KM2兩個接觸器來完成電動機(jī)定子繞組相序的改變，那么由正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制線路就形成了。主電路如33所示。圖35電 在電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制過程中，防止主電路的電源相間短路必須作為一個重要問題來考慮，引起短路的原因其一是正、反轉(zhuǎn)對應(yīng)的兩個接觸器同時通電動作；其二是主觸點之路間的電弧引起短路，這種情況的發(fā)生是因電弧尚未熄滅，使斷開的觸點仍然處于通電狀態(tài)，而另一接觸器又通電，其觸點閉合。解決這類問題的有效方法之一是使用行程開關(guān)進(jìn)行順序控制，也就是在正轉(zhuǎn)的控制線路上串行程開關(guān)的常閉觸點SA1-1，時間繼電器線路上串上同一行程開關(guān)的常開觸點SA1-2 ; 反轉(zhuǎn)的控制線路上串行程開關(guān)的常閉觸點SA2

15、-1，時間繼電器線路上串行程開關(guān)的常開觸點SA2，從而實現(xiàn)順序控制。此外，主電路上還加了熱繼電器，用于過載保護(hù)。3.4.2小車運行控制電路選擇小車控制電路原理圖如圖3-4所示圖3-4小車自動循環(huán)控制 當(dāng)選擇自動時，按下SB2,KM1線圈得電自鎖，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，小車有A向B運動，運動到B處壓下行程開關(guān)SA1,此時SA1常閉觸點SA1-1斷開，線圈KM1失電，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，同時常開觸SA1-2閉合時間繼電器KT1線圈得電，時間繼電器KT1開始計時當(dāng)計時到1分鐘時延時閉合觸點KT1閉合，線圈KM2得電自鎖，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，小車有B向A運動。當(dāng)運動到A處時壓下行程開關(guān)SA2，此時SA2常閉觸點SA2-1斷

16、開，線圈KM2失電，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，同時常開觸點SA2-2閉合時間繼電器KT2線圈得電，時間繼電器KT2開始計時當(dāng)計時到1分鐘時延時閉合觸點KT2閉合，KM1得電線圈KM1得電自鎖。以此循環(huán)。小車的停止在遇到緊急情況或需要小車停車時，可直接按下停止按鈕SB1，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)，小車也隨之停止。手動控制當(dāng)選擇手動按鈕時，執(zhí)行手動操作，把十字開關(guān)打到左邊，此時字開關(guān)左邊此時SQ1-2閉合，SQ1-1常閉觸斷開，KM1得電并自鎖，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，時間繼電器KA2斷開，如需停車按下SB1;同理把十字開關(guān)打到右邊此時SQ2-2閉合，SQ2-1常閉斷開，KM2得電并自鎖，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，時間繼電器KA2斷開,如需停

17、車按下SB1。小車的停止在遇到緊急情況或需要小車停車時，可直接按下停止按鈕SB1，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)，小車也隨之停止。 第四章 系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)小車循環(huán)送料系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中運用廣泛，將時間繼電器接觸器應(yīng)用到運料小車電氣控制系統(tǒng),可實現(xiàn)運料小車的自動化控制,降低系統(tǒng)的運行費用。繼電器接觸器運料小車控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)成本低、使用范圍廣、連線簡單、可維護(hù)性好,安裝、維修和改造方便等優(yōu)點。此次設(shè)計的系統(tǒng)可讓小車循環(huán)地向不同的兩個工位送料，如果加以拓展，則可以向更多的工位送料，這種運用時間繼電器接觸器控制的送料方式停位準(zhǔn)確，自動化高，可操作性強(qiáng)，在工廠中是非常實用的。在此次設(shè)計中，將控制系統(tǒng)優(yōu)化，此控制系統(tǒng)使小車

18、有自動循環(huán)、手動兩種控制方式。增強(qiáng)了送料的實用性，在生產(chǎn)線上有十分重要的意義。同時系統(tǒng)設(shè)計也存在一些不足，可靠性不是很強(qiáng)。結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計對我來說，主要的工作已經(jīng)基本完成，回顧這一個多月來的感受，真是感慨萬千于心頭。我所設(shè)計的課題在實際中很有實用價值，剛開始，就根據(jù)控制要求確定了控制系統(tǒng)，并結(jié)合相關(guān)資料充分發(fā)揮自己的想象力設(shè)計出了時間繼電器接觸器控制系統(tǒng)。本次設(shè)計使我對電氣元件的工作原理有了更深一步的了解。對于我的設(shè)計而言，無疑會存在一些不足或缺陷，因為只是在理論上通過，而沒有實際實踐。若運用到實際中，將有很多想不到的情況。通過畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到了很多東西：如何學(xué)習(xí)，如何合作，如何做人。學(xué)無止境，此刻我更能體會這四個字深刻含義。大學(xué)即將畢業(yè)，但我要學(xué)仍然還有很多。在畢業(yè)設(shè)計暴露出來的問題，在今后的工作生活中應(yīng)當(dāng)引以為鑒，努力克服。在今后的工作學(xué)習(xí)中，應(yīng)該堅持不懈的學(xué)習(xí)。通過畢業(yè)設(shè)計，也增強(qiáng)了我的自信心。我也相信能夠勝任以后的工作崗位，在工作中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中工作。畢業(yè)設(shè)計中的挫折和喜悅，經(jīng)驗與教訓(xùn)將會是我今后工作的一筆重要財富。參考文獻(xiàn)1主編 代佳樂 電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練西安電子科技大學(xué)出版社 2006.5 2主編 張萬奎 機(jī)床電氣控制技術(shù) 中國林業(yè)出版社 北京大學(xué)出版社 2007.92主編 張愛玲 電力拖動與控制 機(jī)械工業(yè)出版社 2003.54主編 王其紅 電工手冊 河南科