基于PLC電鍍行車自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改造

1、. . . . 目錄第1章 緒論51.1 國外PLC的最新發(fā)展趨勢(shì)51.2 基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述61.3 課題的選題背景與意義6第2章系統(tǒng)總體方案論證62.1 控制對(duì)象的設(shè)計(jì)要求62.2 設(shè)計(jì)思路62.2.1軟件62.2.2硬件72.2.3 電氣元件的明細(xì)表72.2.4 元件簡(jiǎn)介7第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)123.1 PLC機(jī)型選擇123.1.1 確定I/O123.1.2 PLC容量選擇123.1.3 確定PLC123.2 主電路控制電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)123.3 輔助電路的設(shè)計(jì)133.3.1 PLC負(fù)載電路設(shè)計(jì)133.3.2其它電路13第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)134.1自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)134.

2、1.1 控制部分134.1.2 輸出部分164.2 故障程序設(shè)計(jì)174.3 其它設(shè)計(jì)174.3.1手動(dòng)程序的設(shè)計(jì)17第5章 軟件調(diào)試18結(jié)束語22致 23參考文獻(xiàn)24附錄A自動(dòng)程序的梯形圖25附錄B S7-200CPU 226 CN參數(shù)表37附錄C 輸入分布與路40附錄D 主接線圖41附錄E PLC外部接線4243 / 43摘 要:電鍍行車生產(chǎn)線自動(dòng)化的程度在德國、意大利、美國等國家的發(fā)展水平已經(jīng)較高，而在我國尚處于發(fā)展階段。本課題以行業(yè)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合其他行業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了基于PLC的電鍍行車自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，并通過應(yīng)用機(jī)械、可編程序控制器(PLC)等多項(xiàng)專門技術(shù)開發(fā)的自動(dòng)

3、生產(chǎn)系統(tǒng)。本文首先分析和制定了該生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)思想和方案，確保了該生產(chǎn)線系統(tǒng)具備真正的自動(dòng)化生產(chǎn)能力且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定性，編程簡(jiǎn)單，易于使用，而且廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線過程控制中的控制器PLC。詳細(xì)分析了輸送系統(tǒng)設(shè)備保護(hù)控制電動(dòng)機(jī)原理圖、程序框圖、PLC系統(tǒng)外部接線圖。分層次詳細(xì)闡述了整個(gè)高度自動(dòng)化輸送系統(tǒng)的目標(biāo)與功能，使高度自動(dòng)化輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加清晰，層次更加分明，具有非常強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線；自動(dòng)控制技術(shù)；可編程控制器（PLC）；機(jī)械手Though the automation degree for lube-filled p

4、roduct line has made full development in Germany, Italian, America; It is still at the developing in our country. Based on the self-industry and the application of the other trade on auto-control technique. This paper advances the frame of the control, automatic technology is its kernel technology.

5、It was developed by special technology such as mechanism, PLC etc. the paper first analyzed and established a whole set of ideas which ensured that the producing system has real producing ability as well as simplest structure. On the product line control system, the PLC has been used with. Owing to

6、its high reliability, high stability, and easiness in programming and using, has been extensively used in the process control system of production line in the modern industry enterprises. Some levels have explained in detail and the goal and function of the whole automated conveyer system. The struc

7、ture of the conveyer system is clearer, and the level of the conveyer system is demarcated more clear, The whole automated conveyer system has very strong practicability.Keywords: Product line; auto-control technique; PLC( Programmable logic Controller)第1章 緒論1.1 國外PLC的最新發(fā)展趨勢(shì)長(zhǎng)期以來，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)

8、，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。PLC技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放

9、式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng)PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì)于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。P

10、LC制造商已經(jīng)開始注視基于工業(yè)PC控制技術(shù)所帶來的強(qiáng)大沖擊。有專家甚至認(rèn)為，新商務(wù)活動(dòng)所帶來的新技術(shù)和開放技術(shù)規(guī)將會(huì)埋葬傳統(tǒng)PLC。PLC制造商認(rèn)為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝有大量的PLC控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司，以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè)PC的過程控制軟件。1.2 基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)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)。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

11、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，有效的減少廢品率，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來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是不錯(cuò)的選擇。1.3 課題的選題背景與意義電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸.電鍍能增強(qiáng)金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性、耐熱性和表面美觀。通過電鍍，

12、可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保護(hù)性和各種功能性的表面層，還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的審美觀也有了一定的改變。各種各樣的裝飾用品也大量出現(xiàn)在人們的生活和工作中，其中也有不少的金屬制品，為了使這些金屬裝品既美觀又耐用電鍍就很有必要了。第2章系統(tǒng)總體方案論證 2.1 控制對(duì)象的設(shè)計(jì)要求 上下物品都由機(jī)械手來完成，行車上的待鍍物品分別要到鍍前處理池、電鍍池、鍍后處理池三個(gè)池子且在每個(gè)池子里都要停留一定的時(shí)間，在出現(xiàn)故障或要短時(shí)運(yùn)行時(shí)可用手動(dòng)操作。2.2 設(shè)計(jì)思路2.2.1 電鍍專用行車結(jié)構(gòu)示意圖在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待加工零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，專用行車便提升并按工藝要求在需

13、要停留的槽位停止，自動(dòng)下降，停留一定時(shí)間(各槽停留時(shí)間預(yù)先按工藝要求設(shè)定)后自動(dòng)提升，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端自動(dòng)返回原位，卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號(hào)進(jìn)入下一個(gè)加工循環(huán)。為了適應(yīng)批量生產(chǎn)需要，電鍍車間專用行車的電氣控制系統(tǒng)要針對(duì)不同的工藝流程(例如鍍金、鍍銀、鍍鋅)有程序預(yù)選和修改能力。設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通小型行車結(jié)構(gòu)類似，跨度較小，要求準(zhǔn)確停位，以便吊籃能準(zhǔn)確進(jìn)入電鍍槽。工作是除具有自動(dòng)控制的大車前后移動(dòng)與吊物上下移動(dòng)外，還有調(diào)整吊籃位置的小車左右移動(dòng)。生產(chǎn)線上鍍槽的數(shù)量，由用戶綜合各種電鍍工藝的需要提出要求，電鍍種類越多，則槽數(shù)也越多，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，本設(shè)計(jì)

14、暫定5個(gè)電鍍槽，停留時(shí)間由用戶根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。我于20009年12月至2010年3月在家港伊薩焊接器材實(shí)習(xí)過，我所從事的工種就是使用行車對(duì)各種鋼材進(jìn)行搬運(yùn)加工，下面是公司行車的實(shí)物圖：電鍍行車實(shí)物圖電鍍專用行車的結(jié)構(gòu)和流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)需用順序控制來設(shè)計(jì)本系統(tǒng)程序。順序控制：指按照預(yù)定的受控執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序與相應(yīng)的轉(zhuǎn)步條件，一步一步進(jìn)行的自動(dòng)控制，為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進(jìn)式順序控制電路結(jié)構(gòu)。前一步的得電并所謂步進(jìn)式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡(jiǎn)稱步）的得電必須以且本步的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)已發(fā)出為條件。對(duì)生產(chǎn)機(jī)械而言，受控設(shè)備任一步的機(jī)械動(dòng)作是否執(zhí)行，取決于控制

15、系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)與其受控機(jī)械動(dòng)作是否已完成。若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號(hào)元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作順序錯(cuò)亂。2.2.2硬件主控電路是用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手、行車的上下左右移動(dòng)。三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)：通過改變按入電機(jī)電源相序來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向來實(shí)現(xiàn)，通常只耍將其中任意兩相對(duì)換就可以了，通常使用接觸器來實(shí)現(xiàn)。2.2.3 電氣元件的明細(xì)表 表3.3.3-1名稱符號(hào)作用數(shù)量S7-200CPU 226 CN控制器1三相異步電機(jī)M大的控制行車，小的控制機(jī)械手2大4小交流接觸電器KM控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)12行程開關(guān)SQ行程控制18按鈕SB啟

16、動(dòng)、停止和手動(dòng)控制7導(dǎo)線、熔斷器、熱繼電器、空氣開關(guān)FU、FR連結(jié)各部件和保護(hù)電器若干2.2.4 元件簡(jiǎn)介三相異步電機(jī)定義：三相異步電機(jī)(Triple-phase asynchronous motor)是靠同時(shí)接入380V三相交流電源(相位差120度)供電的一類電動(dòng)機(jī)，由于三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以一樣的方向、不同的轉(zhuǎn)速成旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，所以叫三相異步電機(jī)。工作原理：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。三相異步電機(jī)是感應(yīng)電機(jī)，定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部

17、分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通電啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子存在相對(duì)轉(zhuǎn)速，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)能量變換。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：功率因數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。交流接觸器接觸器是一種自動(dòng)化的控制電器。接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟?、直流電路，具有控制容量大?可遠(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制，各種定量控制和失壓與欠壓保護(hù)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電路，其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可

18、用于控制其 它電力負(fù)載，如電熱器、照明、電焊機(jī)、電容器組等。接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。這里主要介紹常用的交流接觸器。交流接觸器又可分為電磁式和真空式兩種。結(jié)構(gòu)：接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)與其它部分組成。電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開。觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點(diǎn)斷開電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了迅速熄滅斷開時(shí)的電弧，

19、通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。工作原理：當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時(shí)，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_位置。當(dāng)電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動(dòng)主觸點(diǎn)閉合，接通電路，輔助接點(diǎn)隨之動(dòng)作。行程開關(guān)行程開關(guān)就是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關(guān)，行程開關(guān)又稱限位開關(guān),可以安裝在相對(duì)靜止的物體(如固定架、門框等，簡(jiǎn)稱靜物)上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門等，簡(jiǎn)稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的

20、接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。熱繼電器熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開，從而使接觸器失 電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓：熱繼電器能夠正常工作的最高的電壓值，一般為交流220V，380V，600V。額定電流：熱繼電器的額定電流主要是指通過熱繼電器的電流額定頻率：一般而言，其額定頻率按照4562HZ設(shè)計(jì)。整定電流圍：整定電流的圍有本身的特性來決定。它

21、描述的是在一定的電流條件下熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間和電流的平方成正比。如何選用熱繼電器熱繼電器主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載，因此選用時(shí)必須了解電動(dòng)機(jī)的情況，如工作環(huán)境、啟動(dòng)電流、負(fù)載性質(zhì)、工作制、允許過載能力等。1、原則上應(yīng)使熱繼電器的安秒特性盡可能接近甚至重合電動(dòng)機(jī)的過載特性，或者在電動(dòng)機(jī)的過載特性之下，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載和啟動(dòng)的瞬間，熱繼電器應(yīng)不受影響(不動(dòng)作)。2、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)長(zhǎng)期工作制或間斷長(zhǎng)期工作制的電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般按電動(dòng)機(jī)的額定電流來選用。例如，熱繼電器的整定值可等于0.951.05倍的電動(dòng)機(jī)的額定電流，或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動(dòng)機(jī)的額定電流，然后進(jìn)行調(diào)整。3、當(dāng)熱繼電器用于

22、保護(hù)反復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)時(shí)，熱繼電器僅有一定圍的適應(yīng)性。如果短時(shí)間操作次數(shù)很多，就要選用帶速飽和電流互感器的熱繼電器。4、對(duì)于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動(dòng)機(jī)，不宜采用熱繼電器作為過載保護(hù)裝置，而應(yīng)使用埋人電動(dòng)機(jī)繞組的溫度繼電器或熱敏電阻來保護(hù)。熔斷器熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與用電設(shè)備中，作為短路和過電流保護(hù)，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。熔斷器是一種過電流保護(hù)電器。熔斷器主要由熔體和熔管兩個(gè)部分與外加填料等組成。使用時(shí)，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超

23、過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時(shí)間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，起到保護(hù)的作用。以金屬導(dǎo)體作為熔體而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。串?lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時(shí)，熔體自身將 發(fā)熱而熔斷，從而對(duì)電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備與家用電器起到保護(hù)作用。具有反時(shí)延特性，當(dāng)過載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長(zhǎng)；過載電流大時(shí)，熔斷時(shí)間短。因此，在一 定過載電流圍至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會(huì)熔斷，可以繼續(xù)使用。熔斷器主要由熔體、外殼和支座3 部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。熔斷器廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)保護(hù)和用電設(shè)備保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)或用電設(shè)備發(fā)生短路故障或過載時(shí)，可自動(dòng)切斷電路，避免電器設(shè)備損壞，防止事故蔓延。熔斷器由絕緣底座(

24、或支持件)、觸頭、熔體等組成，熔體是熔斷器的主要工作部分，熔體相當(dāng)于串 聯(lián)在電路中的一段特殊的導(dǎo)線，當(dāng)電路發(fā)生短路或過載時(shí)，電流過大，熔體因過熱而熔化，從而切斷電路。熔體常做成絲狀、柵狀或片狀。熔體材料具有相對(duì)熔點(diǎn) 低、特性穩(wěn)定、易于熔斷的特點(diǎn)。一般采用鉛錫合金、鍍銀銅片、鋅、銀等金屬。在熔體熔斷切斷電路的過程中會(huì)產(chǎn)生電弧，為了安全有效地熄滅電弧，一般均將熔體安裝在熔斷器殼體，采取措施，快速熄滅電弧。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在低壓系統(tǒng)中廣泛被應(yīng)用。熔體額定電流的選擇：由于各種電氣設(shè)備都具有一定的過載能力，允許在一定條件下較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；而當(dāng)負(fù)載超過允許值 時(shí)，就要求保護(hù)熔體

25、在一定時(shí)間熔斷。還有一些設(shè)備起動(dòng)電流很大，但起動(dòng)時(shí)間很短，所以要求這些設(shè)備的保護(hù)特性要適應(yīng)設(shè)備運(yùn)行的需要，要求熔斷器在電機(jī)起動(dòng)時(shí)不熔斷，在短路電流作用下和超過允許過負(fù)荷電流時(shí)，能可靠熔斷，起到保護(hù)作用。熔體額定電流選擇偏大，負(fù)載在短路或長(zhǎng)期過負(fù)荷時(shí)不能與時(shí)熔斷；選擇過小，可能在正常負(fù)載電流作用下就會(huì)熔斷，影響正常運(yùn)行，為保證設(shè)備正常運(yùn)行，必須根據(jù)負(fù)載性質(zhì)合理地選擇熔體額定電流。電動(dòng)機(jī)：?jiǎn)闻_(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.52.5)×電動(dòng)機(jī)額定電流。多臺(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總保護(hù)熔體額定電流(1.52.5)×各臺(tái)電動(dòng)機(jī)電流之和。降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.52)×電動(dòng)

26、機(jī)額定電流。繞線式電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.21.5)×電動(dòng)機(jī)額定電流。按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)是舊標(biāo)準(zhǔn)用術(shù)語，新標(biāo)準(zhǔn)（GB2900·18）中簡(jiǎn)稱為按鈕。按鈕開關(guān)是用來切斷和接通控制電路的低壓開關(guān)電器。按鈕開關(guān)的觸頭的額定電流為5A。所以，操作按鈕開關(guān)所控制的電路屬于小電流電路。按鈕有單極雙位開關(guān)或雙極雙位開關(guān)，它按動(dòng)能與用途又分為起動(dòng)按鈕、復(fù)位按鈕、檢查按鈕、控制按鈕、限位按鈕等多種。按鈕有動(dòng)合（常開）和動(dòng)斷（常閉）之分。第3章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3.1 PLC機(jī)型選擇 3.1.1 確定I/O通常IO點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上1015的裕量來確定。I：20+2

27、0*15%=23O：14+14*15%=163.1.2 PLC容量選擇 存儲(chǔ)容量的選擇 ： 用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時(shí)，其程序量可能相差25之多，所以對(duì)于初學(xué)者應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。 PLC的IO點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可在IO點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加2030的裕量。 存儲(chǔ)容量（字節(jié)）開關(guān)量IO點(diǎn)數(shù)×10 模擬量IO通道數(shù)×100 另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型的選擇。 3.1.

28、3 確定PLC綜合3.1.1和3.1.2我選用西門子S7-200CPU 226 CN，詳細(xì)參數(shù)見附錄D。3.2 主電路控制電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的主要?jiǎng)幼鞫家呻姍C(jī)來完成，電機(jī)采用正反轉(zhuǎn)來控制各個(gè)部件運(yùn)動(dòng)，主接線圖見附錄F。3.3 輔助電路的設(shè)計(jì) 3.3.1 PLC負(fù)載電路設(shè)計(jì) 一個(gè)系統(tǒng)不光有好的程序，同時(shí)還要有正確的外部電路接線，同時(shí)在個(gè)部也要對(duì)各個(gè)元件加以保護(hù)，輸入輸出接線圖見附錄G。3.3.2其它電路為了節(jié)約I/O點(diǎn)數(shù)有的工能是可以在PLC外部完成的，本系統(tǒng)的急停功能就是用外部接線完成的。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)在按下啟動(dòng)按鈕自動(dòng)運(yùn)行，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)用行程開關(guān)來控制即I

29、0.1I2.2接行程開關(guān)，分布見附錄E；自動(dòng)程序梯形圖見附錄A，自動(dòng)程序的指令表見附錄B?？紴V到I/O點(diǎn)數(shù)，系統(tǒng)的運(yùn)行指示和急停都用外部電路來實(shí)現(xiàn)，按下啟動(dòng)按鈕SB1系統(tǒng)開始運(yùn)行同時(shí)使與外部電路相接的指示燈點(diǎn)亮。而停止按SB2鈕則所有中間繼電器都被復(fù)位，以達(dá)到急停和斷電的功能。4.1.1 控制部分困采用的是順序控制，每實(shí)現(xiàn)一步都要使上一步復(fù)位，在有耍要延時(shí)的地方我采用的是先控制一個(gè)中間繼電器，再用這個(gè)中間繼電器的常開觸點(diǎn)控制時(shí)間繼電器，這樣就避免了時(shí)間繼電不能正常工作的因素。如圖4.1.1-1，在網(wǎng)絡(luò)16中本就應(yīng)在I0.7和M1.3串聯(lián)的后面接上時(shí)間繼電器，但在同時(shí)要對(duì)上一不M1.3復(fù)位這樣時(shí)

30、時(shí)間繼電器就不能起到延時(shí)的作用，但用M1.4的常開觸點(diǎn)來控制時(shí)間繼電器就不會(huì)，因?yàn)樵贗0.7的常開觸點(diǎn)與M1.3的常開觸點(diǎn)同時(shí)得電時(shí)M1.4就被置位并具有保持功能，即使M1.3被復(fù)位，M1.4的常開觸點(diǎn)仍然閉合時(shí)間繼電器也就能正常工作。圖4.1.1-1 延時(shí)梯形圖開始循環(huán)：把開始循環(huán)步與啟動(dòng)步并聯(lián)，如圖4.1.1-2，但在調(diào)試時(shí)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤，原因是系統(tǒng)不能識(shí)別圖4.1.1-2的聯(lián)結(jié)方式，在本設(shè)計(jì)中我使用了一個(gè)中間繼電器來彌補(bǔ)，把圖4.1.1-2的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)改為兩個(gè)，如圖4.1.1-3。圖4.1.1-2 循環(huán)圖4.1.1-3 循環(huán)4.1.2 輸出部分機(jī)械手1夾緊松開：機(jī)械手的夾緊松開是由控制Q0

31、.0的得電和失電來實(shí)現(xiàn)的，而Q0.0的得電與失電是控制M0.1的置位和復(fù)位來完成的，即用M0.1的常開觸點(diǎn)與Q0.0串聯(lián)。機(jī)械手2夾緊松開：機(jī)械手2夾緊松開是由中間繼電器M3.0的得電和失電來完成的。無論是機(jī)械手還是行車的上下都是分別由一個(gè)電機(jī)正反轉(zhuǎn)來完成的，左右也一樣；為保證電機(jī)的正常和安全運(yùn)行不光要在外部用硬件互鎖，在編程時(shí)還要用相應(yīng)的程序互鎖（軟件互鎖）如圖4.1.2-1，在圖4.1.2-1中Q0.2的常閉觸點(diǎn)與Q0.1的常閉觸點(diǎn)就實(shí)現(xiàn)了軟件互鎖功能。圖4.1.2-1 互鎖4.2 故障程序設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中不論是機(jī)械手還是行車的上下和左右都是由控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，所以每個(gè)電機(jī)同時(shí)只能

32、出現(xiàn)一種工作狀態(tài)，要么是正轉(zhuǎn)要么就是反轉(zhuǎn)。如果控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的繼電器同時(shí)得電則就會(huì)造成電源相間短路損壞電機(jī)。在系統(tǒng)出現(xiàn)這種情況時(shí)就應(yīng)采取相對(duì)的措施。程序見附錄A網(wǎng)絡(luò)58。4.3 其它設(shè)計(jì)4.3.1手動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 在自動(dòng)化普與的今天，手動(dòng)一般只是在動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)用來鄰時(shí)操作?？紴V到要排除故障，用于自動(dòng)運(yùn)行plc就要停止，所以本設(shè)計(jì)的手動(dòng)程序就用外部控制電路來完成?？刂齐娐芬妶D4.3.1-1。操作:按下SB3，KM5線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車上行；按下SB4，SB4常閉觸點(diǎn)斷開，KM5斷電常開觸點(diǎn)斷開常閉觸點(diǎn)閉合，KM6線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車下行；SB3和

33、SB4，KM5和KM6常閉觸點(diǎn)交叉聯(lián)結(jié)以達(dá)到按鈕互鎖和觸點(diǎn)互鎖保護(hù)設(shè)備。按下SB5，KM7線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車上行；按下SB6，SB6常閉觸點(diǎn)斷開，KM7斷電常開觸點(diǎn)斷開常閉觸點(diǎn)閉合，KM8線圈得電主觸頭閉合，常開觸點(diǎn)閉合自鎖，行車下行；SB5和SB6，KM7和KM8常閉觸點(diǎn)交叉聯(lián)結(jié)同樣也是達(dá)到按鈕互鎖和觸點(diǎn)互鎖保護(hù)設(shè)備。在任何時(shí)候按下SB7都能使其停止工作。圖4.3.1-1 手動(dòng)接線圖第五章 軟件調(diào)試 按下I0.0機(jī)械手1夾緊（Q0.0）并延時(shí)2S左行（Q0.3）。 I0.1機(jī)械手1保持夾緊（Q0.0）且上行（Q0.1）。 I0.2機(jī)械手1保持夾緊（Q0.0）且左行（Q

34、0.3）。 I0.3機(jī)械手1松開并延時(shí)2S右行（Q0.4）。 I0.2機(jī)械手1下行（Q0.2）。 I0.1機(jī)械手1右行（Q0.4）。 I0.4機(jī)械手1停行車上行（Q0.5）。 I0.5行車左行（Q0.7）。 I0.6行車下行（Q0.6）。 I0.7行車停10S后上行（Q0.5）。 I0.6行車左行（Q0.7）。 I1.0行車下行（Q0.6）。 I1.1行車停10S后上行（Q0.5）。 I1.0行車左行（Q0.7）。 I1.2行車下行（Q0.6）。 I1.3行車停10S后上行（Q0.5）。 I1.2行車右行（Q1.0）。 I1.4行車下行（Q0.6）。 I1.5行車停機(jī)械手2夾緊（Q1.1）并延

35、時(shí)2S后右行（Q1.5）。 I1.6機(jī)械手2保持夾緊（Q1.1）且下行（Q1.3）。 I1.7機(jī)械手2保持夾緊（Q1.1）且右行（Q1.5）。 I2.0機(jī)械手2松開并延時(shí)2S后左行（Q1.4）。 I1.7機(jī)械手2上行（Q1.2）。 I1.6機(jī)械手2左行（Q1.4）。 I2.1機(jī)械手2停行車上行（Q0.5）。 I1.4行車左行（Q0.7）。 I0.5行車下行（Q0.6）。 I2.2機(jī)械手1夾緊并延時(shí)2S后左行（Q0.3）即開始循環(huán)。結(jié)論本設(shè)計(jì)采用PLC對(duì)電鍍專用行車進(jìn)行自動(dòng)控制，簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線，減小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)，PLC有較完善自診斷和自保護(hù)能力，可

36、以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用表明，PLC在舊電動(dòng)行車的自動(dòng)化改造和新型電動(dòng)行車的設(shè)計(jì)中，有廣泛的應(yīng)用前景。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，使自己在各個(gè)方面的知識(shí)有一定的掌握。本設(shè)計(jì)最終在老師和同學(xué)的幫助下完成了。有不足之處還請(qǐng)老師指出，以便能將設(shè)計(jì)更完整化、完美化。致 首先感使職業(yè)大學(xué)對(duì)我的培養(yǎng)。在這里我不僅學(xué)到很多的科學(xué)文化知識(shí)，而且教會(huì)我如何從一個(gè)學(xué)生轉(zhuǎn)變成一個(gè)社會(huì)人。這里有我的同學(xué)和老師，也有著我的回憶。在這里，我還要特別感我的指導(dǎo)老師樊一兵老師，感他對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的

37、全程指導(dǎo)和幫助，才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。他不僅幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)讓我從中學(xué)到很多做人處事的道理。在此，對(duì)您欽以誠摯的感。參考文獻(xiàn) 1 廖常初.S7-200Plc編程與應(yīng)用M.：機(jī)械工業(yè)，2007.2 廖常初.PLC基礎(chǔ)與應(yīng)用M.2版.：機(jī)械工業(yè)，2007.3 廖常初.大中型PLC應(yīng)用教程M：機(jī)械工業(yè)，2005.4 黃芳清，舒永忠.實(shí)用電工技術(shù).5 廖常初.PLC技術(shù)問答M.：機(jī)械工業(yè)，2006.6 廖常初.S7-200PL基礎(chǔ)教程M.：機(jī)械工業(yè)，2006.7 江文，許慧中主編.供配電技術(shù).：機(jī)械工業(yè)，2005.8 關(guān)大陸，小娟主編.工廠供電.：清華大學(xué)，2006.附錄A自動(dòng)程序的梯形圖附錄B S7-200CPU 226 CN參數(shù)表IO最大點(diǎn)數(shù)X256尺寸(W×H×D)196×80×62 mm功耗DC/DC/DC時(shí)：11W，AC/DC/繼電器時(shí)：17W容量6KB<X64KB程序存儲(chǔ)器在線程序編輯時(shí)：16384bytes；非在線程序編輯時(shí)：24576bytes數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器10240bytes本機(jī)數(shù)字量輸入/輸出24輸入，16輸出數(shù)字I/O映象區(qū)256(128輸入/128輸出)模擬I/O映象區(qū)64(32輸入/32輸出)允許最大的智能模塊7個(gè)模塊脈沖捕捉輸入24高