畢業(yè)論文基于PLC的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門壓裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)氣門壓裝機(jī)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)汽車缸蓋的自動(dòng)在線壓裝。設(shè)計(jì)PLC的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門壓裝機(jī)控制設(shè)計(jì)，是為了提高流水線的生產(chǎn)效率，也為流水線工人減輕了一部分勞動(dòng)力，而且也讓工人操作起來(lái)比起以前手動(dòng)控制更安全，減少了在生產(chǎn)流水線過(guò)程中的事故率。采用的PLC可編程控制器對(duì)壓裝機(jī)進(jìn)行控制，所用的變頻器是三菱FX2N系列的，而驅(qū)動(dòng)壓裝機(jī)和升降臺(tái)控制的是液壓泵，對(duì)于壓裝的整個(gè)過(guò)程，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上安裝了光幕傳感器和壓力繼電器，一旦有人或物體進(jìn)入壓裝區(qū)域范圍、壓裝機(jī)的壓力過(guò)載或者壓力不足，警報(bào)器就會(huì)發(fā)出聲響，提醒操作人員。而且也可以在快發(fā)生危險(xiǎn)狀況時(shí)，可以使用急停按鈕，急停當(dāng)前狀態(tài)。它的不足之處是在壓

2、裝的過(guò)程中它不是純自動(dòng)化控制，而是屬于以自動(dòng)控制為主，并結(jié)合手動(dòng)控制方式。如果把這個(gè)方案設(shè)計(jì)成純自動(dòng)化控制，這樣能更有效的節(jié)省勞動(dòng)力，同時(shí)操作時(shí)也更安全。關(guān)鍵詞：PLC，控制系統(tǒng)，壓裝機(jī)基于PLC的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門壓裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)0 引言基于PLC的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門壓裝機(jī)的控制設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)的目的是對(duì)于壓裝機(jī)是被液壓和PLC等兩方面控制的，這樣方便于在生產(chǎn)線上壓裝機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓裝。以前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓裝大部分都是人工操作的，用手操作控制壓裝機(jī)，該操作工勞動(dòng)強(qiáng)度大，且隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，該工位的生產(chǎn)速度不能滿足生產(chǎn)的需要，而且對(duì)工人有一定的危險(xiǎn)性。現(xiàn)在可以先設(shè)計(jì)PLC，用按鈕鍵控制PLC，然后用PLC控制

3、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別控制液壓泵和傳送帶，液壓泵再控制壓裝機(jī)，而傳送帶是用來(lái)讓工件在流水線上不斷往前移動(dòng)，進(jìn)行下一步操作。整個(gè)流程基本上不用手動(dòng)操作了，以自動(dòng)為主，大大減少了工人的手動(dòng)操作，僅需按幾個(gè)控制按鈕就行了。PLC控制的東西越多，使得生產(chǎn)線越來(lái)越自動(dòng)化，越來(lái)越先進(jìn)化，無(wú)需更多的人工操作了。這一個(gè)過(guò)程從生產(chǎn)角度來(lái)說(shuō)加快了流水線的生產(chǎn)速度，從工人的角度來(lái)說(shuō)大大的加強(qiáng)了對(duì)工人的安全和減輕了他們的工作量。壓裝機(jī)，是機(jī)械行業(yè)用于壓裝軸套、軸承等的設(shè)備。壓裝機(jī)的種類有很多，有軸承壓裝機(jī)、伺服壓裝機(jī)、輪對(duì)壓裝機(jī)、數(shù)控壓裝機(jī)、定子壓裝機(jī)、氣門壓裝機(jī)、精密壓裝機(jī)和液壓壓裝機(jī)。數(shù)字壓裝機(jī)采用觸摸屏作為

4、數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)顯示，原裝美國(guó)進(jìn)口測(cè)力傳感器作為壓力采集信號(hào)，系統(tǒng)能以每秒500次的速度對(duì)壓力信號(hào)，位移信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，作出各種報(bào)警，以及曲線的描繪?？梢灶A(yù)先設(shè)定位移與壓力的上下限曲線與當(dāng)前壓裝值進(jìn)行比較,輸入任意壓裝位置,即可得到該位置在上次壓裝時(shí)產(chǎn)生的過(guò)盈阻力。特點(diǎn)是：以2-20MPA的液體壓力為動(dòng)力源,外接三相AC380V 50HZ或三相AC220 60HZ交流電源；以液體作為介質(zhì)來(lái)傳遞能量，采用進(jìn)口低噪音齒輪油泵；采用測(cè)力傳感器直接測(cè)量壓裝力,精度為正負(fù)5N。壓力信號(hào)控制系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)傳輸,精確保證了測(cè)力傳感器的精度不受傳輸而下降；設(shè)備待機(jī),滑快上下移動(dòng)時(shí)噪音均不超過(guò)75分貝；采用整體焊

5、接的堅(jiān)固開(kāi)式結(jié)構(gòu),可使機(jī)身保持足夠的的鋼性,同時(shí)擁有最方便的操作空間；分手動(dòng)和半自動(dòng)兩種控制方式,手動(dòng)可將壓裝上模停在任意行程范圍內(nèi),配有緊急回升按鈕,加裝有紅外線護(hù)手裝置；該系列壓床的壓裝行程通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器將位移量傳送至可編程器,由已編寫好的程序自動(dòng)控制；壓力、行程、保壓時(shí)間、閉合高度客戶均可在觸摸屏上自行調(diào)整；液壓系統(tǒng)計(jì)內(nèi)置機(jī)架內(nèi),外觀整潔,輕巧,穩(wěn)重；該系列液壓機(jī)械出力為5噸。1噸=1000千克，牛是力學(xué)單位，千克和噸都是質(zhì)量單位。1千克的物體在地球上可以產(chǎn)生9.8牛的力。1噸可以產(chǎn)生9800牛的力，所以5噸可以產(chǎn)生49000牛的力。氣門壓裝機(jī)是利用氣門進(jìn)行壓裝的一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，用氣門壓裝

6、機(jī)比其他壓裝機(jī)簡(jiǎn)單明了，而且不像其他壓裝機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以本設(shè)計(jì)就采用氣門壓裝機(jī)進(jìn)行對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓裝。PLC稱為可編程控制器，英文稱ProgrammableLogicController，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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過(guò)電路的物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)

7、算機(jī)進(jìn)行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的進(jìn)入和輸出，只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息進(jìn)入和輸出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的使用等問(wèn)題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問(wèn)題。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。它的特點(diǎn)是：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)、工作量小，維護(hù)方便，容易改造。可編程控制器對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此在初步設(shè)計(jì)階段時(shí)選用可編程控制器，在實(shí)施階段時(shí)再確定工藝過(guò)程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編

8、程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計(jì)控制器，適合批量生產(chǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞，因而在冶金、化工、交通、電力等諸多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，與機(jī)器人、CAD/CAM一起，被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱?？删幊炭刂破髡蔀楣I(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。異步電動(dòng)機(jī)，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子饒組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式：有鼠籠式、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動(dòng)

9、機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)是各類電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng)；與其他電機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用、維護(hù)方便，運(yùn)行可靠性高，重量輕，成本低。以三相異步電動(dòng)機(jī)為例，與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)相比，前者重量只及后者的二分之一，成本僅為三分之一。異步電動(dòng)機(jī)還容易按不同環(huán)境條件的要求，派生出各種系列產(chǎn)品。它還具有接近恒速的負(fù)載特性，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械拖動(dòng)的要求。其局限性是，它的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速有固定的轉(zhuǎn)差率（見(jiàn)異步電機(jī)），因而調(diào)速性能較差，在要求有較寬廣的平滑調(diào)速范圍的使用場(chǎng)合（如傳動(dòng)軋機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、大型機(jī)床等），不如

10、直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、方便。此外，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，從電力系統(tǒng)吸取無(wú)功功率以勵(lì)磁，這會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的功率因數(shù)變壞。因此，在大功率、低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合（如拖動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等）不如用同步電動(dòng)機(jī)合理。由于異步電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)量大，使用面廣，要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機(jī)械配套。因此，異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)特別要注意標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。在各類系列產(chǎn)品中，以產(chǎn)量最大、使用最廣的三相異步電動(dòng)機(jī)系列為基本系列；此外還有若干派生系列（在基本系列基礎(chǔ)上作部分改變導(dǎo)出的系列）、專用系列（為特殊需要設(shè)計(jì)的具有特殊結(jié)構(gòu)的系列）。液壓泵，英文稱hydraulic pump，是依靠密閉工作容積的改變實(shí)現(xiàn)吸、壓液體，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)

11、換為液壓能的機(jī)器。它是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。常用液壓泵的種類：按流量是否可調(diào)節(jié)可分為：變量泵和定量泵；輸出流量可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)的稱為變量泵，流量不能調(diào)節(jié)的稱為定量泵；按液壓系統(tǒng)中常用的泵結(jié)構(gòu)分為：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵。要保證液壓泵正常工作，必須滿足以下條件：應(yīng)具備密封工作容積，并且密封容積應(yīng)能不斷重復(fù)地由小變大，再由大變??；要有配油裝置，在吸油過(guò)程中必須使油箱與大氣相通，容積減小時(shí)向系統(tǒng)壓油。液壓泵是為液壓傳動(dòng)提供加壓液體的一種液壓元件，是眾多類型泵中一種。

12、它的功能是把動(dòng)力機(jī)(如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。單柱塞泵的工作原理是凸輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),當(dāng)凸輪推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞和缸體形成的密封體積減小，油液從密封體積中擠出，經(jīng)單向閥排到需要的地方去。 當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)至曲線的下降部位時(shí)，彈簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大氣壓力的作用下進(jìn)入密封容積。凸輪使柱塞不斷地升降，密封容積周期性地減小和增大，泵就不斷吸油和排油。1 系統(tǒng)工作原理1.1 系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是操作按鈕控制傳感器和PLC控制系統(tǒng)，傳感器檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)后，信號(hào)傳輸給PLC，PLC再控制液壓泵、傳送帶發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓閥和警報(bào)器。液壓泵是是供應(yīng)給液壓閥和液壓

13、控制系統(tǒng)的，傳送帶是用來(lái)傳送壓裝和壓裝完成的發(fā)動(dòng)機(jī)，而液壓閥是用來(lái)控制壓裝機(jī)的升降，警報(bào)器是傳感器檢測(cè)到有物體或人進(jìn)入正在工作的壓裝機(jī)的工作范圍內(nèi)或者壓裝機(jī)工作到一半停止不動(dòng)了等一些狀況是發(fā)出警報(bào)聲。系統(tǒng)工作的結(jié)構(gòu)中有很多部件組成，有S2自動(dòng)停止器、可編程控制器PLC、S1升降臺(tái)、缸蓋位置傳感器和系統(tǒng)氣液封壓裝機(jī)等部件。S2自動(dòng)停止器的作用是下降擋住發(fā)動(dòng)機(jī)防止它相前移動(dòng)，然后等壓裝機(jī)壓裝完成，就升上去讓發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)；可編程控制器是在結(jié)構(gòu)中利用PLC控制壓裝機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓裝；S1升降臺(tái)的作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)升上到一定的高度讓壓裝機(jī)進(jìn)行壓裝；位置傳感器在這些部件中檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在傳送帶上傳過(guò)來(lái)時(shí)是否到位；壓

14、裝機(jī)是對(duì)升降臺(tái)升上來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行壓裝。1.2 系統(tǒng)工作過(guò)程為了實(shí)現(xiàn)在線功能，將氣門壓裝機(jī)從原工作臺(tái)上拆卸下來(lái)，移動(dòng)到專門為其設(shè)計(jì)的固定支架上來(lái)。新增使用氣缸驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)升降臺(tái)S1，其作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋頂離流水線3mm，從而使壓裝機(jī)的壓力能夠經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋作用在升降臺(tái)上，避免此力作用在流水線上造成對(duì)流水線的破壞。另外升降臺(tái)S1還可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的水平，保證在不壓壞氣門零件、壓傷缸蓋的情況下每個(gè)氣門零件都能壓緊。此外，生產(chǎn)線上還新增氣缸驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)停止器S2和缸蓋接近開(kāi)關(guān)K1以及系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕。如圖1.1所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋在生產(chǎn)線上流動(dòng)到達(dá)K1位置時(shí)，在壓裝工位上無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋存在，PLC接收到K1信號(hào)

15、后控制自動(dòng)停止器S2下降擋住發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋；操作工確定缸蓋到位后，如此時(shí)氣壓正常，則無(wú)須按下急停按鈕，而按下啟動(dòng)按鈕使升降臺(tái)S1上升，頂住發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋并保持其水平；操作工安裝氣門墊圈后，同時(shí)按下壓裝按鈕1和壓裝按鈕2進(jìn)行壓裝操作；壓裝完成后，升降臺(tái)S1自動(dòng)下降，停止器S2自動(dòng)上升，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋繼續(xù)沿生產(chǎn)線前行，如此循環(huán)。圖1.1 系統(tǒng)工作原理1.3 系統(tǒng)工作元件1.3.1 液壓泵液壓泵是供應(yīng)高壓微型電動(dòng)液壓油泵，葉輪數(shù)目是單級(jí)，用途是增壓泵，泵軸位置是臥式的，材料是鋁合金的。它的類型是齒輪泵，流量是2L，品牌是RUITENG,驅(qū)動(dòng)方式是電動(dòng)的型號(hào)是RMH-8643，重量是22.8KG.它的額定壓力為3

16、1.5MPa，高壓微型電動(dòng)液壓油泵是一種用插裝閥塊把電機(jī)、泵、閥、油箱緊湊連接在一起的微型液壓泵站。與同規(guī)格的液壓站相比，具有體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，造價(jià)低，使用操作簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)方便等特點(diǎn)。此產(chǎn)品功能齊全，噪音低，運(yùn)行平穩(wěn)，效率高，無(wú)外泄漏，工作可靠，外形美觀，使用壽命長(zhǎng)。由于生產(chǎn)批量大，因此不但質(zhì)量高，而且價(jià)格低。作為小型液壓缸，液壓馬達(dá)的動(dòng)力源非常適宜，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，汽車，農(nóng)機(jī)，冶金，機(jī)床，醫(yī)療，療衛(wèi)生環(huán)保，液壓機(jī)具，升降平臺(tái)，自動(dòng)化等。液壓泵的電機(jī)電壓的規(guī)格是：DC12V、DC24V、DC48V、AC110V、AC220V、AC380V等。本設(shè)計(jì)選用的電機(jī)的電壓為AC380V

17、的液壓泵。液壓泵的功率是36KW，所以在選異步電動(dòng)機(jī)的時(shí)候功率要選大一點(diǎn)的，所選擇的異步電動(dòng)機(jī)是Y2-280S-S-75KW，這個(gè)型號(hào)的異步電動(dòng)機(jī)的功率是75KW，大于液壓泵的功率，它的額定轉(zhuǎn)速是1490（rpm），重量：544kg，噪音：94分貝和類別：Y2系列。1.3.2 三相異步交流電動(dòng)機(jī)目前較常用的交流電動(dòng)機(jī)有兩種：三相異步電動(dòng)機(jī)、單相交流電動(dòng)機(jī)。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。三相異步交流電動(dòng)機(jī)的三相交流電是指由三個(gè)頻率相同、電勢(shì)振幅相等、相位差互差120°角的交流電路組成的電力系統(tǒng)。異步是是說(shuō)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率跟電流相位變化頻率不一樣，電流相位變化頻率就是交流電的

18、頻率，一般三相異步電機(jī)的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率要比交流電的頻率要低。三相異步交流電動(dòng)機(jī)的原理，三相異步電動(dòng)機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來(lái)的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組就是用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P 式中f為電源頻率、P是磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)、n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)，為此

19、，控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)變速控制。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時(shí)針排列，磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)椋篊、B、A，則磁場(chǎng)必然逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。利用這一特性可很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來(lái)。一般

20、情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)榧僭O(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)切割磁力線，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)的三相異步交流電動(dòng)機(jī)所要求的電動(dòng)機(jī)功率是75KW，所以選擇Y2系列的電動(dòng)機(jī)，型號(hào)是Y2-280S-S-75KW。這個(gè)型號(hào)的異步電動(dòng)機(jī)的功率是75KW，它的額定轉(zhuǎn)速是1490（rpm）。Y2系列電動(dòng)機(jī)（中心高H63-355mm，0.18-315kW）是全封閉、自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Y2系列電動(dòng)機(jī)除了具備Y系列電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，提高了防護(hù)等級(jí)（IP54），提高了絕緣等級(jí)（F級(jí)）B級(jí)考

21、核，降低了噪聲，且用負(fù)載噪聲考核，其電機(jī)結(jié)構(gòu)更加合理，外形新穎美觀。電機(jī)冷卻方式為IC411。安裝尺寸及功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和DIN42673標(biāo)準(zhǔn)（與Y系列相同）。1.3.3 變頻器變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。國(guó)內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有匯川、歐瑞(原煙臺(tái)惠豐)、三晶、藍(lán)海華騰。其作用是：降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成的沖擊載荷，達(dá)到軟啟動(dòng)的目的，同時(shí)還能提高電網(wǎng)及電動(dòng)機(jī)的效率；從結(jié)構(gòu)上分類，可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器兩大類；從變頻電源的性質(zhì)來(lái)看，有可分

22、為電壓型和電流型變頻器兩大類。對(duì)于交-直-交變頻器而言，電壓型和電流型的主要區(qū)別在于中間支流環(huán)節(jié)采用什么樣的濾波元件。電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。本設(shè)計(jì)采用的是三菱系列的變頻器。變頻器的工作原理是將恒壓恒頻的交流電轉(zhuǎn)變成變壓變頻的交流電的裝置，以滿足交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的需要。變頻器按結(jié)構(gòu)分：交直交變頻器和交交變頻器，即間接變頻變頻器和直接變壓變頻器。交交變頻器輸入功率因素低，諧波含量大頻譜復(fù)雜，最高輸出頻率不超過(guò)電網(wǎng)頻率的一半。交直交變頻器先將工頻交流電整流變換成直流電，通過(guò)逆變器將直流電變換成

23、可控的頻率和交流電壓，由于有中間直流環(huán)節(jié)，所以又稱間接變壓變頻器。1.3.4 電感式接近開(kāi)關(guān)常用的接近開(kāi)關(guān)有電渦流式（俗稱電感式接近開(kāi)關(guān)）、電容式、磁性干簧開(kāi)關(guān)、霍爾式、光電式和超聲波式等。電感式接近開(kāi)關(guān)的工作原理：電渦流式接近開(kāi)關(guān)俗稱電感式接近開(kāi)關(guān)，屬于一種開(kāi)關(guān)量輸出的位置傳感器。它有LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的震蕩感觸頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近開(kāi)關(guān)，使接近開(kāi)關(guān)震蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出無(wú)金屬物體接近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷，這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電性能良好的金屬物體。本設(shè)計(jì)采用的是E2E-X1

24、C1歐姆龍電感式接近開(kāi)關(guān)。1.3.5 輪輻式稱重傳感器稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、輪輻式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。所謂的輪輻式是形狀像帶輻條的輪子一樣，而稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。電阻應(yīng)變式傳感器，電阻應(yīng)變式傳感器（straingauge type transducer ）以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件的電阻式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計(jì)、補(bǔ)償電阻和外殼組成，可根據(jù)具體測(cè)量要求設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式。彈性敏感元件受到所測(cè)量的力而產(chǎn)生變形，并使附著其上的電阻應(yīng)變計(jì)一起變形。電阻應(yīng)變計(jì)再

25、將變形轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，從而可以測(cè)量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。常用的電阻應(yīng)變式傳感器有應(yīng)變式測(cè)力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器、應(yīng)變式扭矩傳感器（見(jiàn)轉(zhuǎn)矩傳感器）、應(yīng)變式位移傳感器（見(jiàn)位移傳感器）、應(yīng)變式加速度傳感器（見(jiàn)加速度計(jì)）和測(cè)溫應(yīng)變計(jì)等。電阻應(yīng)變式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是精度高，測(cè)量范圍廣,壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實(shí)現(xiàn)小型化、整體化和品種多樣化等。它的缺點(diǎn)是對(duì)于大應(yīng)變有較大的非線性、輸出信號(hào)較弱，但可采取一定的補(bǔ)償措施。因此它廣泛應(yīng)用于自動(dòng)測(cè)試和控制技術(shù)中。輪輻式傳感器的特點(diǎn)是抗偏載、低高度、全密封和規(guī)格全，適用于平臺(tái)秤、汽車衡、軌道衡及料倉(cāng)物位測(cè)量

26、與控制。輪輻式稱重傳感器量程規(guī)格：0.3，0.5，1，2，3，5，10，20，30，50，100t。它的工作原理：稱重傳感器中最多的是電阻應(yīng)變式稱重,應(yīng)變片是稱重傳感器的核心單元,彈性體是基礎(chǔ)組成部分。稱重傳感器按結(jié)構(gòu)類型分主要有S形行雙連孔式傳感器,柱式傳感器,輪輻式與橋式傳感,柱環(huán)式傳感器,剪切梁式傳感器和單S梁式傳感器.S形行雙連孔式傳感器量程范圍一般在2Kg到500Kg,這種類型稱重傳感器抗偏，抗側(cè)能力較強(qiáng)。柱式傳感器的測(cè)量范圍都很大，一般最大可以達(dá)到幾百噸，它剛性好，抗過(guò)載能力強(qiáng)，加工也簡(jiǎn)單，重量也比較輕。1.3.6 光幕傳感器光幕傳感器的光是根據(jù)測(cè)試需要將傳感器的光源組成一面光幕,

27、接收部分可以根據(jù)光幕被遮擋的部分測(cè)出物體的尺寸,比如激光光幕傳感器可以用來(lái)測(cè)量物體的直徑和寬度.光幕傳感器主要是用在工業(yè)生產(chǎn)中的安全保護(hù)設(shè)備，普遍叫做安全光幕，多束平行的紅外光線形成了一面象電影熒幕一樣的保護(hù)墻，一旦觸及就會(huì)停止工作，保護(hù)操作人員的人身安全。它是一種新開(kāi)發(fā)的，集以前各廠家光幕技術(shù)與售價(jià)之所長(zhǎng)的高品質(zhì)自動(dòng)控制產(chǎn)品，運(yùn)用紅外線掃描探測(cè)技術(shù)。發(fā)射裝置和接收裝置安裝于兩側(cè)，內(nèi)部由單片機(jī)和微處理器進(jìn)行數(shù)字程序控制，使紅外線收發(fā)單元在高速掃描狀態(tài)下，形成紅外線光幕警戒屏障，當(dāng)人和物體進(jìn)入光幕屏障區(qū)內(nèi)，控制系統(tǒng)迅速轉(zhuǎn)換輸出電平信號(hào)，使負(fù)載動(dòng)作，當(dāng)人和物體離開(kāi)光幕警戒區(qū)域，則負(fù)載正常自動(dòng)關(guān)閉，

28、從而達(dá)到安全保護(hù)的目的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)不需要控制器，僅需發(fā)射器和接收器，使用時(shí)通過(guò)航空插頭插座或者電纜線連接，輸出可直接外接繼電器或者各類計(jì)算機(jī)數(shù)字接口。工作原理： 當(dāng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)無(wú)侵入物體時(shí)，傳感器的接收器處于受光狀態(tài)，此時(shí)接收器的通訊指示燈（紅燈）應(yīng)熄滅，發(fā)射指示燈（黃燈）點(diǎn)亮，這時(shí)按下被保護(hù)設(shè)備的工作開(kāi)關(guān)，設(shè)備可正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)有物體（不小于最小可檢測(cè)體或者分辨率）侵入保護(hù)區(qū)域時(shí)，接收器的紅色指示燈將被點(diǎn)亮（可能是接收器處于遮光狀態(tài)，也可能是光通訊被遮斷），此時(shí)被保護(hù)設(shè)備受控，處于強(qiáng)制停頓狀態(tài)；當(dāng)侵入物體撤出保護(hù)區(qū)域后，光幕傳感器將返回第一個(gè)工作狀態(tài)，設(shè)備將繼續(xù)工作。在安全光幕傳感器開(kāi)機(jī)進(jìn)入工作狀

29、態(tài)后，使用直徑為最小檢測(cè)體尺寸的測(cè)試棒（或同等直徑的不透明物體），垂直侵入保護(hù)區(qū)域，分別按順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛟诒Ｗo(hù)區(qū)域內(nèi)做平移運(yùn)動(dòng)，此時(shí)光幕傳感器應(yīng)一直有紅色指示燈被點(diǎn)亮，受控設(shè)備無(wú)法工作。1.3.7 壓力繼電器壓力繼電器(Pressure Switch)，是液壓系統(tǒng)中當(dāng)流體壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，使電接點(diǎn)動(dòng)作的元件。是將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的液壓元器件，客戶根據(jù)自身的壓力設(shè)計(jì)需要，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力繼電器，實(shí)現(xiàn)在某一設(shè)定的壓力時(shí)，輸出一個(gè)電信號(hào)的功能。壓力繼電器是利用液體的壓力來(lái)啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，使電氣元件（如電磁鐵、電機(jī)、時(shí)間繼電器、電磁離合器

30、等）動(dòng)作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)使系統(tǒng)停止工作，起安全保護(hù)作用等。壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式四種結(jié)構(gòu)形式。注意： 壓力繼電器必須放在壓力有明顯變化的地方才能輸出電信號(hào)。若將壓力繼電器放在回油路上，由于回油路直接接回油箱，壓力也沒(méi)有變化，所以壓力繼電器也不會(huì)工作。2 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟有七步：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型：分析所控制的設(shè)備或系統(tǒng)，PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。然后判斷一下所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要求（選型要

31、求），最后判斷一下所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度，分析內(nèi)存容量是否夠；I/O賦值（分配輸入輸出）：首先將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。然后將所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸出編號(hào)相對(duì)應(yīng)；設(shè)計(jì)控制原理圖：首先設(shè)計(jì)出比較完整的控制草圖。然后編寫控制程序。最后在達(dá)到控制目的的前提下盡量簡(jiǎn)化程序；程序?qū)懭隤LC：將程序?qū)懭肟删幊炭刂破鳎痪庉嬚{(diào)試修改程序：首先程序出錯(cuò)（邏輯及語(yǔ)法檢查）。然后在局部插END，分段調(diào)試程序。最后整體運(yùn)行調(diào)試；監(jiān)視運(yùn)行情況：在監(jiān)視方式下，監(jiān)視一下控制程序的每個(gè)動(dòng)作是否正確；如不正確返回步驟5，如果正確則做第七部；運(yùn)行程序

32、。2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路為了能更方便的壓裝發(fā)動(dòng)機(jī)，節(jié)省勞動(dòng)力。傳送帶是用來(lái)傳送要壓裝的發(fā)動(dòng)機(jī)和已壓裝好的發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)思路如圖2.1所示。一個(gè)控制操作按鈕，有停止按鈕、啟動(dòng)按鈕和急停按鈕，啟動(dòng)后就同時(shí)啟動(dòng)了傳感器，電感式傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否到位，輪輻式稱重傳感器是檢測(cè)是否超過(guò)本設(shè)計(jì)的最大壓力值50KN左右。光幕傳感器是用來(lái)檢測(cè)在壓裝機(jī)工作時(shí)是否有人進(jìn)入工作區(qū)域，就收到信號(hào)后壓裝機(jī)就自動(dòng)停止工作。這些傳感器接收到信號(hào)后都傳送到PLC，PLC控制一個(gè)液壓閥、兩個(gè)異步交流電動(dòng)機(jī)和報(bào)警器。液壓閥是控制升降機(jī)的上升和下降，兩個(gè)異步交流電動(dòng)機(jī)分別控制一個(gè)液壓泵和傳送帶，報(bào)警器就是由光幕接收到有人

33、信號(hào)后把信號(hào)傳送到PLC，然后PLC在發(fā)指令給報(bào)警器，報(bào)警器就發(fā)出警報(bào)聲用來(lái)提醒操作人員。操作按鈕、傳感器警報(bào)器PLC液壓閥液壓泵電機(jī)傳送帶電機(jī)圖2.1 控制方案2.3 控制系統(tǒng)的控制模式此系統(tǒng)以自動(dòng)控制為主，并結(jié)合手動(dòng)控制方式，改造后操作工只需在手動(dòng)確認(rèn)缸蓋位置到位，按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)升降臺(tái)后，再按控制面板的壓裝按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)壓裝和自動(dòng)放行。手動(dòng)控制是用人控制壓裝機(jī)和傳送帶運(yùn)作按鈕，如啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和急停按鈕等，而自動(dòng)控制是壓裝機(jī)的整個(gè)壓裝過(guò)程不需要工人操作。3 PLC系統(tǒng)硬件方案的設(shè)計(jì)3.1 可編程控制器選型此系統(tǒng)控制規(guī)模屬于偏大的，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)有點(diǎn)多，所以系統(tǒng)采用大型的三菱可編程控

34、制器。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出1625 點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。本設(shè)計(jì)選擇的是三菱的PLC控制器，型號(hào)是FX2N-64MR-001 。輸入：64點(diǎn)，繼電器輸出，它是交流電源。設(shè)計(jì)要求的輸入點(diǎn)是24，所以選擇的控制器的輸入點(diǎn)要大于所要求的點(diǎn)數(shù)。FX2N-64MR-001是FX2N系列中三菱PLCFX家族中最先進(jìn)的系列。有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強(qiáng)，可擴(kuò)展到256點(diǎn)。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿

35、足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。特點(diǎn)：系統(tǒng)配置即固定又靈活；編程簡(jiǎn)單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運(yùn)算；使用于多種特殊用途；外部機(jī)器通訊簡(jiǎn)單化；共同的外部設(shè)備。3.2 元件選型3.2.1 變頻器本設(shè)計(jì)采用的變頻器是三菱E740系列，采用的型號(hào)是FR-E740。變頻器分為主電路和控制電路，控制電路的輸入信號(hào)包含有正轉(zhuǎn)啟動(dòng)和反轉(zhuǎn)啟動(dòng)、多段速度選擇分為高速、中速和低速三個(gè)階段等。變頻器的接線原理圖如圖3.1所示。FR-E740的變頻器的電壓級(jí)數(shù)是3相400V級(jí)，它的容量是0.4K-15K,它有很多部分組成，由操作面板、冷卻風(fēng)扇、主電路

36、端子排、控制邏輯切換跨接器和內(nèi)置選件的連接接口等部分。在接線是有很多要求，否則錯(cuò)誤的接線會(huì)損壞變頻器，另外控制信號(hào)線應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離主電路線纜，以確保不受噪音的影響。它的輸入信號(hào)是7點(diǎn)，可從多段速度選擇、遠(yuǎn)程設(shè)定、擋塊定位選擇、第2功能選擇，、端子4輸入選擇等。圖3.1 變頻器原理圖3.2.2 電感式接近開(kāi)關(guān)的選型接近開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)：接近開(kāi)關(guān)與被測(cè)物體不接觸、不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和疲勞磨損、工作壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花、無(wú)噪聲、防潮、防塵、防爆性能好、輸出信號(hào)負(fù)載能力強(qiáng)、體積小、安裝、調(diào)整方便；缺點(diǎn)是觸點(diǎn)容量較小、輸出短路時(shí)易燒毀。接近開(kāi)關(guān)的性能指標(biāo)：額定動(dòng)作距離、工作距離、動(dòng)作滯差、重復(fù)定位精度（

37、重復(fù)性）、動(dòng)作頻率等。選用歐姆龍的電感式接近開(kāi)關(guān)，其型號(hào)是E2E-X1C1，它的原理是電感式，輸出方式為NPN，常開(kāi)輸出，電源電壓：6-36VDC（V）。在流水線上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壓裝，先得把發(fā)動(dòng)機(jī)放在傳送帶上一個(gè)個(gè)傳動(dòng)到指定位置進(jìn)行壓裝，在發(fā)動(dòng)機(jī)放在傳送帶上時(shí)要用傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否到位，然后其他操作也可以由于發(fā)動(dòng)機(jī)的到位進(jìn)行運(yùn)作，發(fā)動(dòng)機(jī)是由鐵為材料制作的，所以檢測(cè)它位置的最好的傳感器就是歐姆龍的電感式開(kāi)關(guān)，所以就選擇了它。3.2.3 輪輻式稱重傳感器 輪輻式傳感器由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，所以能夠承受大的側(cè)向力，由于它有較大的滯后誤差，很多場(chǎng)合都被橋式傳感器所取代。橋式傳感器的彈性體形狀像橋，因此得名。

38、橋式傳感器精度高，標(biāo)定方便，普遍應(yīng)用于汽車秤跟平臺(tái)秤等多個(gè)場(chǎng)合。柱環(huán)式傳感器由于本身的結(jié)構(gòu)特性目前大多僅用于測(cè)量拉力，其精度一般在0.03到0.05之間。剪切梁式傳感器運(yùn)用剪切原理制作而成，精度跟穩(wěn)定性都很高，一般都不需要線性補(bǔ)償都能達(dá)到要求。它不受測(cè)力點(diǎn)變化的影響。測(cè)量范圍在幾十Kg左右的場(chǎng)合一般選用單S梁式傳感器，它不適合在振動(dòng)大的時(shí)候使用。本設(shè)計(jì)所要承受的力是50KN，所以采用量程最大范圍是10噸的輪輻式稱重傳感器。型號(hào)：WPL201， 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，三線制，010mA、420mA或05V輸出。輸入阻抗：385±15，輸出阻抗： 350±3，絕緣電阻>5000M

39、輸入阻抗：385±15，輸出阻抗：350±3，絕緣電阻>5000M。3.2.4光幕傳感器本設(shè)計(jì)所選擇光幕傳感器的型號(hào)是YL102512，特點(diǎn)是精度高，光軸間距：25mm；規(guī)格品種多，適用范圍廣；按保護(hù)長(zhǎng)度：0-10m。按保護(hù)高度：75mm-975mm；抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)對(duì)電磁信號(hào)、頻閃燈光焊接弧光及周圍光源等具用良好的抗干擾能力；對(duì)光容易，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)巧妙，元器件選擇考究，對(duì)光簡(jiǎn)單；抗振性能優(yōu)良；產(chǎn)品內(nèi)部有良好的防震膠，外部采用減震器；安裝方便；使用壽命長(zhǎng)（輸出繼電器達(dá)到使用壽命后，可更換），可靠性高；設(shè)有信號(hào)強(qiáng)度指示器，方便校對(duì)。光幕傳感器的接線如圖3.2所示，

40、有些設(shè)備可以識(shí)別光幕傳感器輸出的NPN接點(diǎn)信號(hào)，并且工作電源為DC24V，在有明確要求的情況下，可提供NPN輸出方式，接線圖如右側(cè)：分為發(fā)光器和受光器兩部分，兩個(gè)部分的紅黃線分別接24V電源的正負(fù)極，受光器的棕色和黑色是連接PLC控制器，發(fā)光器和受光器的藍(lán)藍(lán)相連，屏蔽跟屏蔽相連接地。圖3.2 光幕傳感器原理圖3.2.5 壓力繼電器壓力繼電器和壓力傳感器的區(qū)別：壓力繼電器使電接點(diǎn)動(dòng)作的元件，而傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。根據(jù)所測(cè)對(duì)象的壓力來(lái)選用,比如所測(cè)

41、壓力范圍在8KG以內(nèi),那么就要選用額定10KG的壓力繼電器,還有要符合電路中的額定電壓,接口管徑的大小。本設(shè)計(jì)所選用的壓力繼電器的型號(hào)是PF-B8H4-S，壓力繼電器是用于電氣一液壓系統(tǒng)中，把油壓轉(zhuǎn)換為電氣訊號(hào)的一種發(fā)送裝置，它是彈簧載荷式，當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí)，繼電器的活塞產(chǎn)生機(jī)械位移以接通微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)。它有高低壓兩個(gè)控制壓力。它的連接形式是板式連接，壓力是32Mpa，通徑是8mm，調(diào)壓范圍是432Mpa，它的重量是1.5kg，微動(dòng)開(kāi)關(guān)的型號(hào)是KWX，是直流電，電壓是30V，電流是0.5A。3.3 I/O口分配輸入地址分配表有30個(gè)地址，電感式開(kāi)關(guān)就是X0端口，是工件到位的檢測(cè)傳感器，如

42、表3.1所示，端口X1-X6是壓裝機(jī)在壓裝過(guò)程中的位置，讓我們精確了解壓裝過(guò)程中它所處的不同位置，為了操作時(shí)的安全，所以特意設(shè)立了端口X13，安全光幕傳感器的端口。為了操作時(shí)的安全，所以設(shè)立了X22和X23這兩個(gè)端口，這兩個(gè)都是啟動(dòng)壓裝的按鈕，但是如果不同時(shí)按它們，只按一個(gè)按鈕，則壓裝機(jī)就不會(huì)啟動(dòng)。表3.1 輸入地址分配表地址說(shuō)明地址說(shuō)明X0工件到位檢測(cè)傳感器X17手/自啟動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)X1中心桿壓裝原位傳感器X20傳送帶啟動(dòng)按鈕X2四周桿壓裝原位傳感器X21傳送帶停止按鈕X3中心桿壓裝限位傳感器X22壓裝確認(rèn)按鈕1X4四周桿壓裝限位傳感器X23壓裝確認(rèn)按鈕2X5中心桿壓裝到位傳感器X24升降臺(tái)上

43、升按鈕X6四周桿壓裝到位傳感器X25升降臺(tái)下降按鈕X7升降臺(tái)原位傳感器X26中心桿壓裝機(jī)上升按鈕X10升降臺(tái)限位傳感器X27四周桿壓裝機(jī)上升按鈕X11停止板限位傳感器X30中心桿壓裝機(jī)下降按鈕X12停止板原位傳感器X31四周桿壓裝機(jī)下降按鈕X13安全光幕傳感器X32停止器上升按鈕X14總啟動(dòng)按鈕X33停止器下降按鈕X15停止按鈕X34壓力繼電器上限傳感器X16急停按鈕X35壓力繼電器下限傳感器輸出地址分配表有13個(gè)地址，如圖3.2所示，Y3端口是外部侵入報(bào)警器，它所對(duì)應(yīng)的就是安全光幕傳感器的輸出信號(hào)，Y1和Y2是壓力不足和壓力過(guò)載的報(bào)警器，能提醒操作人員及時(shí)做出相應(yīng)的對(duì)策。Y20的停止器端口，

44、這個(gè)停止器不是讓壓裝機(jī)或其他東西停止的按鈕，而是讓擋板下降，是控制擋住發(fā)動(dòng)機(jī)前進(jìn)的一個(gè)板，然后到位后所輸出的信號(hào)。表3.2 輸出地址分配表地址說(shuō)明地址說(shuō)明Y0系統(tǒng)正常指示燈Y7中心壓裝桿下降電磁閥Y1壓裝力不足報(bào)警器Y10四周壓裝桿上升電磁閥Y2壓裝力過(guò)載報(bào)警器Y11四周壓裝桿下降電磁閥Y3外部侵入報(bào)警器Y12傳送帶變頻器Y4升降臺(tái)上升電磁閥Y13液壓泵變頻器Y5升降臺(tái)下降電磁閥Y14停止器Y6中心壓裝桿上升電磁閥3.4 電路圖設(shè)計(jì)3.4.1 主電路主電路原理圖如圖3.3所示：圖3.3 主電路3.4.2 控制電路控制電路原理圖如圖3.4所示：4 PLC的控制程序設(shè)計(jì)4.1 工藝流程分析工藝流程

45、是指能夠把一定投入變換成一定產(chǎn)出的一系列任務(wù)（即工序），這些任務(wù)由物流和信息流有機(jī)的連接在一起。本設(shè)計(jì)的工藝流程分析是：把工件放在傳送帶向前上傳送，傳送到升降臺(tái)的位置上，檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)到位后，停止板下降，阻礙工件繼續(xù)前進(jìn)。然后升降臺(tái)上升，上升到一定的位置，壓裝機(jī)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)，然后進(jìn)行壓裝，壓裝完后升降臺(tái)和壓裝機(jī)都恢復(fù)到原位，停止板上升，工件隨傳送帶繼續(xù)向前移動(dòng)，一直循環(huán)下去。圖3.4 控制電路4.2 控制流程圖系統(tǒng)的控制流程圖見(jiàn)附錄1。4.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖見(jiàn)附錄2。4.4 PLC程序設(shè)計(jì)4.4.1模式選擇模式可以分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，自動(dòng)模式是利用PLC程序編程，然后由按鈕對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制。在一般無(wú)突發(fā)情況的時(shí)候，所以都采用的是自動(dòng)模式，如果有突發(fā)情況，如壓力過(guò)載、壓力不足或者壓裝機(jī)在壓裝的過(guò)程中突然卡機(jī)了，這時(shí)候應(yīng)該由自動(dòng)模式切換成手動(dòng)模式，用手動(dòng)模式操作來(lái)解決遇到的突發(fā)狀況，手動(dòng)模式可以利用PLC的編程用手動(dòng)控制急停按鈕、傳送帶和升降臺(tái)按鈕等。4.4.2 手動(dòng)程序手動(dòng)程序如圖4.1所示，首先是切換到手動(dòng)模式，然后在啟