電鍍控制設(shè)計說明書

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)設(shè)計概況電鍍生產(chǎn)應(yīng)用范圍廣泛，生產(chǎn)線較長，設(shè)備分散，前后聯(lián)鎖關(guān)系復(fù)雜，控制較難。電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計有兩至四臺行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運行。本設(shè)計中以三臺行車、五個槽位為例，對電鍍生產(chǎn)線的流程以及控制方法進行了介紹。對于行車的自動控制，早期是采用繼電-接觸器控制電路，但是其電路復(fù)雜，接口多，工作可靠性差，維護困難。發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動化程度更高。本設(shè)計中，分別用繼電-接觸器這種傳統(tǒng)方法以及采用歐姆龍CPM1A-40CDR-A小型PLC對電鍍生產(chǎn)線的電氣控制系統(tǒng)進行了設(shè)計。用PLC進行自動控制，具有編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強的特點，是一種很有效的自動控制方式，是電鍍生產(chǎn)實現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：電鍍生產(chǎn)線；行車控制；繼電－接觸器控制；歐姆龍PLC控制AbstractElectroplatingwiderangeofapplications,theproductionlineislonger,equipmentscatteredaroundthecomplexinterlockingrelationships,controlismoredifficult.Electroplatingproductionlineinaccordancewithitsgeneraldesignprocessrequirementsandscaleroadworkhastwotofourunits,eachlanewerepreparedaccordingtotheproceduresruntheirowngood.Inthisdesign,threelane,fiveslots,forexample,electroplatingproductionlineprocessesandcontrolmethodswereintroduced.Forautomaticcontroloftraffic,istheuseofearlyrelay-contactorcontrolcircuit,butthecircuitcomplexity,interfacesandmoreoperationalreliabilitypoormaintenance.DevelopmenthasitscontrolmethodhasbeenadoptedPLCprogrammablecontrollerasthecorecontrolunit,whichcontrolsmoresecure,reliable,convenient,flexible,higherdegreeofautomation.Inthisdesign,respectively,withrelay-contactorthistraditionalapproachandtheuseofOmronCPM1A-40CDR-AsmallelectroplatingproductionlinePLCelectricalcontrolsystemdesign.WithPLCautomaticcontrol,withprogrammingconvenience,flexibleoperation,safe,stable,reliableperformanceandanti-jammingfeatures,isaveryeffectiveautomaticcontrolmode,electroplatingproductiontoachievehighefficiency,lowcost,highqualityautomatedproductiondevelopment.Keywords：Electroplatingproductionline；Trafficcontrol；Relay-contactorcontrol；OmronPLCcontrol目錄TOC\o"1-3"\h\u附錄1引言1.1電鍍生產(chǎn)線簡介電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。電鍍工藝流程中，保證產(chǎn)品的電鍍時間是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動化控制不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴格的保證，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強度，有著非常好的經(jīng)濟效益和社會效益，電鍍生產(chǎn)線上對行車的自動控制則是電鍍生產(chǎn)線自動化控制的關(guān)鍵。電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計有兩至四臺行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運行；對于行車的自動控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動化程度更高。2電鍍車間專用行車控制系統(tǒng)2.1專用設(shè)備基本情況介紹電鍍車間專用行車是某廠電鍍車間為提高功效、促進生產(chǎn)自動化和減輕勞動強度，提出制造的一臺專用半自動起吊設(shè)備。它采用遠距離控制，起吊重量在300kg以下。起吊物品是待進行電鍍及表面處理的各種產(chǎn)品零件。根據(jù)工藝要求，專用行車的結(jié)構(gòu)與動作流程示意圖如圖2-1所示。圖2-1專用行車的結(jié)構(gòu)與動作流程示意圖電鍍車間有多個電鍍（清洗）槽位，分別標記為1槽、2槽等等。實際生產(chǎn)線上鍍槽的數(shù)量是根據(jù)用戶綜合各種電鍍工藝的需要所提出的要求而定。電鍍種類越多，槽數(shù)也越多。為簡化設(shè)計過程，本設(shè)計暫定5個電鍍槽位。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)，工人將待電鍍零件裝入吊籃，并發(fā)出信號，專用行車便提升，到一定高度后自動逐段前進。按工藝要求在需要停留的槽位停止，然后自動下降，停留一段時間（各槽停留的時間預(yù)先按工藝調(diào)定）后再自動上升，停留一段時間再前進。如此完成電鍍工藝的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端，自動返回原位。工人卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號，進入下一個電鍍作業(yè)循環(huán)。對于不同零件，其鍍層要求和工藝過程是不同的。為了節(jié)省場地，適應(yīng)批量生產(chǎn)和柔性生產(chǎn)的需要，提高設(shè)備利用率和發(fā)揮最大經(jīng)濟效益，該設(shè)備還要求電氣控制系統(tǒng)能針對不同電鍍工藝流程，有程序預(yù)選和修改能力。例如鍍鋅使用1、3、4、5槽位，不需要使用2槽位；鍍鉻使用1、2、4、5槽位，不需要使用3槽位等。各槽位停留的時間由用戶根據(jù)工藝要求進行整定。設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)與普通小型行車結(jié)構(gòu)類似，跨度較小，但要求準確停穩(wěn)，以便吊籃能準確進入電鍍槽內(nèi)。工作時除具有自動控制的大車移動（前進/后退）與吊籃提升/下降運動外，還有調(diào)整吊籃位置的小車運動（左移/右移）。2.2拖動情況介紹專用行車的小車、打車及升降運動三相交流異步電動機（Y802-4型0.75kW、2.1A、1390r/min）分散拖動。2.3設(shè)計要求本課題要求設(shè)計一電鍍生產(chǎn)線控制，電鍍生產(chǎn)線上采用專用的行車和可升降的吊鉤，假定生產(chǎn)線有五個槽位（除油槽，酸洗槽，電鍍槽，回收液槽，清水槽），電鍍時將工件依次放入槽中電鍍，行車返回后，電鍍一個工件結(jié)束。控制要求如下：1、電鍍生產(chǎn)線上采用專用的行車和可升降的吊鉤，行車前退、左右移動和吊鉤升降各由一臺電機拖動，并有相應(yīng)的限位開關(guān)SQ定位。2、工件在三個槽位均需停留一段時間，并在槽位上方停留一段時間，讓鍍液從工件上流回鍍槽。(1)將工件放入除油槽內(nèi)，除油30s后提起，停放10s；(2)接著將工件放入酸洗槽內(nèi)，酸洗40s后提起，停放20s；(3)然后將工件放入鍍槽中，電鍍240s后提起，停放30s；(4)然后再將工件放入回收液槽浸40s，提取后停20s；(5)最后放入清水槽中清洗30s，最后提起停10s后。之后行車返回原位，電鍍一個工件的全過程結(jié)束。（原位是指行車在掛件架上方，吊鉤下降到最下方，在原位，操作人員把將要電鍍的工件放在掛具上，即可開始電鍍工作）3、整個電鍍生產(chǎn)線完成一個工作循環(huán)后，可以自動進行下一個工作循環(huán)，也可以按下停止按鈕，結(jié)束工作。當(dāng)再按下啟動按鈕，則開始第二個工作循環(huán)。4、控制裝置具有程序預(yù)選功能（按電鍍工藝確定需要停留工位），一旦程序預(yù)選，除裝卸零件外，整個電鍍工藝應(yīng)能自動進行。5、前進、后退，上升、下降運動要求準確定位。前進后退、上升下降及左右移動之間要有連鎖作用。6、采用遠距離控制，整機電源及各動作要有相應(yīng)指示。7、應(yīng)有極限位置保護和其他必要的電氣保護措施。3繼電-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計繼電-接觸器控制系統(tǒng)一直是電氣控制的主流，目前國內(nèi)仍有不少廠家應(yīng)用繼電接觸器控制系統(tǒng)。其中輸人單元為按鈕開關(guān)等主令電器。輸出單元包括各種閥門的控制線圈、各類接觸器控制線圈及信號指示等執(zhí)行元件。這種控制系統(tǒng)的特點是：價格便宜、性能價格比低。因此繼電接觸器控制方案，適用控制邏輯比較簡單，所需繼電器數(shù)量較少，程序固定的場合。3.1電鍍生產(chǎn)線運行流程為了更好地了解電鍍生產(chǎn)線的工作過程，本設(shè)計在進行總體方案的設(shè)計，先繪制出電鍍生產(chǎn)線運行詳細流程圖。如圖3-1。圖3-1電鍍生產(chǎn)線運行流程圖3.2總體方案的選擇1、行車的左右、前后及上下運動分別由電動機M1、M2、M3拖動，并通過正反轉(zhuǎn)控制實現(xiàn)兩個方向的移動。2、進退與升降運動停止時，采用能耗制動以保證準確定位。平移中，升降電動機M3采用電磁抱閘制動（電磁抱閘制動通常用于起重設(shè)備上，制動力強，安全可靠，不會因突然斷電而發(fā)生事故），以確保安全。3、位置控制指令信號，由固定于軌道側(cè)的限位開關(guān)發(fā)出，并用調(diào)節(jié)擋鐵的方法，來保證吊籃與鍍槽相對位置的準確性。4、制動時間與各槽停留時間可根據(jù)工藝要求設(shè)定，并由定時器自動控制。5、采用程序預(yù)選開關(guān)實現(xiàn)電鍍槽位工藝自選。6、M2、M3為自動控制連續(xù)運轉(zhuǎn)，采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護，M1電動機的左右移動為調(diào)整運動，短時工作無過載保護。7、采用帶指示燈控制按鈕，以顯示設(shè)備運動狀態(tài)。8、主電路及控制電路采用熔斷器實現(xiàn)短路保護。由限位開關(guān)實現(xiàn)前進/后退、提升/下降及左移/右移三方向的極限位置保護。3.3電氣控制原理圖設(shè)計3.3.1主電路設(shè)計（1）本設(shè)備需要三臺電動機拖動，而且每臺電動機都要正反轉(zhuǎn)運動。由接觸器KM5、KM6控制左右移動電動機M1的正反轉(zhuǎn)，KM1、KM2及KM3、KM4分別控制前進后退移動電動機M2、升降運動電動機M3的正反轉(zhuǎn)。（2）左行右行電動機M1為點動短時工作，故不設(shè)過載保護。前進后退電動機M2、升降電動機M3由熱繼電器FR1、FR2實現(xiàn)過載保護。（3）主線路由隔離開關(guān)QF作為電源接入控制，（4）為保證準確停位，并考慮到進退與升降運動由同一型號電動機拖動，且不會同時工作（相互有連鎖作用），所以停車時，可采用同一個直流電源實現(xiàn)能耗制動。本設(shè)計中，制動過程結(jié)束后，采用時間原則來切除制動力矩，即通過時間繼電器KT完成切換。直流電源可采用低壓交流電源經(jīng)單相橋式整流得到。（5）考慮到升降運動有一定的重量，在行車平移中，需設(shè)置電磁抱閘制動控制。三相電磁鐵YA和M3并聯(lián)，當(dāng)M3得電時，YA工作，松開剎車允許升降運動；M3失電時，YA釋放，抱閘制動，使吊籃穩(wěn)定停留在空中，能安全地前后或左右平移。（6）能耗制動用時間原則，制動1.5s。根據(jù)以上設(shè)計原理便可繪制出如圖3-2所示的主電路。圖3-2電鍍專用行車控制線路主電路3.3.2控制電路設(shè)計由電鍍生產(chǎn)線運行詳細流程圖以及對控制電路設(shè)計的前期分析，首先列出電路中所用元件明細表，如表3-1。表3-1元件作用明細表元件元件作用元件元件作用M1控制吊籃左右移動的電機SB12上升啟動按鈕M2控制行車前進、后退的電機SB13下降啟動按鈕M3控制吊籃上升、下降的電機SA11號槽選擇開關(guān)KM1前進接觸器SA22號槽選擇開關(guān)KM2后退接觸器SA33號槽選擇開關(guān)KM3上升接觸器SA44號槽選擇開關(guān)KM4下降接觸器SA55號槽選擇開關(guān)KM5左移接觸器SQ11號槽行程開關(guān)KM6右移接觸器SQ22號槽行程開關(guān)KM7前進、后退制動接觸器SQ33號槽行程開關(guān)KM8上升、下降制動接觸器SQ44號槽行程開關(guān)QF空氣斷路器SQ55號槽行程開關(guān)FU1保護M1的熔斷器SQ6左移限位開關(guān)FU2保護M2的熔斷器SQ7右移限位開關(guān)FU3保護M3的熔斷器SQ8前進限位開關(guān)FU4保護控制回路的熔斷器SQ9后退限位開關(guān)FR1保護M2的熱繼電器SQ10上升限位開關(guān)FR2保護M3的熱繼電器SQ11下降限位開關(guān)TC變壓器KT1控制1槽停留時間的時間繼電器VC整流器KT2控制1槽上方停留時間的時間繼電器SB1左移點動按鈕KT3控制2槽停留時間的時間繼電器SB2右移點動按鈕KT4控制2槽上方停留時間的時間繼電器SB3前進點動按鈕KT5控制3槽停留時間的時間繼電器SB4后退點動按鈕KT6控制3槽上方停留時間的時間繼電器SB5上升點動按鈕KT7控制4槽停留時間的時間繼電器SB6下降點動按鈕KT8控制4槽上方停留時間的時間繼電器SB7前進、后退停止按鈕KT9控制5槽停留時間的時間繼電器SB8上升、下降停止按鈕KT10控制5槽上方停留時間的時間繼電器SB9總停按鈕KT11控制在原位停留時間的時間繼電器SB10前進啟動按鈕KT12控制M2制動時間的時間繼電器SB11后退啟動按鈕KT13控制M3制動時間的時間繼電器控制電路設(shè)計思路：(1)根據(jù)工藝要求，行車前進、后退控制與升降控制既可進行手動控制，又可進行自動控制。(2)進退與升降之間，由KA1、KA2、KA3、KA4常閉觸頭串于對方控制回路，實現(xiàn)聯(lián)鎖。過載保護由FR1、FR2常閉觸頭串在M2、M3各自的控制回路中實現(xiàn)。根據(jù)控制要求，KM1～KM4的副觸頭數(shù)量不夠，本設(shè)計采用并聯(lián)中間繼電器KA1～KA4的辦法來解決。因設(shè)備調(diào)整需要，進退及升降控制應(yīng)有連續(xù)運轉(zhuǎn)控制（即自動控制），也有點動控制（手動控制）。由FU4對控制電路實行短路保護。根據(jù)以上設(shè)計思路，電鍍生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)中，三臺電機各部分的控制回路設(shè)計如下：左移、右移控制回路吊籃左右移動，由電動機M1實現(xiàn)。KM5得電，M1正轉(zhuǎn)左移，KM6得電，M1反轉(zhuǎn)右移。左右移動為短時控制，故采用點動控制。在吊籃進退與升降運動中，不允許左右移動，故串聯(lián)KA1～KA4常閉觸頭，以實現(xiàn)聯(lián)鎖。左右極限保護位，由固定于左右兩端的限位開關(guān)SQ6、SQ7實現(xiàn)。根據(jù)以上分析，繪制出左移、右移控制回路，如圖3-3.圖3-3左移、右移控制回路前進、后退控制回路前進運動的手動控制時，按下前進啟動按鈕SB12，KM1得電，KM1及KA1吸合，行車前進。當(dāng)運行至需要停留的槽位，例如至1槽清洗，由運動擋鐵壓下固定于軌道一側(cè)的行程開關(guān)SQ1，SQ1常閉觸頭串在M2的控制回路中，使KM1、KA1失電，M2停止旋轉(zhuǎn)。若根據(jù)工藝要求無需在1槽位停留，則可扳動開關(guān)SA1，使其常開觸點閉合，常閉觸點打開，則行車至1槽位不做停留，繼續(xù)前進。復(fù)合按鈕SB5為前進啟動的點動按鈕。前進運動的自動控制時，在控制吊籃上升、下降的電動機M3制動的同時，當(dāng)?shù)趸@在所需停留的槽位（例如1號槽，此時SQ1處于斷開狀態(tài)）上方停留時間到后，時間繼電器KT2的延時閉合常開觸點閉合，KM1與KA1吸合，行車前進。行車離開1號槽位后，SQ1的恢復(fù)閉合狀態(tài)，行車繼續(xù)前進。后退運動的手動控制時，按下后退啟動按鈕SB13，KM2得電，KM2和KA2吸合，行車后退。復(fù)合按鈕SB6為后退啟動的點動按鈕。后退運動的自動控制時，當(dāng)行車運行至前進限位開關(guān)SQ8后，SQ8閉合，KM2得電，KM2與KA2吸合，行車后退。前進、后退整個控制回路中，還需要有自鎖、互鎖控制。根據(jù)以上分析，繪制出前進、后退控制回路，如圖3-4。圖3-4前進、后退控制回路前進、后退制動回路當(dāng)行車前進至預(yù)選槽位（例如1號槽）時，由KA1常閉及SQ1常開觸頭接通前進制動回路，KM7、KT12得電，使M2制動，行車準確停在1槽，制動時間由KT12調(diào)定。當(dāng)行車后退至后退限位開關(guān)SQ9，壓動SQ9使之處于斷開狀態(tài)，KM2矢電，M3進入后退制動狀態(tài)。根據(jù)以上分析，繪制出前進、后退制動回路，如圖3-5。圖3-5前進、后退制動回路需要注意的是，KT12瞬時閉合觸點的作用：如果KT12線圈斷線或機械卡主故障時，在按下SB7后電動機能迅速制動，兩相的定子繞組不致長期接入能耗制動的直流電流。上升、下降控制回路當(dāng)?shù)趸@處于原位時，按下SB14，KM3及KA3吸合，吊籃上升，至上極限位SQ10，升降電機M3開始進行能耗制動。上升運動的手動控制時，按下上升啟動按鈕SB14，KM3得電，KM3與KA3吸合，吊籃上升。當(dāng)上升至上限位行程開關(guān)SQ10后，KM3矢電，M3進入制動狀態(tài)。復(fù)合按鈕SB7為上升啟動的點動按鈕。上升運動的自動控制時，當(dāng)元件在所需停留的槽位（例如1號槽）停留時間到后，時間繼電器KT1的常開觸點延時閉合，KM3與KA3得電，吊籃上升。下降運動的手動控制時，按下下降啟動按鈕SB15，KM4與KA4得電，吊籃下降。當(dāng)上升至上限位行程開關(guān)SQ10后，KM3矢電，M3進入制動狀態(tài)。復(fù)合按鈕SB8為下降啟動的點動按鈕。下降運動的自動控制時，在M2制動的同時，由KM7常開觸點接通KM4與KA4，使M3電機正轉(zhuǎn)，吊籃下降，至下極限位，限位開關(guān)SQ11受壓，使KM4失電。同時SQ11常開觸頭接通下降制動回路，KM9得電，而使M3迅速停車。零件在槽內(nèi)停留的時間由時間繼電器KT1自動控制。上升、下降整個控制回路中，還需要有自鎖、互鎖控制。根據(jù)以上分析，繪制出前進、后退控制回路，如圖3-6。圖3-6上升、下降控制回路上升、下降制動回路當(dāng)?shù)趸@上升至上限位開關(guān)SQ10時，SQ10的常開觸頭接通接通上升制動回路，使KM8和KT13得電而使M3進行能耗制動，迅速停車。當(dāng)?shù)趸@下降至下限位開關(guān)SQ11時，SQ11的常開觸頭接通接通上升制動回路，使KM9和KT14得電而使M3進行能耗制動，迅速停車。零件在槽內(nèi)停留的時間KT1、KT3、KT5、KT7、KT9自動控制，在槽上方停留的時間由KT2、KT4、KT6、KT8、KT10自動控制。當(dāng)零件在槽上方停留時間到后，由時間繼電器延時閉合觸頭接通KM1、KA1的行車前進控制回路。根據(jù)以上分析，繪制出前進、后退制動回路，如圖3-7。圖3-7前進、后退制動回路當(dāng)行車按工藝要求完成零件的電鍍過程，到達前進終點，壓下前進限位開關(guān)SQ8自動停止前進，同時由SQ8常開觸點接通KM2使行車自動回到右極限位，并下降至原位。在原位裝卸好元件后，進入下一個電鍍流程。3.3.3輔助電路設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出圖3-8所示的輔助電路。HL0為電源指示，HL1~HL9為行車運動狀態(tài)顯示。圖3-8電鍍專用行車的輔助電路3.3.4選擇電器元件電動機專用行車的小車、打車及升降運動三相交流異步電動機（Y802-4型0.75kW、2.1A、1390r/min）分散拖動。熔斷器熔斷器是一種最簡單有效的保護電器。在使用時，串接在所保護的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴重過載保護，主要用作短路保護。當(dāng)保護一臺電動機時，考慮到電動機起動沖擊電流的影響應(yīng)按下式計算：式中為電動機額定電流。FU1、FU2、FU3分別對電動機M1、M2、M3進行短路保護，其熔體電流為可選用RL6-25型熔斷器，熔體電流為6A。接觸器接觸器用于帶負載主電路的自動接通與分斷。在本設(shè)計中：類型的選擇：交流接觸器CJ10系列。主觸點額定電壓的選擇：應(yīng)大于或等于控制線路的額定電壓，選擇380V。主觸點額定電流的選擇：大于或等于負載電流。對于電動機負載按經(jīng)驗公式來計算主觸頭：式中為接觸器主觸點電流（A），為電動機的額定功率（W）；為電動機的額定電壓（V），為經(jīng)驗系數(shù)，一般取1～1.4。本設(shè)計中，電動機的功率為0.75kW，額定電壓為380V，故接觸器的額定電流為：可選用CJ10-10/380V交流接觸器，此接觸器有兩個常開輔助觸點，兩個常閉輔助觸點。熱繼電器熱繼電器熱元件的額定電流應(yīng)接近或略大于被保護電動機的額定電流，并有一定調(diào)節(jié)范圍。熱元件額定電流的選擇：一般可按下式選取式中為熱元件的額定電流，為電動機的額定電流。因本設(shè)計中電動機的額定電流為2.1A，可選用JR16B～20/3型熱繼電器，整定值為2A,調(diào)節(jié)范圍為1.52.4A。三相制動電磁閥電磁抱閘制動，制動力強，廣泛用在起重設(shè)備上。它安全可靠，不會因突然斷電而發(fā)生事故。工作原理：電動機接通電源，同時電磁抱閘線圈也得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機正常運轉(zhuǎn)。斷開開關(guān)或接觸器，電動機失電，同時電磁抱閘線圈也失電，銜鐵在彈簧拉力作用下與鐵芯分開，并使制動器的閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機被制動而停轉(zhuǎn)。本設(shè)計中三相制動電磁閥采用JC2，～380V。整流控制變壓器能耗制動相關(guān)參數(shù)的計算：制動電流直流電流式中，R—定子兩相電阻約為10。整流變壓器二次側(cè)交流電流電壓整流變壓器容量,考慮能耗制動為短時工作（取計算容量的1/2～1/4），可與照明、顯示共用一臺變壓器。選用BK-100變壓器（380/36V~6.3V）。整流器整流器是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。本設(shè)計中選用ZP10型整流器。按鈕通常用于短時接通或斷開小電流的控制電路，常用按鈕為LA系列。本設(shè)計中選用LA系列指示燈式（在按鈕內(nèi)裝入信號燈顯示信號）。SB1～SB8點動按鈕選擇LA19-11型號；停止按鈕SB9～SB11選用LA19-11D有紅色指示燈的；啟動按鈕SB12～SB15選用LA19-11D有綠色指示燈的。行程開關(guān)又稱限位開關(guān)。這類開關(guān)被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動或自動往返運動等。本設(shè)計中，SQ1～SQ5五個槽位的行程開關(guān)采用滾輪式行程開關(guān)，其他左移、右移、前進、后退、上升、下降限位開關(guān)采用直動式行程開關(guān)。SQ1～SQ5選擇LXK-131，SQ6～SQ11選擇JLXK1-411。指示燈指示燈中，紅色表示禁止、停止；綠色表示通行、安全的意思；黃色表示注意、警告的意思，如警告信號等。HL0選用XD1型指示燈，6.3V,0.06A,黃色；HL1～HL9選用XD1型指示燈，6.3V,0.06A,綠色。原理圖的元件目錄明細表3-２。表3-２元器件目錄表序號代號名稱數(shù)量規(guī)格型號1M1～M3電動機3Y802-42FR1、FR2熱繼電器2JR16B～20/31.5~2.4A1.5~2.4A3YA三相制動電磁閥1JC2，～380V4FU1～FU7熔斷器7RL6-256VC整流器1ZP107TC變壓器1BK-1008QF電源開關(guān)1HZ10～10/39SB1～SB6點動按鈕6LA19-1110SB7～SB9停止按鈕3LA19-11D11SB10～SB13啟動按鈕4LA19-11D12KM1～KM8接觸器8CJ10-10/380V13KA1～KA6中間繼電器6JZ7-44，～380014KT1～KT13時間繼電器13JS11-5，～380V15SQ1～SQ5行程開關(guān)5LXK-13116SQ6～SQ11限位開關(guān)6JLXK1-41117SA1～SA5組合開關(guān)5HZ10-10/1318HL0指示燈1XD1，黃色29HL1~HL9指示燈9XD1，黃色3.4工藝圖設(shè)計本設(shè)計中，工藝圖的設(shè)計包括電氣板元件布置圖，控制元件面板布置圖。首先根據(jù)控制要求和電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)，確定電氣元件的總體配置以及電器板與控制面板上安裝的電器元件。本設(shè)計中，在電器箱外部，分布于生產(chǎn)線上的電器元件有電動機、制動電磁鐵、限位開關(guān)等。電器板上應(yīng)安裝的電器元件有熔斷器、接觸器、中間繼電器、熱繼電器、變壓器、整流器、時間繼電器?？刂泼姘迳习惭b的電器元件有電源開關(guān)、控制按鈕、程序選擇開關(guān)、指示燈等。安裝元件時要根據(jù)方便、美觀、均勻、對稱等原則。3.4.1電器板元件布置圖在電器板上安排器件時，必須隔開規(guī)定的間隔和爬電距離，并考慮有關(guān)的維修條件。按照用戶技術(shù)要求制作的電氣裝置，最少要留出10％面積作備用，以供控制裝置改進或局部修改。（1）體積大或較重的電器置于控制柜下方；發(fā)熱元件安裝在控制柜的上方。（2）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安放在一起，以利于安裝和布線。本設(shè)計中，電動機、制動電磁鐵、限位開關(guān)等電器元件分布于生產(chǎn)線上。電器板上應(yīng)安裝的電器元件有熔斷器、接觸器、中間繼電器、變壓器、整流器、時間繼電器等。根據(jù)以上原則，繪制出電器板元件布置圖，如圖3-8。圖3-8電器板元件布置圖3.4.2控制面板元件布置圖控制元件上安裝的電器元件有電源開關(guān)、控制按鈕、程序選擇開關(guān)，指示燈等。電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。根據(jù)以上繪制原則，繪制出控制面板元件布置圖，如圖3-9。圖3-9控制面板元件布置圖4PLC控制系統(tǒng)設(shè)計電鍍車間專用行車的繼電-接觸控制系統(tǒng)，在實際工程中非常多。但由于繼電-接觸控制系統(tǒng)存在繼電器抖動、吸合不良等現(xiàn)象，因此控制系統(tǒng)壽命短，可靠性差。且控制速度慢，維修難度大，耗能高。隨著先進控制技術(shù)手段的普及和推廣，這種控制系統(tǒng)不得不更新和改造。PLC實現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)自動化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度。因此，在該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中，可采用了高可靠性，高穩(wěn)定性，編程簡單，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。4.1主電路的設(shè)計主電路與繼電-接觸器控制方式的主電路相同。4.2控制電路的設(shè)計4.2.1PLC的選型PLC機型選擇的基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能要求及保證可靠，維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比，還要考慮控制系統(tǒng)的工藝改進后的系統(tǒng)升級的需要，更要兼顧控制系統(tǒng)的制作成本，選擇是主要考慮以下幾點：1.I/O點數(shù)的確定一般來講，可編程控制器控制系統(tǒng)的規(guī)模的大小是用輸入，輸出的點數(shù)來衡量的。在設(shè)計系統(tǒng)時，PLC的I/O點數(shù)選擇，應(yīng)按實際所需總點數(shù)的10～20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點數(shù)。根據(jù)I/O地址分配表可知，在本設(shè)計中，所需輸入點數(shù)為29個，所需輸出點數(shù)為18個。所需PLC總點數(shù)為（29＋18）×（10%～20%）＋47=52～57可選用歐姆龍CPM1A-40CDR-A型的PLC。因此型號PLC的I/O點總數(shù)為40個（輸入點為24個，輸出點為16個），因此還需要增加一個擴展單元CPM1A-20EDR（輸入點為12個，輸出點為8個），這樣選擇可滿足裕度要求。2．對I/O響應(yīng)時間的選擇PLC的I/O響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在2～3個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC的I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)時間問題。本設(shè)計中，PLC的輸入為按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等開關(guān)量，因此，可不必空濾I/O時間問題。3．根據(jù)輸出負載的特點選型不同的負載對PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的。但繼電器輸出型的PLC有很多優(yōu)點，如承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）、電壓等級范圍大、價格便宜等。所以動作不頻繁的交、直流負載可選擇繼電器輸出型的PLC。因此，本設(shè)計中選擇繼電器輸出型PLC。根據(jù)I/O點數(shù)所需選擇的歐姆龍CPM1A-40CDR-A型PLC為繼電器輸出型（型號中“R”代表繼電器輸出型），符合要求。4.2.2PLC輸入/輸出繼電器地址分配編寫梯形圖程序時，應(yīng)首先對PLC的I/O地址進行分配，并畫出PLC的外圍接線圖。電鍍車間專用行車控制系統(tǒng)PLC輸入/輸出繼電器地址分配表如表4-1。表4-1電鍍車間專用行車控制系統(tǒng)PLC輸入/輸出繼電器地址分配表類型地址電路器件作用輸入00000SB1左移點動按鈕00001SB2右移點動按鈕00002SB3前進點動按鈕00003SB4后退點動按鈕00004SB5上升點動按鈕00005SB6下降點動按鈕00006SB7前進、后退停止按鈕00007SB8上升、下降停止按鈕00008SB9總停按鈕00009SB10前進啟動按鈕00010SB11后退啟動按鈕00011SB12上升啟動按鈕00100SB13下降啟動按鈕00101SQ11號槽行程開關(guān)(常開)00102SQ22號槽行程開關(guān)(常開)00103SQ33號槽行程開關(guān)(常開)00104SQ44號槽行程開關(guān)(常開)00105SQ55號槽行程開關(guān)(常開)00106SQ6左移限位開關(guān)(常開)00107SQ7右移限位開關(guān)(常開)00108SQ8前進限位開關(guān)(常開)00109SQ9后退限位開關(guān)(常開)00110SQ10上升限位開關(guān)(常開)00111SQ11下降限位開關(guān)(常開)00200SA11號槽選擇開關(guān)00201SA22號槽選擇開關(guān)00202SA33號槽選擇開關(guān)00203SA44號槽選擇開關(guān)00204SA55號槽選擇開關(guān)輸出01000KM1前進接觸器01001KM2后退接觸器01002KM7前進、后退制動接觸器/r/