1、目錄第1章緒論11.1 系統(tǒng)概述11.1.111.2功能要求1第2章方案論證2第3章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3第4章系統(tǒng)程序設(shè)計4第5章調(diào)試及性能分析5第6章總結(jié)6附錄7附1：硬件原理圖7附2：源程序清單8附3：實物圖8參考文獻(xiàn)9I湖北理工學(xué)院 課程設(shè)計說明書第1章 緒論1.1 系統(tǒng)概述電動專用行車是現(xiàn)代化生產(chǎn)中用于物料輸送的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的控制方式下，大都采用人工操縱的半自動控制方式，在許多場合，為了提高工作效率，促進(jìn)生產(chǎn)自動化和減輕勞動強度，往往需要實現(xiàn)電動行車的自動化控制，實現(xiàn)自動化控制，可以使行車能夠按照預(yù)定順序和控制要求，自動完成一系列的工作。專用行車生產(chǎn)線自動化的程度在德國、意大利、美國等

2、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。而本文介紹的工廠電鍍車間的電鍍專用行車，分別利用繼電器接觸控制和PLC構(gòu)成一套自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電鍍專用行車的自動控制過程。（1）本設(shè)計方案中的控制對象電機均由交流接觸器完成開、停的控制，電動機需采用正、反向控制，正、反轉(zhuǎn)之間具有互鎖的功能，為了避免過多的使用接觸器，互鎖裝置由PLC內(nèi)部的軟件完成。（2）為了精確的對各個行動部件（大車，小車）進(jìn)行定位，采用行程開關(guān)和接近開關(guān)對其進(jìn)行定位的設(shè)計，選用的開關(guān)在現(xiàn)場進(jìn)行安裝，在選型和安裝硬件以及編程時應(yīng)考慮抗干擾性能。選用的開關(guān)由于要進(jìn)行反復(fù)的使用和承受高強度的負(fù)荷，選用開關(guān)時還要考慮其耐磨損性。（3

3、）導(dǎo)軌上的驅(qū)動電機，其內(nèi)部設(shè)有過載保護(hù)開關(guān)，一般為常閉型觸點。作為電機的過載保護(hù)信號，在設(shè)計PLC的控制電路時應(yīng)考慮該信號的邏輯關(guān)系。（4）對于電鍍車間小型行車系統(tǒng)而言，電鍍環(huán)節(jié)是整個工序成敗的關(guān)鍵，而進(jìn)行電鍍的鍍槽定位的信號是由裝在電鍍現(xiàn)場的行程開關(guān)錄入的，所以行程開關(guān)的工作狀況，即行程開關(guān)在工作時的好壞對生產(chǎn)有極大的影響。而行程開關(guān)一般為無源電器元件，其動作為重復(fù)性的機械動作，磨損和受壓的次數(shù)最多，因而是整個工作的電氣元件中最容易出現(xiàn)故障的裝置。所以在自動程序開始之前，先要對行程開關(guān)進(jìn)行檢測，進(jìn)行檢測時，是用檢測電機（小功率）驅(qū)動一個檢測小車對行程開關(guān)進(jìn)行通/斷的測試。（5）起吊電機（M1

4、）、橫行電機（M2）、走行電機（M3）、檢測用電機（M4）。分別采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護(hù)，其熱繼電器的常開觸點用過中間繼電器KA的轉(zhuǎn)換后，作為PLC的輸入觸點，用以完成各個電機系統(tǒng)的過載保護(hù)。（6）主回路選用自動開關(guān)，各負(fù)載和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器實現(xiàn)短路的保護(hù)。（7）電氣控制箱設(shè)置在控制控制室內(nèi)?？刂泼姘迮c控制箱內(nèi)的電器板選用BVR型銅導(dǎo)線連接，電氣控制箱與執(zhí)行裝置之間采用接線端子板連接。（8）設(shè)計方案中選用的PLC為繼電器輸出型。（9）PLC本身配有24V的直流電源，該接線端可為輸入傳感器提供直流24V電源。PLC的接地線與機器的接地端相連，基本單元必須接地。為了抑止附加在電

5、源設(shè)及輸入端的干擾，應(yīng)給PLC接以專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（電動機）的接地點分開，接地電阻應(yīng)該小于100，接地線面積應(yīng)大于2mm2，而且接地點應(yīng)該盡可能靠近可編程控制器。（10）PLC控制程序，均采用梯形圖編程（LD）。1.1.1 PLC系統(tǒng)可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字型的電子系統(tǒng)，即為計算機產(chǎn)品，它為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，即為工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機與傳統(tǒng)用于工業(yè)控制的繼電器相比具有獨一無二的特性1。（1）高可靠性：PLC在軟硬、件的設(shè)計上采用了一系列的抗干擾措施，使目前其他任何一種工業(yè)控制設(shè)備都無法達(dá)到這樣的可靠性。（2）編程方便，易于學(xué)用：它采用與實際繼電器控制電路非常接近的

6、梯形圖方式編程，廣大電氣技術(shù)人員非常熟悉，易于掌握，易于推廣。（3）通用性強：PLC用程序代替了接線，改變接線只要改變程序，因而柔性大。（4）體積小、重量輕，是“機電一體化”特有的產(chǎn)品。第2章 方案論證PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較1）可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣

7、接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2）配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力

8、的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過

9、改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5）體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備6）功能強，性能價格比高 一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比?？删幊绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。 7）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活

10、方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。而繼電器對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差，需要進(jìn)行重新設(shè)計與接線。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。PLC控制系統(tǒng)是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，目前仍然在工業(yè)領(lǐng)域中大量應(yīng)用。然而就其控制性能與自身的功能已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)控制的要求和發(fā)展，下面就用繼電器控制和PLC控制系統(tǒng)來完成專用行車的設(shè)計。第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計專用行車裝置的主要控制及原理2.3.1 電機的正反轉(zhuǎn)控制本設(shè)計中，要求電機根據(jù)指令改變運動方向，即保

11、證行車能夠前/后、上/下、左/右移動，實際上也就是要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)。由三相異步電動機轉(zhuǎn)動原理23可知，若要電機逆向運行，只要將接于電動機定子的三相電源線中的任意兩相對調(diào)一下即可，可通過兩個接觸器來改變電動機定子繞組的電源相序來實現(xiàn)9。電機的正反轉(zhuǎn)控制線路如圖3.11所示。其中接觸器KM1為正向接觸器，控制電機的正轉(zhuǎn)；KM2為反向接觸器，控制電機M的反轉(zhuǎn)。 圖2.3.1 電機的正反轉(zhuǎn)控制該正反轉(zhuǎn)控制原理為:正轉(zhuǎn):合上刀開關(guān)按下復(fù)合開關(guān)SB3反轉(zhuǎn)線路斷開,線圈KM1通電KM1常開開關(guān)吸合,常閉開關(guān)打開電機正轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn):合上刀開關(guān)按下復(fù)合開關(guān)SB2正轉(zhuǎn)線路斷開,線圈KM2通電KM2常開開關(guān)吸合

12、,常閉開關(guān)打開電機反轉(zhuǎn)；停止:直接按下SB1，線路斷開。該控制線路必須要求KM1和KM2不能同時通電，否則會引起主電路電源短路，所以要求電路設(shè)置必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)，即將其中一個接觸器的常閉觸頭串入另一個接觸器線圈電路中，則任何一個接觸器先通電后，即使按下相反方向的啟動按鈕，另一個接觸器也無法接通，這種利用兩個接觸器的輔助常閉觸頭實現(xiàn)相互控制的方式成為電氣聯(lián)鎖。起互鎖作用的常閉觸頭稱為互鎖觸頭。為提高生產(chǎn)效率，簡便正反操作，常利用復(fù)合按鈕組成“正反?！被颉胺凑！钡幕ユi控制。復(fù)合按鈕的常閉觸頭同樣起到互鎖作用，這樣的互鎖稱為機械互鎖10-11。該電路既有接觸器常閉觸頭的電氣互鎖又有復(fù)合按鈕常閉觸頭的

13、機械互鎖，即具有雙重互鎖。2.3.2 能耗制動的控制 耗制動是電氣制動，三相異步電動機能耗制動時，切斷定子繞組的交流電源后，在定子繞組任意兩相通入直流電流，形成一個固定磁場，與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動力矩。制動結(jié)束后，必須及時切除直流電源12。能耗制動示意圖如圖2.3.2所示。3 繼電接觸控制設(shè)計3.1 專用行車主控制電路設(shè)計1、由接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5和KM6分別控制電動機M1、M2、M3的正反轉(zhuǎn)；2、M2、M3由熱繼電器FR1、FR2實現(xiàn)過載保護(hù)，M1為點動短時工作，故不設(shè)過載保護(hù)；3、FU1實現(xiàn)短路保護(hù)，并由隔離開關(guān)QS作為電源控制；4、為保證準(zhǔn)確定

14、位，并考慮到進(jìn)退與升降運動由同一信號電動機拖動，且不會同時工作（聯(lián)鎖）。所以停車時，可采用同一個直流電源實現(xiàn)能耗制動。直流電源可采用低壓交流電源經(jīng)單相橋式整流得到。能耗制動回路中設(shè)有單獨的短路保護(hù)，由FU2、FU4實現(xiàn)；5、考慮到升降運動中吊有一定的重量，在行車平移中，需設(shè)置電磁抱閘制動控制。三相電磁鐵YA與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，抱閘剎車，使吊籃穩(wěn)定停留在空中，能安全的前后平移。15-16。主控制電路如圖3.1圖3.1 電鍍專用行車控制線路的主電路M1正轉(zhuǎn)左移，反轉(zhuǎn)右移，采用點動控制，兩地操作（控制操作臺或現(xiàn)場操作）。在吊籃進(jìn)退與升降運動

15、中，不允許左右移動，故串聯(lián)KA1KA4常閉觸點，以實現(xiàn)聯(lián)鎖。左右極限位保護(hù)，由固定于左右兩端的限位開關(guān)SQ6、SQ7實現(xiàn)。2）根據(jù)電鍍工藝要求，行車前進(jìn)運動與升降運動為自動控制，其控制過程是：按下SB11（見圖），KM3及KA1吸合，行車前進(jìn)，當(dāng)運行到需要停留的槽位，例如到1槽清洗，由運動擋鐵壓下固定于道軌一側(cè)的行程開關(guān)SQ1，SQ1常閉觸點串在M2控制回路中。使KM3、KA1失電，M2停止旋轉(zhuǎn)，同時由KA1常閉及SQ1常開觸點接通前進(jìn)制動回路。KM7、KT1得電，使M2制動行車準(zhǔn)確停在1槽。制動時間由KT1調(diào)定，停留時間由KT4調(diào)定。若工藝要求1槽無需停留，則可扳動開關(guān)SA1，使其常開觸點閉

16、合，常閉觸點打開，則行車?yán)^續(xù)前進(jìn)。在M2制動的同時，由KM7常開觸點接通KM6與KA4，使M3的正轉(zhuǎn)，吊籃下降，至下限位，限位開關(guān)SQ11受壓，使KM6失電。同時SQ11常開觸點接通下降制動回路，而使其迅速停車。零件在槽內(nèi)停留 時間由時間繼電器KT4自動控制，由KT4延時閉合觸點接通KM5，KA3，使M3反轉(zhuǎn)，吊籃上升。到上極限位壓下限位開關(guān)SQ10，使M3停轉(zhuǎn)。同時SQ10常開觸點接通上升制動回路，KM8和KT2得電，在制動的同時，由KM8常開觸點接通行車前進(jìn)控制回路。如此循環(huán)，直至按工藝要求完成零件的過程，行車到達(dá)綹，壓SQ8自動停止前進(jìn)，同時由SQ8常開觸點接通KM4、KA2使行車自動回

17、到原位。進(jìn)退與升降之間，由KA1、KA2及KA3、KA4常閉觸點串于對方控制回路，實現(xiàn)聯(lián)鎖。過載保護(hù)由FR1、FR2常閉觸點串在M2、M3各自的控制回路中實現(xiàn)。3）根據(jù)控制要求，KM3KM6的副觸點數(shù)量不夠，因而采用KA1KA4中間繼電器辦法來解決。4）因設(shè)備調(diào)整需要，進(jìn)退及升降控制應(yīng)有連續(xù)運轉(zhuǎn)控制，也有點動控制。5）由FU5對控制電路進(jìn)行短路保護(hù)。6）為節(jié)省控制變壓器，控制電壓直接采用電網(wǎng)電壓。根據(jù)上述要求便可設(shè)計出如圖3.2所示的控制電路。3.3 輔助電路設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出圖3.3所示的輔助電路。HL0為電源指示，HL1HL10為行車運行狀態(tài)顯示。圖3.3 輔助電路3.4 主要參數(shù)

18、計算a.FU1熔體額定電流IRN7IN/2·5=7*1·99/2·5A=5·6A故選用IRN=6 A,其余熔體額定電流選用2 A。b.能耗制動參數(shù)計算制動電流ID= 1·5IN=3 A直流電壓UD=IDR=30 V(R為定子兩相電阻,可查電工手冊得知)整流變壓器二次側(cè)交流電流I2=3/0. 9 A =3·33 A整流變壓器二次側(cè)交流電壓U2=30/0. 9 V=33·3 V整流變壓器容量S=I2U2=100 VA183.5 選擇電器元件表3.5 元器件目錄表序號代號名稱數(shù)量規(guī)格型號備注1M1M3電動機3JO2 - 12 -

19、42FR1、FR2熱繼電器2JR10 - 20 /3整定值2A3YA三相制動電磁鐵1JC2380 V4FU1、FU2、FU4、FU5熔斷器4RL1 - 15FU1熔體額定電流6A,其余2A5FU3熔斷器1BHC型熔點2A6VC整流器1QL5A, 100 V7TC變壓器1BK - 1008QS電源開關(guān)1HZ10 - 10 /39SB1SB8點動按鈕8LA19-1110SB9SB10停止按鈕2LA19-11D紅色指示燈6.3V11SB10SB14起動按鈕4LA19-11D綠色指示燈6.3V12KM1KM9接觸器9CJ10-1010A/380線圈額定電壓為220 V13SQ1SQ5行程開關(guān)5LXK2

20、 - 13114SQ6SQ11限位開關(guān)6JLXK1 - 41115SA1SA5轉(zhuǎn)換開關(guān)5HZ10 - 10 /13型16HL0HL5指示燈6XD16.3V,0.05A17KA1KA4中間繼電器4JZ7-44,380V18KT1KT3時間繼電器3JS7-2A.380V19KT4KT8時間繼電器5JS11-5,38OV3.5.1 元件簡介三相異步電機定義：三相異步電機(Triple-phase asynchronous motor)是靠同時接入380V三相交流電源(相位差120度)供電的一類電動機，由于三相異步電機的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、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。

21、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。三相異步電機是感應(yīng)電機，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。通電啟動后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，即旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子存在相對轉(zhuǎn)速，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)能量變換。特點：優(yōu)點：與單相異步電動機相比，三相異步電機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運行性能好，并可節(jié)省各種材料，價格便宜。缺點：功率因數(shù)滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。行程

22、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),可以安裝在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當(dāng)動物接近靜物時，開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點閉合。由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C構(gòu)的動作。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，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失 電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護(hù)。繼電器作為電動機的過載保護(hù)元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。熱繼電器的主要

23、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。整定電流范圍：整定電流的范圍有本身的特性來決定。它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器的動作時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)電動機的過載，因此選用時必須了解電動機的情況，如工作環(huán)境、啟動電流、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機的過載特性，或者在電動機的過載特性之下，同時在電動機短時過載和啟動的瞬間，熱繼電器應(yīng)不受影響

24、(不動作)。2、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)長期工作制或間斷長期工作制的電動機時，一般按電動機的額定電流來選用。例如，熱繼電器的整定值可等于0.951.05倍的電動機的額定電流，或者取熱繼電器整定電流的中值等于電動機的額定電流，然后進(jìn)行調(diào)整。3、當(dāng)熱繼電器用于保護(hù)反復(fù)短時工作制的電動機時，熱繼電器僅有一定范圍的適應(yīng)性。如果短時間內(nèi)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、對于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動機，不宜采用熱繼電器作為過載保護(hù)裝置，而應(yīng)使用埋人電動機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

25、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)及用電設(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部分及外加填料等組成。使用時，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時間后，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，熔體自身將 發(fā)熱而熔斷，從而對電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備及家用電器起到保護(hù)作用。具有反時延特性，當(dāng)過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一 定過載電流范圍內(nèi)至電流恢

26、復(fù)正常，熔斷器不會熔斷，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，可自動切斷電路，避免電器設(shè)備損壞，防止事故蔓延。熔斷器由絕緣底座(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，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。熔體材料具有相對熔點 低、特性穩(wěn)定、易于熔斷的特點。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產(chǎn)生電弧，為了安全有效地熄

27、滅電弧，一般均將熔體安裝在熔斷器殼體內(nèi)，采取措施，快速熄滅電弧。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉等優(yōu)點，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時間運行；而當(dāng)負(fù)載超過允許值 時，就要求保護(hù)熔體在一定時間內(nèi)熔斷。還有一些設(shè)備起動電流很大，但起動時間很短，所以要求這些設(shè)備的保護(hù)特性要適應(yīng)設(shè)備運行的需要，要求熔斷器在電機起動時不熔斷，在短路電流作用下和超過允許過負(fù)荷電流時，能可靠熔斷，起到保護(hù)作用。熔體額定電流選擇偏大，負(fù)載在短路或長期過負(fù)荷時不能及時熔斷；選擇過小，可能在正常負(fù)載電流作用下就會熔斷，影響正常運行，為保證設(shè)備正常運行

28、，必須根據(jù)負(fù)載性質(zhì)合理地選擇熔體額定電流。電動機：單臺直接起動電動機熔體額定電流(1.52.5)×電動機額定電流。多臺直接起動電動機總保護(hù)熔體額定電流(1.52.5)×各臺電動機電流之和。降壓起動電動機熔體額定電流(1.52)×電動機額定電流。繞線式電動機熔體額定電流(1.21.5)×電動機額定電流。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)，它按動能與用途

29、又分為起動按鈕、復(fù)位按鈕、檢查按鈕、控制按鈕、限位按鈕等多種。按鈕有動合（常開）和動斷（常閉）之分。3.6 設(shè)計工藝圖樣按設(shè)計要求設(shè)計電氣總線圖、電器板電器元件布置圖。1）首先要根據(jù)控制要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，確定電器元件。在本設(shè)計中，電器箱外部，分布于生產(chǎn)線上的電器元件有時機、制動電磁鐵、限位形狀等。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、整流堆 等。控制面板上安裝的電子元件有電源開、控制按鈕、程序選擇形狀、指示燈等，其他器如時間繼電器等安裝在電氣箱后下部位（開后門調(diào)節(jié)較方便）2）分別對原理線路圖的主電路及控制電路進(jìn)行編號。3）根據(jù)電器元件的分布與原理圖編號，繪制

30、電氣設(shè)備的安裝接線圖，如圖所示。圖中應(yīng)標(biāo)明各電氣部分的連接線號及連接方式、安裝直線方式、導(dǎo)線及安裝要求等。4）根據(jù)操作方便、美觀、均勻、對稱等原則，繪制電器元件布置圖，所示。進(jìn)出線采用接線端子板過橋。5）根據(jù)電器元件布置圖及電器元件的外形尺寸、安裝尺寸（由產(chǎn)品手冊給出），繪制電器板（膠木板或鍍鋅鐵板）、控制面板（有機玻璃板或鋁板）、墊板（保證一定強度，一般采用膠木板或鍍鋅鐵板）等零件加工圖樣。圖中應(yīng)標(biāo)明外形尺寸、安裝也及定位尺寸與公差、板的材料與厚度以及加工技術(shù)要求。6）根據(jù)電器安裝板及控制面板尺寸設(shè)計電器箱外形草圖，經(jīng)過修改按鈑金加工要求繪制電氣箱加工圖。第4章 系統(tǒng)程序設(shè)計PLC設(shè)計4.1

31、 PLC的I/O地址分配根據(jù)要求實現(xiàn)的系統(tǒng)的功能，PLC地址分配如表4.3。根據(jù)PLC的I/O端子分配可得PLC外部接線。如圖4.3所示圖4.3 I/0接線圖輸入元件代號輸入地址功能定義輸出元件代號輸出地址功能定義SB1X001左移點動調(diào)整按鈕SA3X013第3槽槽位選擇開關(guān)SB2X002右移點動調(diào)整按鈕SA4X014第4槽槽位選擇開關(guān)SB3X003前進(jìn)點動調(diào)整按鈕SA5X015第5槽槽位選擇開關(guān)SB4X004后退點動調(diào)整按鈕KM1Y001左移控制交流接觸器SB5X005上升點動調(diào)整按鈕KM2Y002右移控制交流接觸器SB6X006下降點動調(diào)整按鈕KM3Y003前進(jìn)控制交流接觸器SB7X000

32、緊急停止按鈕KM4Y004后退控制交流接觸器FR1X016FR1熱繼電器常閉觸點KM5Y005上升控制交流接觸器FR2X017FR2熱繼電器常閉觸點KM6Y006下降控制交流接觸器SB10X010前進(jìn)起動按鈕KM7Y007前進(jìn)制動交流接觸器SQ1X021第1槽槽位行程開關(guān)KM8Y016上升制動交流接觸器SQ2X022第2槽槽位行程開關(guān)KM9Y017下降制動交流接觸器SQ3X023第3槽槽位行程開關(guān)HL1Y011停1槽位指示燈SQ4X024第4槽槽位行程開關(guān)HL2Y012停2槽位指示燈SQ5X025第5槽槽位行程開關(guān)HL3Y013停3槽位指示燈SQ6X031左移限位保護(hù)開關(guān)HL4Y014停4槽位

33、指示燈SQ7X032右移限位保護(hù)開關(guān)HL5Y015停5槽位指示燈SQ8X033前進(jìn)限位保護(hù)開關(guān)KM10Y020前進(jìn)指示燈SQ9X034后退限位保護(hù)開關(guān)HL9Y021后退指示燈SQ10X035上升限位保護(hù)開關(guān)HL10Y022上升指示燈SQ11X036下降限位保護(hù)開關(guān)HL11Y023下降指示燈SA1X011第1槽槽位選擇開關(guān)HL12Y024原位指示燈SA2X012第2槽槽位選擇開關(guān)HL13Y025電源指示燈表4.3 輸入輸出分配表4.2 主要參數(shù)計算4.2.1 確定I/通常IO點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上1015的裕量來確定。I：26+26*15%=30O：20+20*15

34、%=23存儲容量的選擇 ： 用戶程序所需的存儲容量大小不僅與PLC系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實現(xiàn)的方法、程序編寫水平有關(guān)。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時，其程序量可能相差25之多，所以對于初學(xué)者應(yīng)該在存儲容量估算時多留裕量。 PLC的IO點數(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點數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲容量后，再加2030的裕量。 存儲容量（字節(jié)）開關(guān)量IO點數(shù)×10 模擬量IO通道數(shù)×100 另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。 4.2.2 確定PLC序號代號名稱數(shù)量規(guī)格型號備注1M1M3電動機3JO

35、2 - 12 - 42FR1、FR2熱繼電器2JR10 - 20 /3整定值2A3YA三相制動電磁鐵1JC2380 V4FU1FU4熔斷器4RL1 - 15FU1熔體額定電流6A,其余2A5VC整流器1QL5A, 100 V6TC變壓器1BK - 1007QS電源開關(guān)1HZ10 - 10 /38SB1SB7按鈕7LA19 - 119KM1KM9接觸器9CJ10-1010A/380線圈額定電壓為220 V10SQ1SQ5行程開關(guān)5LXK2 - 13111SQ6SQ11限位開關(guān)6JLXK1 - 41112SA1SA5轉(zhuǎn)換開關(guān)5HZ10 - 10 /1313HL1HL3指示燈13KH508 - TL

36、DC 24 V14PLC可編程控制器1FX2 - 64MR綜合3.1.1我選用三菱FX2 - 64MR4.3 選擇元器件 表4.4 元器件目錄表根據(jù)設(shè)計需要，編制的元件目錄明細(xì)表格式見表4.44.4 程序設(shè)計根據(jù)工藝和控制要求,可設(shè)計出本行車的PLC控制程序.該程序包括點動操作和自動控制兩段,其中自動控制程序流程圖如圖所示.圖中各開關(guān)(SB、SQ、SA)的狀態(tài)在打開時為“0”，閉合時為“1”。吊籃在各槽的停留時間由定時器設(shè)置，行車的前進(jìn)，吊籃上升、下降停車時的能耗制動時間由定時器根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試設(shè)定。根據(jù)工藝要求不同，吊籃在電鍍槽電鍍后要停留的時間不同，有用戶根據(jù)工藝要求進(jìn)行設(shè)定，為簡化設(shè)計過程，

37、本設(shè)計暫定吊籃在1槽電鍍后停留時間為10秒，2槽為20秒，在3槽為30秒，4槽為40秒，5槽為50秒，制動時間均為2秒。.吊籃的左右移動,由Y001和Y002控制M1的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。M1的正轉(zhuǎn)左移,反轉(zhuǎn)右移,采用點動控制。在吊籃進(jìn)退與升降運動中,不允許左右移動,故串聯(lián)Y003、Y004、Y005、Y006常閉,以實現(xiàn)聯(lián)鎖;.根據(jù)電鍍工藝要求,行車前進(jìn)運動與升降運動為自動控制,其控制過程是:在原位狀態(tài)下,按下SB10,KM3吸合,行車前進(jìn),當(dāng)運行至需要停留的槽位,例如至1槽,由運動擋鐵壓下固定于道軌一側(cè)的行程開關(guān)SQ1, SQ1常開觸點接通使M2停止運轉(zhuǎn),同時接通前進(jìn)制動回路,使M2制動,行車準(zhǔn)確

38、停在1槽位。在行車停止在1槽位時,要求接通KM6,使M3正轉(zhuǎn),吊籃下降,至下限保護(hù)開關(guān)SQ11動作,使KM6失電,M3失電,三相電磁鐵YA釋放,抱閘剎車,根據(jù)工藝要求不同,吊籃在每個電鍍槽停留的時間不同,由用戶根據(jù)工藝要求進(jìn)行設(shè)定。吊籃在槽位停留的時間結(jié)束后,應(yīng)該馬上接通M3反轉(zhuǎn),吊籃上升,至上限保護(hù)開關(guān)SQ10動作,使KM5失電,M3失電,三相電磁鐵YA釋放,抱閘剎車,吊籃在槽位停留的時間結(jié)束后,馬上接通M3反轉(zhuǎn),吊籃上升,至上限保護(hù)開關(guān)SQ10動作,使KM5失電,M3失電,三相電磁鐵YA釋放,抱閘剎車,吊籃在電鍍后停留的時間結(jié)束,馬上接通KM3,行車再次前進(jìn),如此循環(huán),直至按工藝要求完成零

39、件的電鍍過程,行車到達(dá)終點,壓下SQ8前進(jìn)限位開關(guān),接通前進(jìn)制動回路后,接通KM4,使行車自動回到原位。若工藝要求2槽無需要電鍍加工,可扳動SA2,則行車會繼續(xù)前進(jìn),直接到3槽加工. 其中自動控制的流程圖如圖4.5、設(shè)計的梯形圖如程序1、語句表如程序2所示，自動控制程序流程圖程序2：STL語言LD M002OR X000ORI X016ORI X017ZRST S0 S30SET S0STL S0LD X001ANI X000ANI X031ANI Y003ANI Y004ANI Y005ANI Y006OUT Y001LD X002ANI X000ANI X032ANI Y003ANI Y004ANI Y005ANI Y006OUT Y002LD X003ANI X000AND X016ANI Y004ANI Y005OUT Y006LD S20STL S20OUT T0LDI Y004ANI Y005ANI Y006ANI Y007OUT Y003LD X021ANI X011LD X022ANI X012ORBLD X023ANI X013ORBLD X024ANI X014ORBLD X025ANI X015ORBAND T10SET S21LD X033SET