1、本科畢業(yè)設計（自然科學）目：基于變頻器和 PLC 的卷籠機控制系統(tǒng)設計摘要I畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指 導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致 謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包 含我為獲得_及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。作者簽名：日期:指導教師簽名：日期:使用授權(quán)說明本人完全了解_大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學

2、校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學 校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽 服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不 以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容 。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。摘要II作者簽名：_ 日 期：_學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取 得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何 其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻 的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法 律后果由本人承擔。殘騖樓諍錈

3、瀨濟溆塹籟。作者簽名：日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、 使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被 查閱和借閱。本人授權(quán)_ 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保 存和匯編本學位論文。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。涉密論文按學校規(guī)定處理作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日摘要III注意事項1.設計（論文）的內(nèi)容包括：1） 封面（按教務處制定的標準圭寸面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件

4、不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數(shù)要求：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單 等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2萬字。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件） 。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不 準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應 符合國家技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不 準用徒手畫謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔

5、。3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上摘要III5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔摘要IV5.裝訂順序1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂摘要在橋梁工程施工過程中，鋼筋籠加工是樁基礎施工的主要環(huán)節(jié)。隨著建筑工程的快 速發(fā)展，工程需求量的不斷增加，卷籠機在建筑生產(chǎn)中變得越來越重要。目前市場上的 卷籠機雖然已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，但是耗材比較高，鋼筋籠直徑誤差控制不精準，箍筋 間距誤差較大，產(chǎn)品品質(zhì)有待提高，一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)仍需要手工完成， 不能實現(xiàn)完全自動 化機械化的生產(chǎn)。 分析卷籠機的工作原理及

6、生產(chǎn)需求，該系統(tǒng)利用變頻器和PLC改進了鋼筋籠傳統(tǒng)制作工藝，提高了鋼筋籠加工質(zhì)量，實現(xiàn)全自動化作業(yè)，實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)， 生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，節(jié)省原材料，施工成本降低。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。關(guān)鍵詞：PLC,變頻器,PID控制。AbstractIn bridge con struct ion, the steel cage process ing is an importa nt part of PileFoun datio n Con structi on. With the rapid developme nt of con struct ion projects and engin

7、eering in creas ing dema nd for mach ine roll cage beco ming in creas in gly importa nt in build ingproduct ion .Roll cage machi nes curre ntly on the market although has bee n able toautomate,but more supplies,steel cage diameter error con trol is not accurate, stirrup spac ingerror is larger, prod

8、uct quality needs to be improved,some production processes still need to bedone manu ally, we can not achieve a fully automated mecha ni zed producti on.An alysis rollcage machi ne works and product ion n eeds,the system uses the drive and PLC improved steelcage traditional production process,improv

9、ed processing quality steel cage,implement fullyautomated jobs, in dustrial producti on, High product ion efficie ncy, stable and reliable processing quality, save raw materials and reduce con struct ion costs.廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。Keywords: PLC,Drive,PID Con trol.目錄摘要.I鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。1緒論.7籟叢媽羥為贍債蟶練淨。目錄V1.1論文研究背景與意義

10、 .7預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.2鋼筋卷籠機的發(fā)展現(xiàn)狀 .7滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。1.2.1鋼筋卷籠機發(fā)展現(xiàn)狀 .7鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.2.2卷籠機存在的問題 .7擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.3研究目的及方法 .8贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。1.3.1研究目的和內(nèi)容 .8壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。1.3.2研究方法 .8蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。2鋼筋卷籠機的設計.8買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。2.1工藝要求.8綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2.2工作原理 .8驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。2.3技術(shù)參數(shù).9貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3控制系統(tǒng)硬件的選擇 .9鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.1變頻器的選擇 .9構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。3

11、.2 PLC的選擇 .10輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。3.3電機的選擇 .10堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。4控制系統(tǒng)的設計 .11識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。4.1控制系統(tǒng)程序流程圖 .11凍鈹鋨勞臘錯癇婦脛糴。4.1.1控制系統(tǒng)子程序流程圖 .11恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。4.1.2控制系統(tǒng)主程序流程圖 .12鯊腎鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫。4.2控制系統(tǒng)程序編寫 .12碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。4.2.1 GX Works2編程軟件介紹 .12閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。4.2.2控制系統(tǒng)的設計 .13氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩。4.3控制系統(tǒng)電氣接線圖 .17釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。4.3.1 I/O地址編排表 .17慫闡譜鯪逕導嘯畫長

12、涼。4.3.2 I/O電氣接口圖 .17諺辭調(diào)擔鈧諂動禪瀉類。4.3.3主電路圖 .19嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。5卷籠機系統(tǒng)中電機的控制方法 .19熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。5.1利用變頻器和PLC實現(xiàn)速度同步控制 .19鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。5.2利用變頻器和PLC實現(xiàn)穩(wěn)定速比控制.21紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。6自動上料架和自動焊接部分的設計 .22穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。6.1自動上料架的設計 .22濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。目錄VI6.2自動焊接部分的設計 .22銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。結(jié)論.23擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。參考文獻.23賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。致謝寸.24塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。附錄.24裊樣祕

13、廬廂顫諺鍘羋藺。目錄71 緒論1.1 論文研究背景與意義隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人工已不能滿足當代社會的發(fā)展需求，人們對于自動化 生產(chǎn)的需求變得越來越大。在此環(huán)境下，卷籠機得到了廣泛的應用，在產(chǎn)品快速發(fā)展的 同時，對于卷籠機的生產(chǎn)性能與安全可靠運行的要求也越來越嚴格。目前鋼筋籠主筋基 本都是通過自動上料到分料架；分料架的主筋需人工穿過固定盤導管到達移動盤導管， 并經(jīng)過電動工具將主筋固定在移動盤導管上；箍筋（繞筋）經(jīng)過鋼筋矯直器后直接焊接 在主筋上面；然后開始自動焊接，固定盤及移動盤同步旋轉(zhuǎn)且移動盤按照預先設定的速 度（行走速度可根據(jù)操作工人的熟練程度進行調(diào)整）運行，同時進行焊接，從而生產(chǎn)出 成

14、品鋼筋籠。但目前市場中所生產(chǎn)的卷籠機并沒有實行全自動化作業(yè)，還需要進一步的 研究以實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，以提高功效，節(jié)約成本，提高質(zhì)量。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驚。1.2 鋼筋卷籠機的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1鋼筋卷籠機發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)的鋼筋卷籠機發(fā)展由于各種原因，在機械化自動化上的研究比較晚。在卷籠機 出現(xiàn)以前，卷籠機的生產(chǎn)全靠手工完成，手工作業(yè)存在多種弊端，不能保證安全生產(chǎn)， 生產(chǎn)效率底下，產(chǎn)品精度低。雖然已經(jīng)實現(xiàn)了“機械化”、“自動化”生產(chǎn)，但這并不是 真正意義上的自動化生產(chǎn)，因為還有一些步驟需要人工操作才可以完成，如上料，焊接 等。綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。目前市場上生產(chǎn)鋼筋卷籠機的公司還比較少， 就山東飛宏工程

15、機械有限公司的鋼筋 卷籠機而言，該廠生產(chǎn)的型號為FH2000鋼筋卷籠機已經(jīng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，該 卷籠機的工作原理是，依據(jù)工程施工要求，鋼筋籠的主筋通過手工通過固定旋轉(zhuǎn)盤上邊 相應的用于支撐鋼筋的圓孔至移動旋轉(zhuǎn)盤的相應固定孔中進行固定（但上料和固定還要人工完成），工人手工把箍筋端頭先固定焊接在一根主筋上，然后通過固定旋轉(zhuǎn)盤及移 動旋轉(zhuǎn)盤同時同速旋轉(zhuǎn)把箍筋纏繞到主筋上邊（移動盤是在旋轉(zhuǎn)的同時通過牽引電機牽引后移），同時完成手動焊接，從而形成產(chǎn)品鋼筋籠。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。1.2.2卷籠機存在的問題近些年來，雖然國內(nèi)的自動化生產(chǎn)已經(jīng)取得了一些成果，提高了生產(chǎn)過程中的機械 化率。但是在生產(chǎn)自動

16、化的過程中，仍然不可避免的產(chǎn)生了許多問題。下面來列出一些 的問題。瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。（1）操作復雜，仍需人工作業(yè)，使用繁瑣，且安全保護措施有待提高。（2）鋼筋籠直徑誤差控制精準，誤差較大。（3）耗材損耗量大，施工成本還需進一步降低。目錄8（4）產(chǎn)品加工質(zhì)量以待提高。（5）自動焊接過程中易出現(xiàn)脫焊，焊接產(chǎn)品不牢固的現(xiàn)象。1.3 研究目的及方法1.3.1研究目的和內(nèi)容研究目的就是改進現(xiàn)有鋼筋卷籠機的缺點，設計一種更為便捷，安全可靠的鋼筋卷 籠機。本課題的主要研究內(nèi)容如下：（1） 設計自動上料機， 改變以往的人工上料方式，節(jié)省人力。（2）設計自動焊接部分，改變以往的焊接方式，避免出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象。（

17、3）設計主電路和控制電路，增加安全保護器件，實現(xiàn)安全可靠生產(chǎn)。（4）pic內(nèi)控制程序的設計，精確控制箍筋間距。提高產(chǎn)品質(zhì)量。（5）通過PID調(diào)節(jié)兩臺電動機的同步控制，實現(xiàn)同步調(diào)速，減小誤差，控制達到極限偏差要求。（6）改善移動盤和固定盤結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)的鋼筋籠直徑可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。1.3.2研究方法研究方法就是查閱相關(guān)材料，以現(xiàn)有的鋼筋卷籠機為基礎，分析鋼筋卷籠機運動過程以及控制要求，利用現(xiàn)有資源，改善鋼筋卷籠機，實現(xiàn)自動化機械化生產(chǎn)。鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。2 鋼筋卷籠機的設計2.1工藝要求（1）主筋間距誤差小，能控制在1cm之內(nèi)。（2）一米之內(nèi)盤筋間距誤差可控制在5mm以內(nèi)。（3）生產(chǎn)安全得

18、到保障。（4）焊點飽滿、牢固，籠子不散架。2.2工作原理本設計的工作原理是，首先通過電機帶動的自動上料機上料，在自動上料機上有限 位器，當限位器被壓下時，延時一秒后，支料架按固定旋轉(zhuǎn)一定的角度，然后通過推進 系統(tǒng)將主筋推到相關(guān)位置，最后通過電動電動螺絲刀擰緊。如此反復直至所有主筋被固 定好。卷籠過程是將通過鋼筋矯直機矯直過的鋼筋固定焊接到主筋上，通過PID控制移動盤電機和固定盤電機同步同速，電機轉(zhuǎn)速可根據(jù)施工要求通過變頻器修改。牽引電機 牽引移動盤移動，速度同樣可根據(jù)施工要求通過變頻器調(diào)節(jié)。在焊接部分，采取自適應 控制自動化焊接設備自動焊接。同時在盈動盤移動的過程中，沒通過兩米，就會有一個 液

19、壓支撐架啟動，支撐鋼筋籠，防目錄9止鋼筋籠因為自身重力發(fā)生形變，直到鋼筋籠制作完 成。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。2.3技術(shù)參數(shù)表 1 卷籠機技術(shù)參數(shù)標題參數(shù)外形尺寸（最大工作狀態(tài)）（mn）28000*6000*2500總重量（KG2000適用樁徑（mr）600-2500鋼筋籠長度（m）12 18 22 27鋼筋籠重量（KG8000主筋直徑（mr）12-40箍筋直徑（mr）6-16箍筋間距（mr）50-400焊接方式二氧化碳保護焊液壓參數(shù)（Mp8電源參數(shù)380V 50Hz3 控制系統(tǒng)硬件的選擇3.1 變頻器的選擇變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是IGBT1，它通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的IGBT的開和閉來調(diào)整變頻器 的輸出電

20、源的頻率和電壓，根據(jù)工作電機的實際生產(chǎn)要求，來提供工作電機所需要的電 源的頻率和電壓，從而實現(xiàn)快速的調(diào)節(jié)速度。另外，變頻器本身還具有的自保護功能， 例如過電流、過電壓、過載保護等。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的快速發(fā)展，變頻器已被 越來越廣泛的使用。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應。在本設計中選擇三菱的FR-E740-3.7K-CHT （3.7KW ,9.5A）變頻器。該變頻器在工作 在0.5Hz的頻率下，通過使用先進的磁通矢量控制模式可以把工作電機的轉(zhuǎn)矩提高到原 來的二倍（3.7KW以下，本文所選電機功率均在3KW以下）。同時它還具有目前最先進 的自學習功能。瞬時過載增加到原來的二倍時，允許的最大持續(xù)時間變?yōu)?/p>

21、3秒（以前的產(chǎn)品過載200%寸最多只被允許持續(xù)0.5秒），極少出現(xiàn)錯誤報警的現(xiàn)象。使用最新研制 的一種風扇，它的使用壽命能夠達到10年或者更長，當利用冷卻風扇開/關(guān)控制時，可 以進一步延長這款風扇的使用壽命。 他所使用的電容器也是目前電容器產(chǎn)品中使用壽命 比較長的一款，可以達到10年之久。峴揚爛滾澗輻灄興渙藺。目錄103.2 PLC 的選擇可編程邏輯控制器（簡稱PLC,它是目前用于自動控制系統(tǒng)中一種非常方便快捷的 控制設備2。在可編程邏輯控制器還沒有出現(xiàn)的時候，想要完成一套具有相同功能的自 動化控制系統(tǒng)，大多數(shù)情況下要使用大概一千個繼電器以及計數(shù)器才能完成?？删幊踢?輯控制器一般在賣給用戶以前

22、就已經(jīng)把它的內(nèi)部系統(tǒng)程序初始化完畢，用戶在使用時可以直接根據(jù)自己的需要，自行的編輯相應的用戶程序來滿足不同的自動化生產(chǎn)要求3。詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。目前市場中的PLC產(chǎn)品基本上是美國、歐洲和日本三個國家的品牌。在型號選擇中 經(jīng)過反復查閱比較，從經(jīng)濟性、操作性和實用性等角度考慮，選中了三菱FX系列的小型PLC FX3G系列PLC內(nèi)部的程序存儲器具有很大的容量，程序編寫最高可以達到32K步，在標準模式時在0.21卩s的時間內(nèi)就可以完成基本指令處理，同時它的軟元件數(shù)量 還可以得到大幅的擴充，使用戶可以更加便捷的編寫程序并進行處理數(shù)據(jù)。FX3G系列PLC本身就帶有兩個具有很高通訊速度的接口，它們既可以

23、一起使用，也可以分開單個 使用，因此在通訊配置的選擇方面變得更加便捷。晶體管輸出型的PLC內(nèi)部的基本單元具有很高的輸出速度，最高可以達到100KHZ這樣的話，我們便可以通過編寫指令既方 便又快捷的進行定位設置。在保護程序方面，F(xiàn)X3G也在本質(zhì)上有了進展。它本身帶有兩 個不同級別的密碼，這些密碼可以分別區(qū)分出設備制造商的訪問權(quán)限和使用用戶的訪問 權(quán)限。它內(nèi)部具有的程序保護功能可以將PLC封鎖住，但是新的程序被寫入時它又可以 再次打開?？紤]到要與原有系統(tǒng)匹配兼容，右側(cè)總線則可連接傳統(tǒng)三菱PLC的I/O擴展模塊和特殊功能模塊。FX3G系列PLC傳承了PLC的經(jīng)典，不斷開拓創(chuàng)新，為客戶提供非 常專業(yè)非

24、常具又人性化設計的解決方案，對于各種行業(yè)的不同用戶的控制系統(tǒng)要求都可以一一滿足，在競爭越來越激烈的現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，具有高度靈活性的FX3G系列PLC必將在眾多PLC產(chǎn)品中脫穎而出。則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。3.3 電機的選擇本設計采用交流異步電動機。費拉里斯堅信他所講述的旋轉(zhuǎn)磁場理論以及他所發(fā)明 的新產(chǎn)品在科學領(lǐng)域上的價值遠遠超過在物質(zhì)領(lǐng)域上的價值，因此他故意不為自己的發(fā)明申請專利，而是在他的實驗室向所有人展示他所有的最新的研究成果。鼠籠型異步電 機是目前市場上應用最廣泛的一種異步電機 。因為異步電機作的轉(zhuǎn)子繞組的電流是由 于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動切割磁鐵產(chǎn)生的磁感線感應產(chǎn)生的，所以它又被稱為感應電動機。目前在所

25、 有種類的電動機中，異步電機是使用最多的一種電動機。在各國的以電為動力的機械生產(chǎn)應用中，異步電動機占了百分之九十左右的份額，其中小型異步電動機就占到70%以上。脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。目錄114 控制系統(tǒng)的設計4.1 控制系統(tǒng)程序流程圖程序流程圖在程序分析中是最為基本、最為重要的一種分析技術(shù)，在進行生產(chǎn)程序 流程分析過程中，它是最基本的一種工具。通過使用工序圖示符號，來對制造現(xiàn)場的整 個生產(chǎn)制作過程做詳細的記錄，以方便人們對產(chǎn)品在整個生產(chǎn)制造過程中包括生產(chǎn)、力卩 工、檢驗、儲存等在內(nèi)的環(huán)節(jié)進行詳細的了解與深度的分析，特別適用于分析生產(chǎn)過程 中成本浪費很大的生產(chǎn)，有效的提高經(jīng)濟效益。鰓躋峽禱紉誦幫

26、廢掃減。4.1.1控制系統(tǒng)子程序流程圖子程序流程圖如圖1所示：圖 1 子程序流程圖目錄124.1.2控制系統(tǒng)主程序流程圖主程序流程圖如圖2所示:4.2 控制系統(tǒng)程序編寫4.2.1 GX Works2編程軟件介紹目錄13GXWORKS是三菱株式會社推出的一款三菱綜合PLC編程軟件，設計、調(diào)試、維護的編程軟件。與傳統(tǒng)的GX Developer軟件相比較，取得了很大的進 步，不僅增加了功能，還提高了操作性能，變得更加容易學習使用。GX Works2性能優(yōu)越， 因為它既能夠完美完成制作Q系列和FX系列PLC的數(shù)據(jù)，也能夠?qū)⒊绦蜣D(zhuǎn)化成GPPQ和GPPA兩種格式的文檔。除此之外，在用戶使用了FX系列的PL

27、C的時候，它還能轉(zhuǎn)變成FXGP(DOS格式和FXGP(WIN格式的兩種文檔。在大多數(shù)的用戶中，他們使用的的 操作系統(tǒng)都是Windows系統(tǒng)，通過利用Windows操作系統(tǒng)的種種優(yōu)點，還可以使GX WORKSt作性能得到飛躍上升，它能夠把通過Excel,Word等制作完成的數(shù)據(jù)進行復制，粘貼，并利用這些數(shù)據(jù)。通過這些標號編程制作程序的話，也不再需要懂得軟元件的號 碼，就能夠依據(jù)標號制作出標準的程序。通過標號編程制作的程序也能夠依據(jù)匯編來作 為實際需要使用的程序來使用。同時GX WORKS軟件具有FB功能，F(xiàn)B是一種為了提高 順序程序的制作效率而開發(fā)的一種全新的功能。它把在制作順序程序時反復多次利

28、用到 的順序程序回路塊變得零件化，從而使順序程序的制作變得更加簡單。除此之外，變得 零件化之后，還能夠有效的預防把它使用到其他的順序程序中時而造成的順序輸入錯誤 的現(xiàn)象。GX Works2軟件在由于連接對象時的指定被圖形化而構(gòu)造形成的復雜的系統(tǒng)的 情況下也能夠很容易的設定和其他站點的鏈接。這款軟件還可以通過多種方式與可編程控制器CPU進行連接，比如通過串行通訊口，USB和各種計算機插板等。稟虛嬪賑維嚌妝擴踴 糶。4.2.2控制系統(tǒng)的設計是一種專門用于PLC(1)主程序的設計 程序如圖3所示：目錄14圖 3 主程序的設計(2)自動上料系統(tǒng)編寫自動上料程序的描述：鋼筋通過電機傳送裝置被傳送到鋼筋支

29、撐架上，并固定在移 動盤的導管內(nèi)。程序如圖4所示：陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。目錄15(3)自動卷籠部分程序的編寫鋼筋籠在自動卷籠的過程中，移動盤和固定盤同步旋轉(zhuǎn)且速度可以調(diào)節(jié)，牽引盤移動速度根據(jù)客戶需求也可以調(diào)節(jié)不同速度，并在旋轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)自動焊接。程序如圖5所示：溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。X0D17174媲4郵1IF圖 5 自動卷籠程序PC圖 4 自動上料程序YH22/ YHJ7目錄12113&圖 8 調(diào)速程序設計16圖 7 復位程序設計（6）在卷籠機工作過程中，需要進行調(diào)速，所以在程序中分別預先設置幾個檔位，（具體速度需要由實際生產(chǎn)需求制定，所以本程序暫列3個檔位）。謾飽兗爭詣繚鮐癩別濾。

30、MOV1OG107114W15船Xfl-16111- 卅卅卜卜MOVK1OD50DMMOVMOVMOTK50DICKKIDD 100mofl（4）在卷籠機工作過程中，隨著卷籠機的不斷卷籠，鋼筋籠變得越來越長，使得 鋼筋籠的質(zhì)量變得越來越大，最后會出現(xiàn)中間部位由于重量而發(fā)生形變，所以在本設計 中加入了液壓支架系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，每兩米的位置有一個限位器，當鋼筋籠到達相應位（5）當卷籠機工作結(jié)束后，到達最后的位置，工作人員將鋼筋籠通過天車將鋼筋籠 移動到相應位置，最后按下復位按鈕，鋼筋卷籠機移動盤回到原位，液壓支架恢復原位, 具體程序設計如圖7所示。懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。016Y021Y015Y017

31、Y020I目錄17(7)再電機工作過程中還需要設置PID程序的比例系數(shù)、積分系數(shù)、微分系數(shù)等的以及PID指令，以實現(xiàn)PLC程序的PID調(diào)節(jié)。在本設計中的掃描時間為100ms另外確定本次PID程序的動作方向，根據(jù)控制的調(diào)節(jié)規(guī)律，我們可以確定本次的動作方圖 9 PID 調(diào)節(jié)程序設計(8)在PID調(diào)速過程中，需要將編碼器的脈沖信號傳到PLC中，利用SPD指令將脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，具體程序如圖9所示?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴減。SPOM031K1D0SPOW33*0005P0XQ36K1K參數(shù),向為負方向，再者就是確定濾波常數(shù)、比例系數(shù)KP積分時間、微分增益、微分時間,這些我們要通過實際試驗，通過反復嘗

32、試獲得最終得合理參數(shù)值。咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。ismKIDD口 IDOMtPIOMGumMEDIO0MWMOVMWf MOVnof MOV| (MOVLPTMOV MC IUMOV Mt IVKK1KllJKiaKill口tooK1U4JKiaKIDKiaaMIOKIOD3WOliOJlUCKJn-?oiiigoaO2&5-H3Q1D3Q2D3O4D1S2目錄18圖 10 SPD 程序設計4.3 控制系統(tǒng)電氣接線圖4.3.1 I/O地址編排表表 2 I/O 地址編排表輸入輸出器件號地址號功能說明器件號地址號功能說明SB1X0啟動YV1Y11主筋推上SB2X1卷籠機起動YV2Y12主筋擰

33、緊SQ1X2上料架限位開關(guān)YV3Y13電動螺絲刀回原位SQ2X3上料時支撐件旋轉(zhuǎn)到位限位開關(guān)YV4Y14住進推進系統(tǒng)回原位SQ3X4液壓推進系統(tǒng)原位限位開關(guān)YV5Y15一號液壓支架起動SQ4X5主筋推到位限位開關(guān)YV6Y16二號液壓支架起動SQ5X6電動螺絲刀原位限位開關(guān)YV7Y17三號液壓支架起動SQ6X7電動螺絲刀下降到位限位開關(guān)YV8Y20四號液壓支架啟動SQ8X10一號液壓支架限位開關(guān)YV9Y21五號液壓支架起動SQ9X11一號液壓支架限位開關(guān)LEDY22上料完畢指示燈SQ10X12四號液壓支架限位開關(guān)KM2Y23自動焊接SQ11X13五號液壓支架限位開關(guān)KM1Y24上料架電機啟動SQ

34、12X14移動盤原點限位開關(guān)SB3X15牽引電機高速運行SB4X16牽引電機中速運行SB5X17牽引電機低速運行SB6X20固定盤電機高速運行SB7X21固定盤電機中速運行SB8X22固定盤電機低速運行SB9X23復位開關(guān)SQ7X24一號液壓支架限位開關(guān)SB10X25自動焊接SB11X26一號變頻器輸出停止SB12X27二號變頻器輸出停止SB13X30三號變頻器輸出停止目錄194.3.2 I/O電氣接口圖支撐兗尊工工靈 喪壬推畳限社產(chǎn)矢 主左韁曼國二二笑 宅眾 W 氏刁東世隕世產(chǎn)關(guān) 宅超*1紉下K限垃產(chǎn)黃 二呂展三支賛國關(guān) 三號丘三支農(nóng)限亡產(chǎn)耒 二兮趨 W 支舉瑁亡亍笑 壬呂丘三支翼讒二=奐W

35、號蘭通已產(chǎn)關(guān)e?電機窩噸總弋s?屯軌申建蟲護?電佇密込至呼 壽手蘭二十*盲丘啟0 V 4W-+ fc *r*宣至蘭 WTBWapU* H11 4VW3二 F一壬三支羔 【艮二產(chǎn)耒豈廣土今-3#*1止 二今變蘭豊建匚爺匸 三號主于尋乾二爭上一 w 至乏崔二虧釜程臭一呂發(fā)脊礬弓広乏生二召蓋蔭零孟丘昇 三召英任譽上 三至壬晝F圖 11 I/O 電氣接口圖FXW1CE2- Ch3*-X24二A厶Y4Hm143i5. 7 w 1 _-J小鍥目錄204.3.3主電路圖5 卷籠機系統(tǒng)中電機的控制方法變頻調(diào)速能夠有效的提高卷籠機的工作速度，實現(xiàn)有效的控制電動機，目前最有發(fā) 展和人們普遍認為最理想的調(diào)速方式就是

36、這種方式。通過使用利用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速 系統(tǒng)的主要原因是：一是可以有效的避免浪費社會能源，降低生產(chǎn)制作成本，而且在實 際的應用中，用戶還可以根據(jù)自己的生產(chǎn)需求選擇不同型號的變頻器，既方便快捷，構(gòu) 造成本又低；二是能夠有效的改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率、提高工作質(zhì)量、提升設 備的自動化機械化程度并改善生活環(huán)境等。目前在大部分工業(yè)自動控制系統(tǒng)中，通過使 用PLC與變頻器的組合來對生產(chǎn)過程進行控制，通過利用PLC與變頻器的組合來形成各 種各樣的PLC控制變頻器的方法已經(jīng)被普遍采納并在實際生產(chǎn)中使用。這種方法在處理對應的故障信息時能夠有效的處理，它更容易控制，反應更加迅速、測量更加精準，同 時還具備

37、遠距離傳輸，節(jié)省經(jīng)費的優(yōu)勢，還具有抗干擾能力很強、高傳輸效率等優(yōu)勢。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。5.1 利用變頻器和 PLC 實現(xiàn)速度同步控制在整個機器中，有好幾個電動機的速度需要同時進行控制，如牽引電機，移動盤電 機，固定盤電機等，電機間的速度存在著一定的關(guān)系，例如移動盤電機要與固定盤電機 同軸且同速，牽引電機要與移動盤電機速度協(xié)調(diào)，否則，箍筋間距將變化，鋼筋籠將不 能滿足生產(chǎn)要求。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。目錄21在上述機組的傳動系統(tǒng)中，由于每個電機間都沒有辦法利用剛性的機械軸來連接， 所以為了能夠?qū)崿F(xiàn)移動盤電機和固定盤電機在運動過程中同步控制，移動盤電機和固定盤電機分別采用獨立的變頻器進行調(diào)速，再

38、通過PLC對變頻器進行控制。風攆鮪貓鐵頻鈣薊 糾廟。移動盤電機和固定盤電機采用變頻調(diào)速，在這個閉環(huán)控制系統(tǒng)中，以牽引電機的速 度為目標，使用編碼器1和編碼器2分別采集的兩個電機的脈沖信號，然后傳送到PLC的AD擴張模塊中的高速計數(shù)端口，以這兩個在電動機編碼器上獲取到的速度信號的數(shù) 據(jù)做為PLC的輸入量，然后開始計算比例積分控制算法，計算出來的結(jié)果作為輸出信號 傳送PLC的擴展的DA模擬量模塊，來達到控制移動盤電機的變頻器的目的，這樣，就 可以保證移動盤電機轉(zhuǎn)動速度與固定盤電機轉(zhuǎn)動速度的變化而發(fā)生變化，使兩個速度保持同步9。滅曖駭諗鋅獵輛覯餿藹。采用PI控制算法進行調(diào)節(jié)電動機的速度，程序設計框圖

39、見圖8,圖中把通過由電動 機上邊安裝的編碼器采集的運動的轉(zhuǎn)速的脈沖信號，轉(zhuǎn)換成了電機的轉(zhuǎn)動的一些數(shù)字，鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。經(jīng)過速度上下限的處理后，存儲在通過PLC的I/O接口擴展出來的AD擴展模塊中的某目錄22圖 13 PID 程序設計框圖個DM區(qū)中，來作為我們接下來需要進行的PID運算處理中的Y值10。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后 的P值，送到模擬量輸出的通道，經(jīng)過上下限處理后，換算成三菱E700能夠接收的電壓信號，以此控制移動盤電機的變頻器。攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。以上所使用到的調(diào)節(jié)裝置，也常常被用來處理由于外部電源的波動等不確定因素而 引起的外部影響。但外部電源波動所引起的速度差，經(jīng)過一段時間后，會使

40、移動盤移動 的比正常速度過快或者過慢，因此在我們在進行設計PID控制算法時，需要考慮到這些不確定的因素的干擾，利用PID調(diào)節(jié)過程中的積分環(huán)節(jié)I來解決累積誤差，使得移動盤 電機和固定盤電機能進行同步控制并且同步精度較高，從而確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性。趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。5.2 利用變頻器和 PLC 實現(xiàn)穩(wěn)定速比控制在生產(chǎn)設備中移動盤電機和牽引電機分別驅(qū)動原有的電機， 調(diào)速則是通過變頻器調(diào) 節(jié)，通過交目錄23流電機來驅(qū)動。在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)速度波動的現(xiàn)象，速比不能一直穩(wěn) 定不變，加工過程會出現(xiàn)箍筋間距變大或者變小情況，影響鋼筋籠的質(zhì)量，受工業(yè)生產(chǎn) 現(xiàn)實要求的變化，應能方便地進行調(diào)節(jié)，移動盤電機的

41、速度要快速地進行跟蹤和變化采 用可編程控制器（PLC）和變頻器進行控制，能較好地穩(wěn)定移動盤電機和牽引電機速比。夾 覡閭輇駁檔驀遷錟減。6 自動上料架和自動焊接部分的設計6.1 自動上料架的設計自動上料機采用鏈條的方式上料，利用電機帶動鏈條轉(zhuǎn)動，從而使鋼筋被運送到鋼 筋支撐架上，在自動上料機的末端，有一個限位器來檢測鋼筋是否被運輸?shù)戒摻钪Я霞?上，同時輸出一個是信號給PLC來驅(qū)動支料架旋轉(zhuǎn)。視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖栃。6.2 自動焊接部分的設計自動焊接部分采取二氧化碳氣體保護焊的方式，CO2氣體保護焊是通過從保護焊的 頂部噴出來的CO2氣體來避免焊接面與空氣接觸，從而達到保護熔池的目的，這是一種 目前

42、比較先進的熔焊方式。它采用明弧焊接的方式，操作也很便捷，適應于任何位置的 焊接。并且有利于實現(xiàn)機械化和自動化焊接，尤其是在空間立體位置上的自動化焊接。 電弧在CO2保護氣體的壓縮下熱量全部集中到一起， 焊接速度相比較而言很快，熔池小， 熱影響的區(qū)域也比較窄，焊件在焊后的變形也很小，抗裂性能也非常好。采用CO2氣體保護焊的焊接方式成本也很低，因為這種氣體是化工廠和一些工廠在生產(chǎn)過程中的副產(chǎn) 品，來源比較廣泛，價格也不高，普通手工電弧焊綜合成本大概是CO2保護焊的二倍。C02氣體保護焊采用的電流密度比較大， 手工電弧焊在10-20A/mm2左右，比手工電弧焊 的要高得多，所以在焊接過程中熔焊深度要

43、比手弧焊高2-3倍，對10mm以下的鋼筋可以直接焊接，同時它的焊絲熔化比較快，熔渣也不用處理，焊接時的速度比手弧焊可以 提高到4-5倍。所以它的生產(chǎn)效率很高。二氧化碳氣體保護焊的電弧熱量比較集中，所 以加熱面積比較小，同時CO2氣流還有冷卻的作用，因此焊件在焊接后的變形也很小。 二氧化碳氣體保護焊與埋弧焊相比較，抗銹能力比較好，而我們所用到的材料上邊肯定 會有或多或少的鐵銹，由于它的抗銹能力比較好，所以在焊接前對焊接件表面不需進行 太多的復雜的清掃，因為它的清潔程度要求并不是太高，從而可以節(jié)省出生產(chǎn)中大量的 時間和人力，提高生產(chǎn)效率。偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。在自動焊接部分中也存在一個傳感器，用來感應箍筋是否與主筋搭到一起，當搭到 一起時，二氧化碳氣體保護焊導通0.1秒，開始自動焊接，根據(jù)箍筋尺寸的不同，采取 不同的焊絲，