1、四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) PAGE 33基于PLC的自動(dòng)送料小車(chē)控制設(shè)計(jì)學(xué)生： 指導(dǎo)教師：摘要：可編程序控制器（Programmable controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，由于PLC的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，所以PLC的應(yīng)用領(lǐng)域在迅速擴(kuò)大。對(duì)早期的PLC，凡是有繼電器的地方，都可采用。而對(duì)當(dāng)今的PLC幾乎可以說(shuō)凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC。尤其是近幾年來(lái)，PLC的成本下降，功能又不段增強(qiáng)，所以，目前PLC在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。本設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)送料小車(chē)的手動(dòng)和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化，改變以往小車(chē)的單純手動(dòng)送料，減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自

2、動(dòng)化生產(chǎn)！而且本送料小車(chē)的設(shè)計(jì)是由于工作環(huán)境惡劣，不允許人進(jìn)入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。本文從第一章到第二章送料小車(chē)的系統(tǒng)方案的確定為切入點(diǎn)，介紹了為什么選用PLC控制小車(chē)；第三章介紹了送料小車(chē)的應(yīng)達(dá)到的控制要求；第四章到第七章根據(jù)控制要求進(jìn)行了小車(chē)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，包括端子接線(xiàn)圖、梯形圖(分段設(shè)計(jì)說(shuō)明和系統(tǒng)總梯形圖)和程序指令設(shè)計(jì)；最后得出結(jié)論。關(guān)鍵詞：PLC，送料小車(chē)，控制，程序設(shè)計(jì)THE DESIGN OF CONTROLLING IN THE AUTOMATIC FEEDING CAR BASED ON PLCAbstract:Programmable logic controller

3、 referred to PLC ，because of the high reliability PLC adaptability，flexibility，environment，use convenient，simple maintenance，so the application of PLC in the rapidly expanding. In early PLC ，always have relays place，can use. But in todays PLC to control system that almost say there is need of place

4、of PLC. Especially in recent years， the cost of PLC ， function and not increase， so，at the moment，PLC at home and abroad，has been widely used in various industries.In order to achieve the design of the car feed the transformation of manual and automated，simple to change the past，car manual feed，a re

5、duction of the workforce， increased productivity，automated production! Feeding and the car is designed to be as a result of bad working conditions are not allowed to enter the working environment of the circumstances formed. This article from the first chapter to second chapter of the feed system of

6、 the car identified as an entry point to introduce a car Why choose PLC control; Chapter III introduced the car feed the control requirements to be met; Chapter to chapter under the control of the car system to carry out the specific design，including the terminal wiring diagram，ladder diagram (Sub-t

7、otal system design descriptions and ladder) and procedures for instruction design; the final conclusion.Keywords:PLC ，F(xiàn)eeding car，Control，Program design目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc287385052 前言 PAGEREF _Toc287385052 h 1 HYPERLINK l _Toc287385053 1 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc287385053 h 1 HYPERLIN

8、K l _Toc287385054 1.1 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)的特點(diǎn) PAGEREF _Toc287385054 h 1 HYPERLINK l _Toc287385055 1.2 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc287385055 h 1 HYPERLINK l _Toc287385056 1.3 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)與其他機(jī)械系統(tǒng)共同的特征 PAGEREF _Toc287385056 h 1 HYPERLINK l _Toc287385057 1.4 基于PLC自動(dòng)送料裝置簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc287385057 h 2 HYPERLINK l _Toc287385058

9、 2 PLC簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc287385058 h 2 HYPERLINK l _Toc287385059 2.1 PLC簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc287385059 h 2 HYPERLINK l _Toc287385060 2.1.1 PLC的特點(diǎn) PAGEREF _Toc287385060 h 2 HYPERLINK l _Toc287385061 2.1.2 PLC控制思路 PAGEREF _Toc287385061 h 2 HYPERLINK l _Toc287385062 2.2 PLC的功能 PAGEREF _Toc287385062 h 3 HYPERLINK

10、 l _Toc287385063 2.3 PLC的電源 PAGEREF _Toc287385063 h 4 HYPERLINK l _Toc287385064 3 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc287385064 h 4 HYPERLINK l _Toc287385065 3.1 概述 PAGEREF _Toc287385065 h 4 HYPERLINK l _Toc287385066 3.2 控制要求 PAGEREF _Toc287385066 h 5 HYPERLINK l _Toc287385067 3.3 系統(tǒng)組成 PAGEREF _Toc287385067

11、h 6 HYPERLINK l _Toc287385068 3.4 工作原理 PAGEREF _Toc287385068 h 7 HYPERLINK l _Toc287385069 4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc287385069 h 7 HYPERLINK l _Toc287385070 4.1 了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 PAGEREF _Toc287385070 h 7 HYPERLINK l _Toc287385071 4.2 設(shè)計(jì)中PLC控制系統(tǒng)語(yǔ)言 PAGEREF _Toc287385071 h 8 HYPERLINK l _Toc287385075 4.3

12、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 PAGEREF _Toc287385075 h 9 HYPERLINK l _Toc287385076 4.3.1 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc287385076 h 9 HYPERLINK l _Toc287385077 4.3.2 程序調(diào)試模擬 PAGEREF _Toc287385077 h 11 HYPERLINK l _Toc287385078 5 動(dòng)力裝置選擇 PAGEREF _Toc287385078 h 11 HYPERLINK l _Toc287385079 5.1 電動(dòng)機(jī)的介紹 PAGEREF _Toc287385079 h 11 HYPERLINK l

13、 _Toc287385080 5.1.1 普通異步電機(jī) PAGEREF _Toc287385080 h 11 HYPERLINK l _Toc287385081 5.1.2 普通同步電機(jī) PAGEREF _Toc287385081 h 12 HYPERLINK l _Toc287385082 5.1.3 變頻電機(jī) PAGEREF _Toc287385082 h 12 HYPERLINK l _Toc287385083 5.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc287385083 h 13 HYPERLINK l _Toc287385084 5.3 減速器的裝配與調(diào)整 PAGEREF _To

14、c287385084 h 14 HYPERLINK l _Toc287385085 6 機(jī)械輸送 PAGEREF _Toc287385085 h 15 HYPERLINK l _Toc287385086 6.1 膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程 PAGEREF _Toc287385086 h 15 HYPERLINK l _Toc287385087 6.1.1 輸送帶 PAGEREF _Toc287385087 h 15 HYPERLINK l _Toc287385088 6.1.2 輸送帶的種類(lèi) PAGEREF _Toc287385088 h 15 HYPERLINK l _Toc287385089

15、 6.1.3 張緊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc287385089 h 16 HYPERLINK l _Toc287385090 6.2 進(jìn)卸料裝置 PAGEREF _Toc287385090 h 16 HYPERLINK l _Toc287385091 6.3 支撐裝置 PAGEREF _Toc287385091 h 16 HYPERLINK l _Toc287385092 6.4 驅(qū)動(dòng)滾筒 PAGEREF _Toc287385092 h 17 HYPERLINK l _Toc287385093 6.5 聯(lián)軸器 PAGEREF _Toc287385093 h 17 HYPERLINK l _

16、Toc287385094 6.6 基本的計(jì)算及選用 PAGEREF _Toc287385094 h 18 HYPERLINK l _Toc287385095 6.6.1 輸送量計(jì)算 PAGEREF _Toc287385095 h 18 HYPERLINK l _Toc287385096 7 檢測(cè)裝置 PAGEREF _Toc287385096 h 20 HYPERLINK l _Toc287385097 7.1 傳感器 PAGEREF _Toc287385097 h 20 HYPERLINK l _Toc287385098 7.1.1 傳感器的定義 PAGEREF _Toc287385098

17、h 20 HYPERLINK l _Toc287385099 7.1.2 傳感器分類(lèi) PAGEREF _Toc287385099 h 21 HYPERLINK l _Toc287385100 7.2 選擇溫濕度傳感器需要注意的問(wèn)題 PAGEREF _Toc287385100 h 22 HYPERLINK l _Toc287385101 7.3 定時(shí)器 PAGEREF _Toc287385101 h 23 HYPERLINK l _Toc287385102 結(jié) 論 PAGEREF _Toc287385102 h 25 HYPERLINK l _Toc287385103 致 謝 PAGEREF _

18、Toc287385103 h 26 HYPERLINK l _Toc287385104 附錄 PAGEREF _Toc287385104 h 27 HYPERLINK l _Toc287385105 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc287385105 h 32基于PLC自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前言 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用各種各樣的自動(dòng)線(xiàn)，尤其是我國(guó)加入WTO后，自動(dòng)線(xiàn)得到了更廣泛的應(yīng)用。PLC問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。制造業(yè)的控制主要以離散控制為主，PL

19、C是該領(lǐng)域控制系統(tǒng)的首選。制造企業(yè)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，必然會(huì)大量采用PLC，從而為PLC應(yīng)用于自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)行業(yè)提供廣闊的前景。1 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)的特點(diǎn)1.生產(chǎn)率高，自動(dòng)化程度高為滿(mǎn)足人民日常生活的迫切需求，必須大批量生產(chǎn)運(yùn)輸各類(lèi)能源材料，需求各種高生產(chǎn)率、高自動(dòng)化程度的機(jī)械系統(tǒng)。2.結(jié)構(gòu)和動(dòng)作復(fù)雜這是因?yàn)樽詣?dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)不僅用到機(jī)械傳動(dòng)原理系統(tǒng)的各種機(jī)構(gòu)。而且還傳輸帶的設(shè)計(jì)和選擇電氣自動(dòng)化的各種檢測(cè)和控制系統(tǒng)。3.振動(dòng)問(wèn)題突出現(xiàn)代自動(dòng)線(xiàn)越來(lái)越趨向高速化，而機(jī)械高速和傳動(dòng)帶的大量承載所引起的振動(dòng)也影響到傳輸和生產(chǎn)率的提高。1.2 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用自動(dòng)送料

20、裝車(chē)系統(tǒng)是用于物料輸送的流水線(xiàn)設(shè)備，主要是用于煤粉、細(xì)砂等材料的運(yùn)輸裝車(chē)。自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)一般是由給料器、傳送帶、小車(chē)等單體設(shè)備組合來(lái)完成特定的過(guò)程。這類(lèi)系統(tǒng)的控制需要?jiǎng)幼鞣€(wěn)定，具備連續(xù)可靠工作的能力。通過(guò)三臺(tái)電機(jī)和三個(gè)傳送帶、料斗、小車(chē)等的配合，才能穩(wěn)定、有效率地進(jìn)行自動(dòng)送料裝車(chē)過(guò)程。1.3 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)與其他機(jī)械系統(tǒng)共同的特征1.它們都是人為的實(shí)物組合；2.它們各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；3.在工作時(shí)能代替或減輕人類(lèi)的勞動(dòng)，或完成有用的機(jī)械功，或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。1.4 基于PLC自動(dòng)送料裝置簡(jiǎn)介主要工作動(dòng)力來(lái)源于交流伺服電機(jī)，當(dāng)準(zhǔn)確測(cè)算出系統(tǒng)的具體電機(jī)功率和控制節(jié)拍要求后，可以選擇配套的

21、交流伺服控制器和交流伺服電機(jī)。此次設(shè)計(jì)要求用PLC控制，結(jié)合電氣元件組合成可自動(dòng)化控制的系統(tǒng)。設(shè)備電氣系統(tǒng)一般由電源、輸入元件、控制中心、執(zhí)行機(jī)構(gòu)幾部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行工作命令，電氣行業(yè)中常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有：電動(dòng)機(jī)（普通、帶剎車(chē)、帶離合）、電磁閥（控制油路或氣路的通閉完成機(jī)械動(dòng)作）、伺服馬達(dá)（控制調(diào)節(jié)油路、氣路的開(kāi)度大?。┑?。2 PLC簡(jiǎn)介2.1 PLC簡(jiǎn)介早期的PLC只能做些開(kāi)可編程序關(guān)量的邏輯控制，因而叫PLC，但近年來(lái)，PLC采用微處理器作為中央處理單元，不僅有邏輯控制功能，還有算術(shù)運(yùn)算、模擬量處理甚至通信聯(lián)網(wǎng)功能，正確應(yīng)稱(chēng)為PC，但為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)有所區(qū)別，仍稱(chēng)其為PLC。2.1.1

22、 PLC的特點(diǎn)1.靈活、通用：要改變控制功能，只要改變軟件及少量的線(xiàn)路即可實(shí)現(xiàn)。2.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)：（1）硬件方面：采用微電子技術(shù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路及大規(guī)模集成電路完成，CPU與輸入輸出之間，采用光電隔離措施，隔離了它們之間電的聯(lián)系。（2）軟件方面：有自身的監(jiān)控程序，對(duì)強(qiáng)干擾信號(hào)、欠電壓等外界環(huán)境定期檢查，有故障時(shí)，存現(xiàn)狀態(tài)到存儲(chǔ)器，并對(duì)其封閉以保護(hù)信息；監(jiān)視定時(shí)器WTD，檢查程序循環(huán)狀態(tài)，超出循環(huán)時(shí)間時(shí)報(bào)警；對(duì)程序進(jìn)行校驗(yàn)，程序有錯(cuò)誤進(jìn)輸出報(bào)警信息并停止執(zhí)行。3.使用簡(jiǎn)單采用自然語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言編程方式，編程容易，更改方便。輸入輸出接口可以與各種開(kāi)關(guān)、傳感器、繼電器、接觸器、

23、電磁閥連接，接線(xiàn)簡(jiǎn)單。4.功能強(qiáng)、體積小縱向PLC不僅可能完成各種條件控制，還能完成模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換并進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，可以完成對(duì)模擬量的控制；橫向可以控制一臺(tái)至幾臺(tái)設(shè)備，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；重量輕，體積小，便于安裝。2.1.2 PLC控制思路按控制等效電路可分為三個(gè)部分：輸入部分、輸出部分及控制部分。 1.輸入部分：接收由各種主令電器發(fā)出的操作指令及由各種反映設(shè)備狀態(tài)信息的輸入元件傳來(lái)的各種狀態(tài)信息。PLC的一個(gè)輸入點(diǎn)單獨(dú)對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)部繼電器，當(dāng)輸入點(diǎn)與輸入用的公用腳COM接通時(shí)，該輸入繼電器得電。2.輸出部分：根據(jù)控制程序的執(zhí)行結(jié)果直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)負(fù)載。在PLC內(nèi)部設(shè)有輸出繼電器（可能是繼電器形式

24、，也可能是晶體管形式），每個(gè)繼電器對(duì)應(yīng)一個(gè)硬觸點(diǎn)，當(dāng)程序執(zhí)行結(jié)果讓輸出繼電器線(xiàn)圈通電時(shí)，該輸出繼電器的輸出觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)外部負(fù)載的控制運(yùn)行。3.控制部分：是由用戶(hù)自行編制的控制程序。它存放在PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC依次讀取用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中的程序內(nèi)容，并對(duì)它們進(jìn)行解釋并執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果送輸出端子，以使相應(yīng)的外部負(fù)載得到控制。PLC的用戶(hù)程序采用梯形圖的編程方式，它由繼電器控制電路演變而來(lái)，所不同的是，它內(nèi)部的繼電器并非實(shí)際的繼電器，而是“軟”繼電器，由軟繼電器組成的控制線(xiàn)路并不是真正意義上的物理連接，而只是邏輯關(guān)系上的連接（軟接線(xiàn)）。PLC內(nèi)部可區(qū)分為六個(gè)部分即：輸入、輸出、存

25、儲(chǔ)器、CPU、電源及操作顯示部分。輸入部分：負(fù)責(zé)采集外部指令及設(shè)備狀態(tài)，以使CPU作出判斷。輸出部分：將CPU的運(yùn)算結(jié)果向外部輸出，以完成過(guò)程動(dòng)作。存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)用戶(hù)程序及信息。CPU：執(zhí)行各種邏輯及運(yùn)算程序。電源：向輸入輸出及CPU提供電源。操作顯示：向存儲(chǔ)器輸入用戶(hù)程序或更改用戶(hù)程序，顯示程序運(yùn)行狀態(tài)。PLC主機(jī)有電源端子（交流供電型還設(shè)有供外部輸入設(shè)備用的服務(wù)電源）、功能接地端子（抗干擾、防電擊，務(wù)必接地）、保護(hù)接地端子（防觸電）、輸入輸出端子及其LED（當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸入或輸出端子ON時(shí)，相應(yīng)的輸入輸出LED燈亮，但當(dāng)CPU異常、I/O總線(xiàn)發(fā)生異常時(shí)所有輸入LED滅；當(dāng)內(nèi)存異常及系統(tǒng)異常（FA

26、LS）發(fā)生時(shí)，所有輸入LED保持發(fā)生異常時(shí)的狀態(tài)，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入的LED狀態(tài)也不改變），PLC狀態(tài)顯示LED（POWER電源、RUN、運(yùn)行、監(jiān)視/編程、停止、ERROR/ALARM亮故障/閃警告、COM外設(shè)通訊亮），模擬設(shè)定電位器及擴(kuò)展連接器。2.2 PLC的功能1.邏輯控制功能：實(shí)現(xiàn)了接線(xiàn)邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)造車(chē)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越

27、來(lái)越大的作用。2.定時(shí)控制功能：利用PLC定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的控制，從而完成設(shè)備的順序動(dòng)作。3.計(jì)數(shù)控制功能：基于計(jì)數(shù)器的優(yōu)異功能來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的循環(huán)功能。4.步進(jìn)(順序)控制功能：運(yùn)用定時(shí)器、計(jì)數(shù)器來(lái)對(duì)時(shí)間的控制，從而實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的順序動(dòng)作。5.PID控制功能：在S7-200中PID功能是通過(guò)PID指令功能塊實(shí)現(xiàn)。通過(guò)定時(shí)（按照采樣時(shí)間）執(zhí)行PID功能塊，按照PID運(yùn)算規(guī)律，根據(jù)當(dāng)時(shí)的給定、反饋、比例積分微分?jǐn)?shù)據(jù)，計(jì)算出控制量。也就說(shuō)這些參數(shù)是通過(guò)PLC的功能塊實(shí)現(xiàn)的。6.數(shù)據(jù)控制功能：PLC具有數(shù)據(jù)處理能力7.通信和聯(lián)網(wǎng)功能：PLC的聯(lián)網(wǎng)就是為了提高系統(tǒng)的控制能力和范圍，將分布在不同位置的PLC

28、之間、PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與智能設(shè)備通過(guò)傳送介質(zhì)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)通信，已構(gòu)成功能更強(qiáng)的控制系統(tǒng)。2.3 PLC的電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。3 自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3.1 概述生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)是利用信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)等傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行信息化管理，逐步實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)控制到信息管理集于一體，能使企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程與信息管理系統(tǒng)(MIS、ERP等)信息集成，

29、從而提高制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的效能，并全面提高制造業(yè)信息化的綜合效率。在全自動(dòng)發(fā)展的今天，控制系統(tǒng)起著類(lèi)似人類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)的作用，它將自動(dòng)線(xiàn)中所有的設(shè)備連結(jié)成一個(gè)有機(jī)的整體。它主要包括工作循環(huán)控制裝置、訊號(hào)處理裝置及檢測(cè)裝置。隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種新技術(shù)如光電控制、數(shù)控技術(shù)、電腦控制等在自動(dòng)線(xiàn)中大量被采用，使其控制系統(tǒng)更趨完善，更加可靠，效率更高。凡是在沒(méi)有人的直接參與下，能完成能量、物料和信息的整個(gè)變換過(guò)程的機(jī)器，稱(chēng)為自動(dòng)機(jī)。自動(dòng)機(jī)中的各個(gè)機(jī)械動(dòng)作，一般都采用各種各樣的機(jī)構(gòu)來(lái)完成的。完成一定工藝過(guò)程的自動(dòng)機(jī)群，通過(guò)自動(dòng)運(yùn)輸裝置聯(lián)接起來(lái)，可組成自動(dòng)線(xiàn)。重力輸送裝置是利用物品的重力克服輸送過(guò)程的摩擦力而得以

30、實(shí)現(xiàn)輸送，故不需要?jiǎng)恿?，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。但這類(lèi)裝置只能由高處向低處輸送，且輸送時(shí)間難于精確保證。此次的重力輸送裝置輸送帶?；赑LC的控制部分是設(shè)計(jì)的中樞神經(jīng)，運(yùn)用可編程控制器對(duì)全程控制。3.2 控制要求1.初始狀態(tài)：紅燈L1滅，綠燈L2亮，表示允許汽車(chē)開(kāi)進(jìn)。電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3皆為OFF。 2.當(dāng)汽車(chē)到來(lái)時(shí)（用S2接通表示），紅燈L1亮，綠燈L2滅，同時(shí)M3運(yùn)行且K1打開(kāi)，2S后M2運(yùn)行，2S后M1運(yùn)行，2S后裝料斗K2打開(kāi)出料。 3.當(dāng)汽車(chē)料滿(mǎn)后（用S2斷開(kāi)表示），裝料斗K2關(guān)閉，2S后M1停止，2S后M2停止，2S后M3停止且K1關(guān)閉，同時(shí)綠燈L2亮，紅燈L1滅，表示允許汽車(chē)開(kāi)走。運(yùn)用可

31、編程控制器對(duì)自動(dòng)線(xiàn)進(jìn)行全程控制，選擇合適的PLC主機(jī)及電氣元件可以安全方便的控制整過(guò)送料過(guò)程，并且可以節(jié)約勞動(dòng)力。輸入輸出設(shè)備及I/O地址分配表如表3.2-1，系統(tǒng)硬件連接圖如圖3.2-1所示。表3.2-1 地址分配表輸入設(shè)備輸出設(shè)備序號(hào)地址設(shè)備名稱(chēng)序號(hào)地址設(shè)備名稱(chēng)1I0.0啟動(dòng)按鈕1Q0.0紅燈2I0.1限位開(kāi)關(guān)2Q0.1綠燈3I0.2稱(chēng)重開(kāi)關(guān)3Q0.2進(jìn)料閥門(mén)4I0.3關(guān)閉按鈕4Q0.3出料閥門(mén)55Q0.4電動(dòng)機(jī)166Q0.5電動(dòng)機(jī)277Q0.6電動(dòng)機(jī)3圖3.2-1 系統(tǒng)硬件連接圖3.3 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由五部分組成，即計(jì)算機(jī)（PLC）、伺服驅(qū)動(dòng)控制卡、交流伺服調(diào)速系統(tǒng)（交流伺服控制器、伺服電

32、機(jī)及相應(yīng)的控制電纜）、傳感檢測(cè)及反饋、輔助主動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)。主控程序只有幾百K，運(yùn)行在DOS操作系統(tǒng)下，主控微機(jī)通過(guò)打印端口LP1：與伺服驅(qū)動(dòng)控制卡相連，并通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)發(fā)送位置或速度指令。系統(tǒng)在線(xiàn)適應(yīng)性調(diào)節(jié)或設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)（程序設(shè)計(jì)過(guò)程中將其作開(kāi)放性設(shè)計(jì)，便于調(diào)整）見(jiàn)后附圖，并進(jìn)行數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換，通過(guò)相應(yīng)的控制板卡輸出10V的模擬信號(hào)并經(jīng)過(guò)交流伺服放大器放大后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，半閉環(huán)或閉環(huán)位置控制反饋系統(tǒng)由電機(jī)軸端裝有的增量式光電碼盤(pán)（或在被傳動(dòng)的物體上設(shè)置測(cè)量輥和增量式光電碼盤(pán)轉(zhuǎn)換裝置）提供信號(hào)（A、B、IN脈沖）來(lái)完成位置伺服系統(tǒng)的位置反饋，位置反饋環(huán)中傳感元件-增量式光電編碼器將運(yùn)動(dòng)構(gòu)

33、件實(shí)時(shí)的位移（或轉(zhuǎn)角）變化量以A、B相差分脈沖形式長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)控制站（PLC機(jī)）中進(jìn)行編碼器脈沖計(jì)數(shù)，以獲得數(shù)字化位置信息，主控微機(jī)計(jì)算給定位置與實(shí)際位置（即反饋到的位置）的偏差后，根據(jù)偏差范圍采取相應(yīng)的PID控制策略，將數(shù)字控制作用經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬控制電壓，并輸出給伺服放大器，最終調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，完成期望值的反復(fù)多次閉環(huán)反饋定位控制，在控制原理上實(shí)現(xiàn)小誤差高精度的位置定位；然后主控程序?qū)o助主動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)行指令，完成特定的機(jī)械動(dòng)作。3.4 工作原理此自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)中，剛開(kāi)始紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明允許汽車(chē)開(kāi)進(jìn)裝料。出料口K1關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)M1、M2和M3均為OFF。裝車(chē)過(guò)程中，當(dāng)汽車(chē)開(kāi)

34、進(jìn)到裝車(chē)位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)SQ1為ON，紅色信號(hào)燈L1亮，綠色信號(hào)燈L2滅，同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3和進(jìn)料閥K1門(mén)，經(jīng)過(guò)2S后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2，再經(jīng)2S后最后啟動(dòng)M1，再經(jīng)過(guò)2S后才打開(kāi)出料閥門(mén)K2，物料經(jīng)料斗出料，物料通過(guò)傳送帶的傳送，裝入汽車(chē)。當(dāng)車(chē)裝滿(mǎn)了時(shí)，稱(chēng)重開(kāi)關(guān)SQ2動(dòng)作，K2使料斗關(guān)閉，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3和K1在M2停止2S后停止，同時(shí)紅燈L1滅，綠燈L2亮，表明汽車(chē)可以開(kāi)走。4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟1.被控對(duì)象并提出控制要求詳細(xì)分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，提出被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制

35、要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。2.輸入輸出設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。3.擇PLCPLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見(jiàn)本章第二節(jié)。 4.I/O點(diǎn)并設(shè)計(jì)PLC外圍硬件線(xiàn)路分配I/O點(diǎn)：畫(huà)出PLC的I/O點(diǎn)與輸入輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第二步中進(jìn)行。設(shè)計(jì)PLC外圍硬件線(xiàn)路（見(jiàn)附錄B）。畫(huà)出系統(tǒng)其它部分的電氣線(xiàn)路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。由P

36、LC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線(xiàn)路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線(xiàn)路已經(jīng)確定。4.2 設(shè)計(jì)中PLC控制系統(tǒng)語(yǔ)言1.表語(yǔ)言（IL）指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無(wú)計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本一致。2.圖語(yǔ)言（LD）梯形圖語(yǔ)言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線(xiàn)路類(lèi)似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣

37、設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。梯形圖編程語(yǔ)言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)

38、語(yǔ)言。它源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)

39、發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。 其特點(diǎn)：操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，易于撐握和學(xué)習(xí)；與原有繼電器邏輯控制技術(shù)不同的是，梯形圖中的能流（Power FLow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待。4.3 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試4.3.1 程序設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)PLC程序。程序要以滿(mǎn)足系統(tǒng)控制要求為主線(xiàn)，逐一編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：1.始化程序。在PL

40、C上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。2.故障診斷和顯示等程序。這些程序相對(duì)獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)再添加；保護(hù)和連鎖程序，保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。3.程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4.3.1-1所示：K2打開(kāi)SQ2=ON，K2關(guān)閉M1停止紅燈滅，綠燈亮，K1、K2關(guān)閉，電機(jī)為OFFSB1=ON，L1亮，L2滅，M3啟動(dòng)，K1打開(kāi)M2電機(jī)啟動(dòng)，延時(shí)2

41、SM1電機(jī)啟動(dòng)，延時(shí)2SM2停止M3停止，LI滅、L2亮汽車(chē)開(kāi)走汽車(chē)開(kāi)進(jìn)繼續(xù)前行到位繼續(xù)裝料料滿(mǎn)是否裝滿(mǎn)NYNY是否到位開(kāi)始圖4.3.1-1 程序流程圖4.3.2 程序調(diào)試模擬程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式：1.硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái)PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線(xiàn)的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。2.軟件模擬法是在PLC中另外編寫(xiě)一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證。模擬調(diào)試過(guò)程中

42、，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。5 動(dòng)力裝置選擇主要工作動(dòng)力來(lái)源于交流伺服電機(jī)，當(dāng)準(zhǔn)確測(cè)算出系統(tǒng)的具體電機(jī)功率和控制節(jié)拍要求后，可以選擇配套的交流伺服控制器和交流伺服電機(jī)。5.1 電動(dòng)機(jī)的介紹5.1.1 普通異步電機(jī)普通異步電動(dòng)機(jī)都是按恒頻恒壓設(shè)計(jì)的，不可能完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求。由于變頻調(diào)速對(duì)電機(jī)有以下影響：1.電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問(wèn)題，不論那種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。拒資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1（u為調(diào)制比）。高次

43、諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%-20%。2.電動(dòng)機(jī)絕緣強(qiáng)度問(wèn)題，目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動(dòng)機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對(duì)電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使電動(dòng)

44、機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電壓上，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅，對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。3.諧波電磁噪聲與震動(dòng)，普通異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí)，會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的震動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與電動(dòng)機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于電動(dòng)機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開(kāi)電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有震動(dòng)頻率。4.電動(dòng)機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應(yīng)能力，由于采用變

45、頻器供電后，電動(dòng)機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無(wú)沖擊電流的方式啟動(dòng)，并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)創(chuàng)造了條件，因而電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來(lái)疲勞和加速老化問(wèn)題。5.低轉(zhuǎn)速時(shí)的冷卻問(wèn)題，首先，異步電動(dòng)機(jī)的阻抗不盡理想，當(dāng)電源頻率較底時(shí)，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，普通異步電動(dòng)機(jī)再轉(zhuǎn)速降低時(shí)，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，致使電動(dòng)機(jī)的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。5.1.2 普通同步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同的交流電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁極對(duì)數(shù)p、電源頻率f之間滿(mǎn)足n=f

46、/p。轉(zhuǎn)速n決定于電源頻率f，故電源頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，且與負(fù)載無(wú)關(guān)。具有運(yùn)行穩(wěn)定性高和過(guò)載能力大等特點(diǎn)。常用于多機(jī)同步傳動(dòng)系統(tǒng)、精密調(diào)速穩(wěn)速系統(tǒng)和大型設(shè)備(如軋鋼機(jī))等。 同步電動(dòng)機(jī)是屬于交流電機(jī)，定子繞組與異步電動(dòng)機(jī)相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是一樣的，所以稱(chēng)為同步電動(dòng)機(jī)。正由于這樣，同步電動(dòng)機(jī)的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)容性負(fù)載。為此，在很多時(shí)候，同步電動(dòng)機(jī)是用以改進(jìn)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)的。5.1.3 變頻電機(jī)1.電磁設(shè)計(jì)對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，再設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的性能參數(shù)是過(guò)載能力、啟動(dòng)性能、效率和功率因數(shù)。而變頻電動(dòng)機(jī)，由于臨界轉(zhuǎn)差率反比于電

47、源頻率，可以在臨界轉(zhuǎn)差率接近1時(shí)直接啟動(dòng)，因此，過(guò)載能力和啟動(dòng)性能不在需要過(guò)多考慮，而要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何改善電動(dòng)機(jī)對(duì)非正弦波電源的適應(yīng)能力。方式一般如下：（1）盡可能的減小定子和轉(zhuǎn)子電阻。減小定子電阻即可降低基波銅耗，以彌補(bǔ)高次諧波引起的銅耗增 （2）為抑制電流中的高次諧波，需適當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)的電感。但轉(zhuǎn)子槽漏抗較大其集膚效應(yīng)也大，高次諧波銅耗也增大。因此，電動(dòng)機(jī)漏抗的大小要兼顧到整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)阻抗匹配的合理性。3）變頻電動(dòng)機(jī)的主磁路一般設(shè)計(jì)成不飽和狀態(tài)，一是考慮高次諧波會(huì)加深磁路飽和，二是考慮在低頻時(shí)，為了提高輸出轉(zhuǎn)矩而適當(dāng)提高變頻器的輸出電壓。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要也是考慮非正弦

48、電源特性對(duì)變頻電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般注意以下問(wèn)題：（1）絕緣等級(jí)，一般為F級(jí)或更高，加強(qiáng)對(duì)地絕緣和線(xiàn)匝絕緣強(qiáng)度，特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。（2）對(duì)電機(jī)的振動(dòng)、噪聲問(wèn)題，要充分考慮電動(dòng)機(jī)構(gòu)件及整體的剛性，盡力提高其固有頻率，以避開(kāi)與各次力波產(chǎn)生共振現(xiàn)象。（3）冷卻方式：一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻，即主電機(jī)散熱風(fēng)扇采用獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。（4）防止軸電流措施，對(duì)容量超過(guò)160KW電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用軸承絕緣措施。主要是易產(chǎn)生磁路不對(duì)稱(chēng)，也會(huì)產(chǎn)生軸電流，當(dāng)其他高頻分量所產(chǎn)生的電流結(jié)合一起作用時(shí)，軸電流將大為增加，從而導(dǎo)致軸承損壞，所以一般要采取絕緣措施。（5）對(duì)恒功率變頻電動(dòng)機(jī)，當(dāng)

49、轉(zhuǎn)速超過(guò)3000/min時(shí)，應(yīng)采用耐高溫的特殊潤(rùn)滑脂，以補(bǔ)償軸承的溫度升高。因此，異步電動(dòng)機(jī)，變頻電動(dòng)機(jī)二者各有特點(diǎn)，由于本設(shè)計(jì)的工況環(huán)境工程成本，選擇異步電機(jī)作為動(dòng)力裝置。5.2 電動(dòng)機(jī)的選擇為了保證電動(dòng)機(jī)能夠得到既必要又充分的過(guò)載保護(hù)，就必須全面了解電動(dòng)機(jī)的性能，并給其配以合適的過(guò)繼電器，進(jìn)行必要的整定。通常在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮以下原則： 1.電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和特性電動(dòng)機(jī)的絕緣材料等級(jí)有A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)等，他們的允許溫度各不相同，因而其承受過(guò)載的能力也不相同。在選擇熱繼電器時(shí)應(yīng)引起注意的。另外，開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)散熱比較容易，而封閉式電動(dòng)機(jī)散熱就困難的多，稍有過(guò)載，其溫升就可能超過(guò)限值。雖然

50、熱繼電器的選擇從原則上講是按電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)考慮，但對(duì)于過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，它所配的熱繼電器（或熱元件0的額定電流就適當(dāng)小些。在這種場(chǎng)合，一般可以取熱繼電器9或熱元件）的額定電流為電動(dòng)機(jī)的額定電流的60%80%。2.電動(dòng)機(jī)的使用條件和負(fù)載性質(zhì)由于電動(dòng)機(jī)使用條件的不同，對(duì)它的要求也不同。如負(fù)載性質(zhì)不允許停車(chē)、即便過(guò)載會(huì)使電動(dòng)機(jī)壽命縮短，也不應(yīng)讓電動(dòng)機(jī)冒然脫扣，以免生產(chǎn)遭受比電動(dòng)機(jī)價(jià)格高許多倍的巨大損失。這種場(chǎng)合最好采用有熱繼電器和其它保護(hù)電器有機(jī)地組合起來(lái)的保護(hù)措施，只有在發(fā)生非常危險(xiǎn)的過(guò)載時(shí)方可考慮脫扣。3.操作頻率當(dāng)電動(dòng)機(jī)的操作頻率超過(guò)熱繼電器的操作頻率時(shí)，如電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)、可逆運(yùn)轉(zhuǎn)和

51、密接通斷，熱繼電器就不能提供保護(hù)。這時(shí)可考慮選用半導(dǎo)體溫度繼電器進(jìn)行保護(hù)。5.3 減速器的裝配與調(diào)整平行軸圓柱齒輪 減速器的裝配與調(diào)整，如圖5.3-1。圖5.3-1 平行軸圓柱齒輪 減速器的裝配與調(diào)整1.減速器機(jī)體在裝配平臺(tái)上找水平，其水平度誤差小于1000mm：0.05mm，并將調(diào)好的機(jī)體用螺拴壓板壓緊在裝配平臺(tái)上。 2.從低速軸到高速軸依次調(diào)整各軸組件在機(jī)體中各自的位置。 3.利用調(diào)整墊片或通過(guò)修磨調(diào)整環(huán)，修端蓋或透蓋調(diào)整各軸軸向間隙，達(dá)到圖樣要求。 4.在每對(duì)齒輪副中主動(dòng)輪45個(gè)齒的齒面上均勻涂一層接觸斑點(diǎn)顯示涂料(CT1涂料用于空負(fù)荷試驗(yàn)，CT2涂料用于負(fù)荷試驗(yàn))。 5.采用壓鉛絲的方

52、法，檢測(cè)各級(jí)齒輪副的齒側(cè)間隙，要求符合圖樣規(guī)定。6.吊裝機(jī)蓋就位，檢查結(jié)合面的緊密程度和邊緣的平齊程度，要求達(dá)到圖樣規(guī)定。 7.在機(jī)體、機(jī)蓋間打入定位銷(xiāo)，擰緊聯(lián)接螺栓。裝配外部各件，將減速器最終裝配成套。 6 機(jī)械輸送6.1 膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程如圖所示為固定式膠帶輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu)。它主要由輸送帶、驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪、支承裝置（上、下托輥）、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、進(jìn)料裝置、卸料裝置和機(jī)架等部分組成。驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪及上、下托輥通過(guò)軸固定安裝于機(jī)架，輸送帶環(huán)繞于驅(qū)動(dòng)輪和張緊輪，形成封閉環(huán)形的運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)件，為了防止輸送帶下垂，每隔一定距離安裝了可轉(zhuǎn)動(dòng)的上、下托輥，支承輸送帶，驅(qū)動(dòng)裝置安裝于驅(qū)動(dòng)輪端（頭部）

53、，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪的磨擦傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸送帶的驅(qū)動(dòng)，安裝于張緊輪端（尾部）的張緊裝置可完成輸送帶的張緊。 1.過(guò)載分支 2.上托輥 3.無(wú)載分支 4.下拖輥 5.驅(qū)動(dòng)滾筒 6 改向滾筒 7.張緊滾筒 8.接料斗 9.卸料斗 10.卸料小車(chē) 11.機(jī)架圖6.1-1 膠帶輸送機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖6.1.1 輸送帶輸送帶是承載、傳遞動(dòng)力和輸送物料的重要構(gòu)件。糧油、飼料加工廠中常用普通型和輕型橡膠輸送帶，它由數(shù)層帶膠的帆布帶經(jīng)硫化膠結(jié)后的芯層和上下表面橡膠覆蓋層組成。其規(guī)格尺寸主要為膠帶寬度，標(biāo)準(zhǔn)值一般為300mm、400mm、500mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm等。橡膠輸送帶的連接方法有硫化連

54、接和機(jī)械連接法兩種。6.1.2 輸送帶的種類(lèi)輸送帶的種類(lèi)很多，按照其制作材料的種類(lèi)可分：1.橡膠帶橡膠帶在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣，它是由若干層棉織物或化纖織物相互結(jié)合，并在外表上履上橡膠制成的。上下兩面所履的橡膠稱(chēng)履面。上覆面是輸送帶的 承載面，與被運(yùn)物料相接觸，其厚度為2-6mm。下覆面是輸送帶與滾筒及支撐拖滾想接觸的一面，也稱(chēng)運(yùn)轉(zhuǎn)面，厚度常為1.52mm橡膠帶兩側(cè)及易磨損，故采用高耐磨性的材料。一般的腹面材料為天然橡膠、丁納膠或特種材料，應(yīng)其防滑性好，輸送可靠，應(yīng)此被廣泛的應(yīng)用于一般的輸送裝置中。2.合成繩芯和鋼繩芯帶本發(fā)明是一種使用在銅絲繩生產(chǎn)中的合成纖維新型繩芯，本加工方法取代現(xiàn)有的天然纖維黃

55、麻、劍麻、棉紗等制成的繩芯，本合成纖維繩芯克服了其現(xiàn)有繩芯的缺點(diǎn)，采用特殊工藝加工制成，具有較強(qiáng)的耐腐蝕，特別適用在酸、堿鹽環(huán)境條件下，吸水性小，不易發(fā)生霉變，有良好的可塑性，耐擠壓，有利于鋼絲繩結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定和滿(mǎn)足鋼絲繩絞合擠壓成型的生產(chǎn)工藝需要、制成的繩芯直徑均勻、比重輕、比現(xiàn)有的天然纖維繩芯輕左右，浸油工藝中耗油少，有利于降低生產(chǎn)成本。由于這些優(yōu)點(diǎn)用其制作的鋼絲繩質(zhì)量、性能提高，使用壽命延長(zhǎng)。輸送帶的接頭方法有兩種，一種是機(jī)械接頭，另一種是硫化接頭塑化接頭。橡膠帶常用機(jī)械接頭和硫化接頭。6.1.3 張緊設(shè)計(jì)張緊裝置是用于實(shí)現(xiàn)輸送帶的張緊，保證輸送帶有足夠的張力的構(gòu)件。它安裝于輸送機(jī)尾部的張

56、緊輪上，工程實(shí)際中常用的有滑塊式螺桿張緊裝置和小車(chē)式張緊裝置，前者一般用于移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)，后者用于張力較大的固定式膠帶輸送機(jī)。6.2 進(jìn)卸料裝置輸送包裝物料時(shí)，進(jìn)卸料用傾斜淌板，中間卸料用擋板；輸送散裝物料時(shí)，進(jìn)卸料用進(jìn)料斗和卸料斗，中間卸料用卸料小車(chē)。了解了膠帶輸送的一般結(jié)構(gòu)后，下面來(lái)分析其工作過(guò)程。物料通過(guò)進(jìn)料裝置進(jìn)入輸送帶，由于輸送帶的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，將物料輸送到卸料點(diǎn)，然后利用卸料裝置將物料卸下，卸完料后的空帶經(jīng)下部空載段回帶。概括起來(lái)就是：利用環(huán)繞并張緊于驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪的封閉環(huán)形輸送帶作為承載、牽引和輸送物料的構(gòu)件，通過(guò)輸送帶的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)物料的輸送。6.3 支撐裝置支承裝置的作用是支承

57、輸送帶和物料，防止輸送帶下垂。其結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由支架和托輥兩部分組成，托輥可隨輸送帶的前進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的支承裝置有單節(jié)平型和多節(jié)槽型，前者用于輸送包裝物料和輸送機(jī)的無(wú)載分支（下托輥），后者用于輸送散體物料。圖6.3-1 托輥類(lèi)型驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪。主要包括軸、軸承和滾筒等部分。它們的作用是支承、驅(qū)動(dòng)和張緊輸送帶。圖5-3為膠帶輸送機(jī)頭部結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪等部分構(gòu)成，它的作用是進(jìn)行動(dòng)力傳遞，實(shí)現(xiàn)輸送帶的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。6.4 驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)滾筒是輸送帶裝置中傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的重要部件。為了傳遞必要的前應(yīng)力，輸送帶與滾筒間必須有足夠的摩擦力，滾筒與輸送帶弧面上摩擦力的

58、綜合及為滾筒所傳遞的圓周力，也稱(chēng)牽應(yīng)力。提高牽引力的途徑有三：其一、增大撓出段張力，但輸送帶強(qiáng)度也相應(yīng)提高，輸送帶的造價(jià)也隨之增加，可見(jiàn)這并不是很好的辦法。其二，增大摩擦系數(shù)。其三，增大包角數(shù)值，可采用加張緊輪。滾筒的結(jié)構(gòu)形式基本上有四種：鋼板卷制焊接、無(wú)縫鋼管、鑄鋼及鑄焊聯(lián)合機(jī)構(gòu)。6.5 聯(lián)軸器聯(lián)軸器是連接軸與軸使他們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩的部件。如下圖6.5-1： 1、4版聯(lián)軸器 2彈性件 3法蘭聯(lián)接件 5、6、7螺栓、螺母、墊圈 圖6.5-1 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)6.6 基本的計(jì)算及選用6.6.1 輸送量計(jì)算輸送散體物料時(shí)，膠帶輸送機(jī)的輸送量與所采用的支承裝置型式有關(guān)，通?？衫靡韵陆?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：對(duì)于

59、平直單托輥：Q=150B2rC（t/h） 對(duì)于側(cè)托輥傾角=300的三節(jié)式槽型托輥： Q=200B2rC(t/h) 對(duì)于側(cè)托輥傾角=300的二節(jié)式槽型托輥： Q=220B2rC(t/h) 對(duì)于側(cè)托輥傾角=450的三節(jié)式槽型托輥： Q=240B2rC(t/h) 對(duì)于側(cè)托輥傾角=600的三節(jié)式槽型托輥： Q=250B2rC(t/h) 式中：Q輸送量(t/h)B輸送帶寬度(m)；輸送帶線(xiàn)速度，即輸送速度(ms)，其大小與輸送距離、輸送寬度、輸送傾角及物料種類(lèi)等因素有關(guān)，通常顆粒狀物料可取1.54.0ms，粉狀物料取0.81.25ms，包裝物料取11.5ms；r物料容重(kgm3)；C傾斜輸送的傾角系數(shù)

60、，輸送傾角=00一7 0時(shí)，C=1；=80150時(shí)，C=0.90.95；=160一20 0時(shí)，C=0.80.9；=210一25 0時(shí)，C=0.750.8。6.6.2 選用1.膠帶輸送機(jī)的型號(hào)表示方法：完整的型號(hào)表示包括的內(nèi)容與斗提機(jī)相同。舉例如下：TDSP50X100型膠帶輸送機(jī)T專(zhuān)業(yè)代號(hào)(糧油機(jī)械通用設(shè)備)；DS品種代號(hào)(膠帶輸送機(jī))；P型式代號(hào)（水平式）；膠帶輸送機(jī)型式較多，常見(jiàn)的型號(hào)代號(hào)為：G（固定式）、X（傾斜式）、S（伸縮式）、Z（轉(zhuǎn)向式）、Y（移動(dòng)式）；50100規(guī)格代號(hào)帶寬（cm）中心距（m）。膠帶輸送機(jī)的選用，除了應(yīng)遵循輸送設(shè)備選用的一般原則，具體選用時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）