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1、無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 目錄 第一章 引言……………………………………………………………………………1 1．1 提升機主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………………………1 1．2 提升機的結(jié)構(gòu)組成 ……………………………………………………………2 第二章 提升機的工作過程……………………………………………………………3 第三章 提升機控制流程圖設(shè)計………………………………………………………5 第四章 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ……………………………………………………9 4．1 PLC的I/O硬件設(shè)備名稱、I/O地址分配圖 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

2、‥‥‥‥9 4．2 硬件的選擇 ………………………………………………………………9 4．2．1 提升電動機的選擇 …………………………………………9 4．2．2 行程開關(guān)的選擇 ……………………………………………10 4．2．3 接觸器的選擇說明 …………………………………………10 4．2．4 繼電器的用法說明 ……………………………………………10 4．3 電氣控制箱的設(shè)計說明 ………………………………………………10 第五章 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 ………………

3、……………………………………12 5．1 主電路設(shè)計 ……………………………………………………………12 5．2 PLC外部控制電路設(shè)計（I/O地址分配） ……………………………13 5．3 控制程序的編寫 ………………………………………………………14 第六章 關(guān)于線路的安全問題說明 …………………………………………………17 總結(jié) ………………………………………………………………………………18 致謝 ………………………………………………………………………………20 參考文獻 ……………………………………………

4、……………………………21 第一章 引言 提升機廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中，實現(xiàn)對電子產(chǎn)品整機和部件等物料在不同標(biāo)高的生產(chǎn)線之間傳遞，實現(xiàn)部件的垂直輸送，如彩電生產(chǎn)線、電腦裝配生產(chǎn)線等。本課題設(shè)計完成的提升機是利用提升小車升降托臺的上下往復(fù)運動來實現(xiàn)部件的垂直輸送，在升降托臺的上行程中輸送部件，在下行程中空載，在提升小車的一個循環(huán)過程中完成部件的單方向輸送。提升小車升降托臺上可裝上不同種類的輸送部件，并與出入口的輸送、檢測設(shè)備相配合，使輸送過程實現(xiàn)了完全自動化。由于提升機設(shè)備要求動作平穩(wěn)、準(zhǔn)確、可靠、安全性好，因此在本系統(tǒng)的電氣設(shè)計中考慮了較多的電氣互鎖、工作指示和

5、故障報警處理，如在上、下生產(chǎn)線的出入口處均設(shè)置了安全檢測裝置（B1、B2），提高了提升機整體系統(tǒng)運行的安全性。該提升機的控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾性、靈活的操作方法，操作方式可進行手動和自動切換，用于設(shè)備的調(diào)試、維護和自動運行操作兩方面的功能完成。在該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設(shè)計中，選用了日本三菱公司的FX2N-48MR型 PLC作為系統(tǒng)控制核心，較好的滿足了系統(tǒng)的電氣控制要求。 1．1 提升機主要技術(shù)參數(shù) l 升降行程：0-20m l 升降速度：0.5米/秒 l 最大載荷：40Kg l 物料種類：包裝箱、托板 l 標(biāo)準(zhǔn)寬度900mm

6、 圖1-1 提升機外觀圖 1．2 提升機的結(jié)構(gòu)組成 圖1-2 提升機結(jié)構(gòu)簡圖 主要結(jié)構(gòu)部分含進口生產(chǎn)線（含氣動檔銷、入口部件檢測行程開關(guān)SL1）、提升小車（含電滾筒即輸送電機M2、定位行程開關(guān)SL2）、出口生產(chǎn)線（含出口檢測行程開關(guān)SL9）、提升小車位置檢測行程開關(guān)（含SL3～SL8）、入口處部件安全檢測開關(guān)B1、出口處部件安全檢測開關(guān)B2。 第二章 提升機的工作過程 圖1-3 提升機工作流程圖 本設(shè)備具有手動和自動兩種控制模式，自動用

7、于正常的重物提升和回落，手動模式用于調(diào)試、檢查維修等工作。通常手動模式開關(guān)設(shè)計成鑰匙，由專人保管，以保證系統(tǒng)的安全。 工作流程圖說明:系統(tǒng)上電，檢測拖臺是否有部件，有則拖臺與出口接平，輸出部件。當(dāng)一個動作結(jié)束后，拖臺復(fù)位，擋銷放下一個部件輸出進入提升機。如果拖臺不到位，部件恢復(fù)動作進入提升機。當(dāng)拖臺與提升機出口接平，輸送電機提升部件當(dāng)完成提升動作后輸送電機反轉(zhuǎn)，拖臺下降。進入復(fù)位階段。部件繼續(xù)進入提升機。 檢測元件名稱：檢測元件分為行程開關(guān)與對射式光電傳感器。 行程開關(guān)用于檢測元件的位置并對電機進行開關(guān)控制，光 電傳感器用于對外

8、來干擾因素的排除對生產(chǎn)過程進行保護 護。 檢測元件布置：行程開關(guān)分布在輸入、輸出口與拖臺的升降行程中， 拖臺 在升降的行程中分為減速、停止和極限開關(guān)。 第三章 提升機控制流程設(shè)計 序號 名稱 內(nèi) 容 1 SL1 ON時檢測到入口有部件，電磁閥YV1動作,擋銷頂升,放行一個部件 2 SL2 托臺部件檢測信號,ON時表示托臺有部件 3 SL3 托臺下降極限位置信號,ON時表示托臺超行程,故障報警 4 SL4 托臺下

9、降平進口線位置信號,ON時表示進口位置到 5 SL5 托臺下降變速位置信號,ON時托臺由高速變低速 6 SL6 托臺提升變速位置信號,ON時托臺由高速變低速 7 SL7 托臺提升平出口線位置信號,ON時表示出口位置到 8 SL8 托臺提升極限位置信號,ON時表示托臺超行程,故障報警 9 SL9 出口生產(chǎn)線空位檢測,ON時表示出口生產(chǎn)線沒有空出一個部件位置 10 B1 進口位置安全檢測,ON時表示進口有物體,不能提升托臺 11 B2 出口位置安全檢測,ON時表示出口有物體,不能提升托臺 12 SA1 手動/自動選擇開關(guān),1手動;0自動 13 S

10、B1 手動提升托臺 14 SB2 手動下降托臺 15 SB3 手動進部件 16 SB4 手動出部件 17 FR1 提升電機故障報警 18 FR2 提升電機故障報警 19 FR3 輸送電機故障報警 20 KM1 提升電機快速提升,KM1=1;KM5=1 21 KM2 提升電機快速下降,KM2=1;KM5=1 22 KM3 提升電機慢速提升,KM3=1 23 KM4 提升電機慢速下降,KM4=1 24 KM5 提升電機快、慢速控制接觸器，KM5=1快速;0慢速 25 KM6 輸送電機進部件 26 KM7 輸送電機出部件

11、 27 YV1 控制入口擋銷頂升的電磁閥,YV1=0擋銷頂起;1擋銷落下 表1-1 元器件功能說明 圖1-4 提升機控制流程圖 控制流程圖描述：當(dāng)系統(tǒng)上電后整個系統(tǒng)得電，用SA1進行手動控制與自動控制的選擇，當(dāng)拖臺檢測信號檢測到拖臺上有部件時，延時1s提升機快速提升，當(dāng)SL6檢測到拖臺位置時，提升機切換至慢速。SL7檢測到拖臺時提升電機停轉(zhuǎn)，延時1s輸出電機輸出部件。之后，提升機快速下降，SL5檢測到拖臺位置，提升機切換至慢速。SL4檢測到拖臺，提升電機停止轉(zhuǎn)動。擋銷落下，部件繼續(xù)進入提升機，形

12、成循環(huán)。如果SL2沒有檢測到信號提升機快速下降，SL5檢測到信號，提升機切換到慢速運行，SL4檢測到拖臺信號，提升機停轉(zhuǎn)。部件進入拖臺。 第四章 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 4.1 PLC的I/O硬件設(shè)備名稱、I/O地址分配圖 圖4-1 I/O地址分配圖 4.2 硬件的選型 4.2.1 提升電動機的選擇 根據(jù)提升機的控制要求（運送部件重量為40kg，提升物料小車最大速度為0.5m/s，物料小車要與上、下生產(chǎn)線正確穩(wěn)定對接）選擇YDEJ型三相異步變極雙速電磁制動電動機。 所需功率 P1=FV=40*g*0.5=0.2kw 電動

13、機的效率η=90% 電動機實際功率 P2=P1/η=0.2/90%=0.22kw 電動機實際電流 I=P/U=0.22*1000/220=1A 因此選擇的電動機為浙江大速電機股份有限公司的產(chǎn)品。 圖4-2 電動機外觀圖 技術(shù)數(shù)據(jù) YDEJ280M- 4 72 133.6 1480 91 0.90 1.4 6.5 1.8 2 82 152.2 2970 88 0.93 1.4 7 1.8 型號 功率 (KW)

14、 電流 (A) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 效率 η (%) 功率因數(shù) (cos) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 4.2.2 行程開關(guān)的選擇 行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器。它的作用 原理和按鈕類似，動作時碰撞行程開關(guān)的頂桿。 本次行程開關(guān)選擇上海飛鴿電器廠的FGX2 系列微動行程開關(guān)。 技術(shù)參數(shù): 額定絕緣電壓：AC400V； 　　 額定工作電壓：AC380V、DC250V； 額定工作電流：AC-1、21A 4.2.3 接觸器的選擇說明 接觸器用來切斷電動機

15、或其他負(fù)載主電路的一種控制電路。當(dāng)接觸器觸點切斷電路時，如果電路中電壓超過10-20 V和電流超過80-100mA，在拉開的兩個觸點之間會產(chǎn)生電弧，應(yīng)該安裝滅弧裝置。交流接觸器的額定操作頻率（每小時接通次數(shù)）為600次/小時。 本次設(shè)計接觸器選擇廣東奇正電器有限公司的KEC2C(CJ20C)系列切換電容接觸器，用于交流50Hz、額定電壓至380V、額定控制電容器容量至40kvar的低壓網(wǎng)絡(luò)中，專用于接通和分?jǐn)酂o功功率補償電容器，并能抑制接通電容器瞬間產(chǎn)生的涌流，特別適用于帶有微機控制的無功功率自動補償電容器柜。 4.2.4 繼電器的用法說明 繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自

16、動控制電器。與接觸器的不同之處為它主要用在弱電的控制中，在本次設(shè)計中繼電器的適用電壓為24V。對于繼電器的用法說明如下：繼電器有16個接線端，編號14，15 分別為+，-信號的輸入，輸出端。1，9；2，10；3，11；0，12；分別為常閉觸點接線端。5，9；6，10；7，11；8，4；分別為常閉觸點接線端。因此可以按照以上接線點的說明接線。 4.3 電氣控制箱的設(shè)計說明 本次設(shè)計中電氣控制箱選擇上海臺朋自動化設(shè)備有限公司的ESNTO(恩斯托)系列密封機箱，其特點主要有：防塵、防水、防爆、耐酸、耐堿、外型美觀、品質(zhì)穩(wěn)定、完全絕緣不導(dǎo)電、抗撞擊不變形等。在本次設(shè)計中的控制箱尺寸為200*500

17、*300mm。而臺朋公司的設(shè)計產(chǎn)品尺寸規(guī)格是從53*53*36mm到400*600*300mm的范圍。本設(shè)計正好在它所提供的范圍之內(nèi)。而且臺朋公司的控制箱可以任意加工開孔，可以按照要求的尺寸做出來。 圖4-3 電氣控制箱正、反面圖 第五章 PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 5.1主電路設(shè)計 圖5-1 PLC電氣控制電路系統(tǒng)主電路 5.2 PLC外部控制電路設(shè)計 圖5-2 PLC外部控制電路 5

18、.3 控制程序的編寫 1 LD M8002 45 ANI X12 2 SET S0 46 AND X12 3 STL S0 47 SET S20 4 LDI X25 48 SET S15 5 AND X1 49 AND X12 6 AND X0 50 SET S20 7 SET S10 51 ANI X10 8 ANI X1 52 SET S19 9 SET S21 53 STL S15 10 LD X25 54 O

19、UT Y6 11 SET S30 55 OUT Y14 12 STL S10 56 LDI X24 13 OUT T0 57 SET S16 14 K10 58 STL S16 15 LD T0 59 OUT Y1 16 AND X22 60 OUT Y12 17 AND X16 61 LD X16 18 AND X4 62 AND X17 19 SET S11 63 AND X3 20 ANI X4 64 SET S17 21

20、 SET S10 65 ANI X3 22 STL S11 66 SET S16 23 OUT Y0 67 STL S17 24 OUT Y11 68 LDI X17 25 LDI X16 69 ANI X22 26 ANI X22 70 AND X21 27 AND X20 71 AND X2 28 AND X5 72 SET S18 29 SET S12 73 ANI X2 30 ANI X5 74 SET S17 31 SET

21、S11 75 STL S18 32 STL S12 76 OUT Y3 33 OUT Y2 77 SET S23 34 LDI X20 78 STL S19 35 SET S13 79 OUT T2 36 STL S13 80 K40 37 OUT T1 81 LDI T2 38 K10 82 SET S14 39 LD T1 83 LD T2 40 SET S14 84 SET S20 41 STL S14 85 STL

22、 S20 42 OUT Y6 86 OUT Y5 43 LD X24 87 OUT Y10 44 AND X10 88 SET S30 89 STL S21 121 LDI X11 90 OUT Y1 122 SET S27 91 LD X17 123 LD X11 92 AND X22 124 SET S29 93 AND X4 125 STL S27 94 SET S22 126 OUT Y5 95 ANI X4 127 LDI X

23、23 96 SET S21 128 SET S10 97 STL S22 129 STL S28 98 OUT Y3 130 OUT T3 99 LD X21 131 K40 100 AND X3 132 SET S25 101 SET S23 133 LD T3 102 ANI X3 134 SET S29 103 SET S23 135 STL S29 104 STL S23 136 OUT Y4 105 OUT Y3 137 OU

24、T Y10 106 SET S24 138 STL S30 107 STL S24 139 LD X26 108 OUT Y7 140 OUT Y0 109 LD X0 141 OUT Y11 110 SET S25 142 LD X27 111 STL S25 143 OUT YI 112 OUT Y5 144 OUT Y12 113 OUT Y13 145 LD X28 114 LD X23 146 OUT Y5 115 AND X1

25、 147 OUT Y13 116 SET S26 148 LD X29 117 ANI X1 149 OUT Y6 118 SET S28 150 OUT Y14 119 STL S26 151 OUT S0 120 OUT Y5 圖5-3 控制流程圖 在設(shè)計PLC外部電路中，考慮了在PLC的外部組成緊急停止電路，控制電機正、反轉(zhuǎn)動作同時進行的聯(lián)鎖電路、上下限定位聯(lián)鎖電路，以備出現(xiàn)外部電源異常、PLC故障等情況。設(shè)置外部安全電路可防止誤動作、誤輸出引發(fā)的事故。在本系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計中，考慮了許

26、多聯(lián)鎖功能，如提升電機M1的快速提升KM1和快速下降KM2之間的電氣互鎖，提升電機M1的慢速提升KM3、慢速下降KM4和快慢速選擇KM5之間的電氣互鎖以及與極限位置開關(guān)SL3、SL8之間的電氣互鎖等，確保了系統(tǒng)的安全性。 在PLC的電氣控制設(shè)計中，還充分考慮了運行狀態(tài)指示和故障報警處理部分，使工作狀態(tài)明確、運行可靠性提高。 第六章 關(guān)于線路的安全問題說明 本次線路采用三相五線制供電，380V交流電壓，頻率50HZ。 在選擇線路時，安全問題是最重要的，也是需要首先考慮的問題 電灼傷時主要造成人體外部損傷，它是由電弧的高溫或高頻電流流過人體產(chǎn)生的熱量所致，嚴(yán)重灼傷可造成殘廢。低壓大電流

27、斷開或線路有短路時拉閘都會發(fā)生拉弧傷人。一般對人體安全電壓為36V，所以在弱電控制強電的過程中控制部分采用24V電壓是對人體沒有傷害的電壓。 在電氣控制線路中采用熔斷器進行短路保護，低壓斷路器進行低壓保護，但不能用熱繼電器進行過載保護，因為熱繼電器不能用于啟停六十次/小時的情況。 總結(jié) 2個月過的很快，一會就過了，此時的我比較矛盾，一方面緊張將面臨最嚴(yán)厲的畢業(yè)答辯，到目前為止，我依舊沒有太多的把握，只能全力以赴；另一方面對答辯充滿好奇的同時，我又有那么一點點的興奮，興奮的是，三年的大學(xué)生活，即將結(jié)束，更廣闊的天空等著我們。

28、 由于基礎(chǔ)薄弱，設(shè)計起來很困難，剛拿到課題時找資料是第一大難關(guān)，那時腦子里一片紊亂，無從下手，挑了好多的書，但總是無法把那些片段串聯(lián)成一個方案，后來通過俞老師和同學(xué)的幫忙，漸漸有了頭緒，確定了方案，正式著手設(shè)計。設(shè)計時拿起了放下已久的書，參考書本編程，經(jīng)過兩個月的摸索和學(xué)習(xí)，把原本不清楚的東西都基本弄清楚，在這期間走過彎路，迷茫過，不知所措，經(jīng)過指導(dǎo)老師俞老師細心的講解加上自己的努力終于完成了設(shè)計。 這次畢業(yè)設(shè)計對我以前學(xué)過的理論知識起到了很好的回顧作用，以前在校學(xué)習(xí)時不夠清楚如何應(yīng)用所學(xué)知識，對所學(xué)的課程比較迷茫。開始我們每學(xué)期都會有一些各個科目的課程設(shè)計，但都是以小組的形式去做的，這次的

29、畢業(yè)設(shè)計就有所不同，它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設(shè)計的突破口，經(jīng)過一個月的努力，這次課程設(shè)計的各個主要環(huán)節(jié)都已經(jīng)出爐了！從電氣圖的繪制到編程的敲入，從梯形圖的出爐到指令表的編寫，我都會自己動手動腦，自己找出各個需要的元件的信息，通過這次的設(shè)計我想我自己應(yīng)該從中得到很多益處的。但現(xiàn)在通過畢業(yè)設(shè)計，讓我很好的運用了模擬電路、工廠設(shè)備、PLC方面的知識，對其加以進一步的消化和鞏固。 在本次設(shè)計,我學(xué)會了如何運用弱電控制強電，避免了人體直接與強電接觸的可能，大大提高了人身的安全。也進一步了解了PLC的一般編程的步驟.也感覺到合作的重要性，這對我以后的工作上有很大的幫助的。不管做什么都要一

30、步一步的仔細的做下了。 本次課程設(shè)計培養(yǎng)了自己動手和動腦能力，為將來工作奠定了基礎(chǔ)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計的完成，使我對以前的知識得到了鞏固和復(fù)習(xí)，同樣也提高了我的計算機的使用能力，更增加了進一步的求學(xué)欲望?？傊?jīng)過完成畢業(yè)設(shè)計使我收益非淺。 本次電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中提升機設(shè)計是用24V的弱電通過三菱FX2N-48MR型PLC對380V的強電進行控制。圖紙中可以看出詳細的情況。 在程序圖中所要達到的控制要求基礎(chǔ)上，在外圍硬件設(shè)置中對提升機進行行程開關(guān)控制，在每個出口處安裝了光電傳感器對系統(tǒng)進行保護，當(dāng)有外來非產(chǎn)品的干擾時系統(tǒng)會停止運行。提升機的入口處設(shè)氣動擋銷,在提升機的出口處設(shè)置有部件檢測,

31、當(dāng)有部件進入提升機或提升機出口有部件時,氣動擋銷頂起,阻擋后續(xù)部件進入提升機。 提升機上升和下降的過程中分別有極限傳感器和減速傳感器，配合YDEJ型三相異步變極雙速電磁制動電動機，可以使系統(tǒng)很穩(wěn)定地運行。由于實際運行過程中會有很多未考慮的因素，系統(tǒng)運行難免有不足之處，需要在運行過程中不斷調(diào)試，不斷改進以達到預(yù)期的效果。 致謝 在此次提升機的畢業(yè)設(shè)計中，通過對提升機的分析，對其進行了許多改進，解決了一些關(guān)鍵技術(shù)難點：1.提升機控制流程圖設(shè)計；2.PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計；3.PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)

32、計。在設(shè)計過程中我遇到了很多的難題，在指導(dǎo)老師俞老師不遺余力的幫助指導(dǎo)下我順利完成了這些設(shè)計。使我把所學(xué)知識進行了一次系統(tǒng)性的使用，通過這一課題的實施可以使我們把所學(xué)知識學(xué)以至用。 俞老師以他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的理論知識為我糾正了設(shè)計中的錯誤，為我解答了設(shè)計中的疑問，為我的說明書的編寫提出了許多寶貴性的意見，付出了很多心血。而我始終感覺到俞老師那種誨人不倦的高風(fēng)亮節(jié)，這將在我遇到困難的時候永遠激勵著我。另外，俞老師定期檢查設(shè)計完成情況，確保了質(zhì)量和進度。在此，我感謝俞老師在這次畢業(yè)設(shè)計中予以我的極大幫助。 最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指正！

33、 參 考 文 獻 1. 《FX2N系列微型可編程控制器使用手冊》，MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION,1999.11 2. 《電氣傳動自動化技術(shù)手冊》,天津電氣傳動技術(shù)研究所編著,機械工業(yè)出版社,1992.9 3.《電工速查速算手冊》,金代中主編,機械工業(yè)出版社 4.《低壓電器及電控、電配設(shè)備選用手冊》,機械工業(yè)出版社 5.《傳感技術(shù)及其應(yīng)用》,謝文和主編,高等教育出版社 6.《機電傳動控制》,鄧星鐘主編,華中科技大學(xué)出版社 7.《電器控制與PLC教程》,張凱主編,東南大學(xué)出版社 8. 9． %C8%B9%FD%D4%D8%BC%CC%B5% 10. 11. 12． ２２