鋼筋切斷機(jī)設(shè)計(jì),鋼筋,切斷,割斷,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯洛陽(yáng)理工學(xué)院B11020509黃飛,課題名稱(chēng)：基于PLC的游樂(lè)設(shè)備（大擺錘）的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),大擺錘的介紹,大擺錘是一種新型的游樂(lè)設(shè)備，剛剛投入使用還沒(méi)有幾年，由于它的占地面積相對(duì)較小，可以安裝在游樂(lè)場(chǎng)，主題公園和廣場(chǎng)等地方。而且它在工作時(shí)大氣磅礴，同時(shí)也讓乘客真正體會(huì)到驚險(xiǎn)刺激，十分吸引人們的興趣，有廣闊的市場(chǎng)前景。游樂(lè)設(shè)備大擺錘的機(jī)械構(gòu)造如圖1所示，它是由四根支撐桿，橫軸，轉(zhuǎn)盤(pán)，擺桿構(gòu)其外部輪廓。,大擺錘的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成,大擺錘這種大型游樂(lè)設(shè)備是由旋轉(zhuǎn)和搖擺兩種運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的機(jī)械，它工作時(shí)就像鐘擺的擺動(dòng)，當(dāng)擺桿擺到最底位置時(shí)，由于它的擺桿速度最快，在重力和離心力的共同作用下，坐在轉(zhuǎn)盤(pán)上的乘客會(huì)有一種超重的感覺(jué)，而當(dāng)大擺錘轉(zhuǎn)到追高位置時(shí)，由于擺桿瞬間速度為零，坐在上面的乘客就會(huì)有一種失重的感覺(jué)。當(dāng)大擺錘的擺桿在做在單擺運(yùn)動(dòng)時(shí)候，擺桿下面的轉(zhuǎn)盤(pán)也同樣在做圓周運(yùn)動(dòng)。,大擺錘的控制部分組成,大擺錘的控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成1.硬件設(shè)備主要包括：PLC、變頻器、觸摸屏、變壓器、交流接觸器、斷路器、熔斷器等。通過(guò)線路將以上元器件連接起來(lái)2.軟件組成:PLC程序設(shè)計(jì)，觸摸屏設(shè)計(jì)。,PLC的特點(diǎn),1.具有很高的工作可靠性及抗干擾能力2.控制程序可變，具有很好的柔性3.使用方便，控制功能豐富，編程簡(jiǎn)單4.可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行5.擴(kuò)充方便，組和靈活，可構(gòu)成各類(lèi)控制系統(tǒng)6.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高8.維修方便，工作量小7.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少,PLC的硬件構(gòu)成,PLC的工作過(guò)程,PLC的編程語(yǔ)言,1.梯形圖語(yǔ)言2.指令列表編程語(yǔ)言3.功能模塊圖語(yǔ)言4.邏輯圖編程,梯形圖編程是一種采用圖形的方式進(jìn)行編程的方法，類(lèi)似于與繼電器控制系統(tǒng)電路圖，可以看做是由繼電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器，繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變過(guò)來(lái)的。,變頻器的介紹,變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作變頻器。變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。,變頻器電路組成,,主電路組成包括整流電路、中間電路、逆變電路組成。,控制電路主要由鍵盤(pán)、顯示板、電源、主控板、外接控制電路等組成,觸摸屏可代操作面板上的復(fù)雜的各種功能按鈕，與PLC配合使用更加方便控制整個(gè)電路的工作，通過(guò)PLC程序的編寫(xiě)和觸摸屏界面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從人機(jī)界面對(duì)大擺錘的控制與監(jiān)控，可以查看各功能模塊的工作狀態(tài)。所以其廣泛的用在工業(yè)各行各業(yè)的控制系統(tǒng)上。采用軟硬件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品在觸摸精度和準(zhǔn)度，還有畫(huà)面色彩上都符合機(jī)器控制的需求。,觸摸屏的介紹,觸摸屏的整個(gè)結(jié)構(gòu)由顯示區(qū)域，指示燈，電源，通信口組成。觸摸屏適合工廠惡劣的環(huán)境使用，前面板配備了指示燈，用于判斷設(shè)備故障。電源和通信口均放在觸摸屏的底部，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。,觸摸屏結(jié)構(gòu),觸摸屏的結(jié)構(gòu)原理圖,,觸摸屏連接圖,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,1.流程設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行要求，設(shè)計(jì)前先了解大擺錘各部分有充分的了解，保證設(shè)備工作時(shí)準(zhǔn)確，可靠。2.在保證控制設(shè)備工作穩(wěn)定、可靠等要求的前提下，盡可能的讓PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單。還要盡可能節(jié)省工程的成本。3.要考慮機(jī)械設(shè)備的不斷改進(jìn)，在控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留一定的擴(kuò)展空間。4.PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成不應(yīng)該盲目地追求自動(dòng)化及高指標(biāo)，應(yīng)力求簡(jiǎn)單。使用、檢修盡可能方便，還要安全可靠。,設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,1.計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的功率，并根據(jù)其功率選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，以及變頻器等元器件的型號(hào)；2.根據(jù)控制需要盡可能的選擇性?xún)r(jià)比高的PLC的類(lèi)型；3.統(tǒng)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的輸入及輸出點(diǎn)數(shù)并繪制輸入/輸出分配表；4.根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求編輯梯形圖；5.進(jìn)行觸摸屏的界面設(shè)計(jì)，界面應(yīng)做到方便用戶(hù)操作；6.控制柜有關(guān)元件的排列、布線設(shè)計(jì)，及操作臺(tái)的設(shè)計(jì)；7.PLC控制系統(tǒng)的程序編寫(xiě)使用所明書(shū)。,PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟,游樂(lè)設(shè)備大擺錘運(yùn)動(dòng)方案為：,（1）初始狀態(tài)：音樂(lè)、電鈴、座椅、彩燈都處于斷電狀態(tài)。大擺錘的懸臂（擺桿）和轉(zhuǎn)盤(pán)都處于停止?fàn)顟B(tài)。（2）啟動(dòng)狀態(tài)：?jiǎn)?dòng)時(shí)為了保證乘客的安全，必須先響鈴，30秒后再關(guān)閉座椅，然后播放音樂(lè)與彩燈。最后懸臂擺動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）停止操作：如果設(shè)備不出故障，啟動(dòng)10分鐘后停止，停止時(shí)應(yīng)先停止轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)與擺臂的擺動(dòng)，使其都處于起始狀態(tài)，即大約1分鐘后再響鈴、關(guān)閉彩燈、音樂(lè)，并打開(kāi)座椅。（4）當(dāng)系統(tǒng)出故障時(shí)，要求電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，擺桿并回到起始位置，機(jī)械停穩(wěn)后打開(kāi)座椅方便游客離開(kāi)。,PLC控制系統(tǒng)組成：,PLC控制系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分組成1.硬件部主要包括：PLC、變頻器、觸摸屏、變壓器、交流接觸器、斷路器、熔斷器等元器件的選型，輸入/輸出模塊的選擇，輸入及輸出設(shè)備的選擇等，及接線等工作。2.軟件部分輸入及輸出接口的分配，RS-485通信接口的分配，梯形圖的編輯，觸摸屏的設(shè)計(jì),I/O點(diǎn)的分配,大擺錘的技術(shù)數(shù)據(jù),研究工作進(jìn)度：,第1–2周：查找資料，翻譯有關(guān)技術(shù)資料，編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第3–6周：分析游樂(lè)設(shè)備（大擺錘）的控制系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的論證、分析和比較工作。第7–9周：確定方案，進(jìn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)、PLC及變頻器選型。第10-11周：流程圖的繪制和通訊協(xié)議編寫(xiě)。第12-13周：PLC程序及變頻器的編寫(xiě)和調(diào)試。第14-15周：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第16-17周：準(zhǔn)備進(jìn)行答辯工作。,控制系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖：,PLC軟件設(shè)計(jì),軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟1.了解被控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及要求；2.通過(guò)其運(yùn)動(dòng)過(guò)程編寫(xiě)PLC控制邏輯關(guān)系圖；3.選擇編程語(yǔ)言與編程工具4.根據(jù)邏輯關(guān)系圖編程并模擬調(diào)試；5.觸摸屏設(shè)計(jì)，并與PLC程序進(jìn)行模擬調(diào)試；6.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與運(yùn)行；7.編寫(xiě)技術(shù)文件。,運(yùn)動(dòng)流程圖,觸摸屏界面設(shè)計(jì),使用SKWorkshop編程軟件在計(jì)算機(jī)上給觸摸屏進(jìn)行自定義畫(huà)面，然后通過(guò)RS-232通信接口將設(shè)計(jì)的自定義畫(huà)面輸送給觸摸屏。觸摸屏與PLC通過(guò)RS-422接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。,設(shè)計(jì)步驟如下1.新建工程對(duì)話框,2.通信設(shè)定對(duì)話框,3一般參數(shù)設(shè)置,4.畫(huà)面設(shè)計(jì),控制界面的設(shè)計(jì),調(diào)試界面的設(shè)計(jì),現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試與運(yùn)行,應(yīng)用程序全部寫(xiě)入PLC后，先不接通現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，先運(yùn)行PLC應(yīng)用程序進(jìn)行模擬性的調(diào)試，當(dāng)PLC模擬調(diào)試沒(méi)有錯(cuò)誤時(shí)，接通外部控制設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備試運(yùn)行。相反，如果PLC應(yīng)用程序模擬調(diào)試不成功，則先要對(duì)PLC應(yīng)用程序進(jìn)行修改，直至模擬成功，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，按照“先局部后整體”的調(diào)試辦法，一步一步對(duì)設(shè)備調(diào)試并運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)其調(diào)試的結(jié)果進(jìn)行登記。,調(diào)試界面的設(shè)計(jì),調(diào)試界面的設(shè)計(jì),主要參考文獻(xiàn)：,[1]周軍電氣控制及PLC北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007[2]張鳳珊電氣控制及可編程控制器北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社2003[3]齊占慶電氣控制技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2002[4]熊幸明電氣控制與PLC北京：機(jī)械工業(yè)出版社2011[5]李寧電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)北京：北京理工大學(xué)出版社2011[6]龔仲華交流伺服與變頻器應(yīng)用技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2012[7]殷國(guó)富SolidWorks二次開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)例精解北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007[8]王益全電動(dòng)機(jī)原理與實(shí)用技術(shù)北京：科學(xué)出版社2005[9]李志民同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)北京：機(jī)械工業(yè)出版社1995[10][日]海老原大樹(shù)電動(dòng)機(jī)技術(shù)實(shí)用手冊(cè)辭學(xué)出版社2006,謝謝！,