鋼筋切斷機設計,鋼筋,切斷,割斷,設計 畢業(yè)設計答辯洛陽理工學院B11020509黃飛,課題名稱：基于PLC的游樂設備（大擺錘）的控制系統(tǒng)設計,大擺錘的介紹,大擺錘是一種新型的游樂設備，剛剛投入使用還沒有幾年，由于它的占地面積相對較小，可以安裝在游樂場，主題公園和廣場等地方。而且它在工作時大氣磅礴，同時也讓乘客真正體會到驚險刺激，十分吸引人們的興趣，有廣闊的市場前景。游樂設備大擺錘的機械構造如圖1所示，它是由四根支撐桿，橫軸，轉盤，擺桿構其外部輪廓。,大擺錘的機械結構組成,大擺錘這種大型游樂設備是由旋轉和搖擺兩種運動相結合的機械，它工作時就像鐘擺的擺動，當擺桿擺到最底位置時，由于它的擺桿速度最快，在重力和離心力的共同作用下，坐在轉盤上的乘客會有一種超重的感覺，而當大擺錘轉到追高位置時，由于擺桿瞬間速度為零，坐在上面的乘客就會有一種失重的感覺。當大擺錘的擺桿在做在單擺運動時候，擺桿下面的轉盤也同樣在做圓周運動。,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。通過線路將以上元器件連接起來2.軟件組成:PLC程序設計，觸摸屏設計。,PLC的特點,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，編程簡單4.可實現(xiàn)聯(lián)網運行5.擴充方便，組和靈活，可構成各類控制系統(tǒng)6.功能強，性能價格比高8.維修方便，工作量小7.系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少,PLC的硬件構成,PLC的工作過程,PLC的編程語言,1.梯形圖語言2.指令列表編程語言3.功能模塊圖語言4.邏輯圖編程,梯形圖編程是一種采用圖形的方式進行編程的方法，類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，繼電器梯形圖基礎上演變過來的。,變頻器的介紹,變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。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整流器轉換成直流電源，然后再將直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。,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、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雜的各種功能按鈕，與PLC配合使用更加方便控制整個電路的工作，通過PLC程序的編寫和觸摸屏界面的設計，實現(xiàn)從人機界面對大擺錘的控制與監(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)化設計，使得產品在觸摸精度和準度，還有畫面色彩上都符合機器控制的需求。,觸摸屏的介紹,觸摸屏的整個結構由顯示區(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，用于判斷設備故障。電源和通信口均放在觸摸屏的底部，符合設計標準。,觸摸屏結構,觸摸屏的結構原理圖,,觸摸屏連接圖,控制系統(tǒng)的設計原則,控制系統(tǒng)的設計原則,1.流程設計，滿足現(xiàn)場機械設備運行要求，設計前先了解大擺錘各部分有充分的了解，保證設備工作時準確，可靠。2.在保證控制設備工作穩(wěn)定、可靠等要求的前提下，盡可能的讓PLC控制系統(tǒng)設計合理、簡單。還要盡可能節(jié)省工程的成本。3.要考慮機械設備的不斷改進，在控制系統(tǒng)的硬件設計時，應適當留一定的擴展空間。4.PLC控制系統(tǒng)的構成不應該盲目地追求自動化及高指標，應力求簡單。使用、檢修盡可能方便，還要安全可靠。,設計的主要內容,1.計算出電動機的功率，并根據其功率選擇電動機的型號，以及變頻器等元器件的型號；2.根據控制需要盡可能的選擇性價比高的PLC的類型；3.統(tǒng)計PLC控制系統(tǒng)的輸入及輸出點數(shù)并繪制輸入/輸出分配表；4.根據控制系統(tǒng)的設計要求編輯梯形圖；5.進行觸摸屏的界面設計，界面應做到方便用戶操作；6.控制柜有關元件的排列、布線設計，及操作臺的設計；7.PLC控制系統(tǒng)的程序編寫使用所明書。,PLC控制系統(tǒng)設計的步驟,游樂設備大擺錘運動方案為：,（1）初始狀態(tài)：音樂、電鈴、座椅、彩燈都處于斷電狀態(tài)。大擺錘的懸臂（擺桿）和轉盤都處于停止狀態(tài)。（2）啟動狀態(tài)：啟動時為了保證乘客的安全，必須先響鈴，30秒后再關閉座椅，然后播放音樂與彩燈。最后懸臂擺動，轉盤轉動。（3）停止操作：如果設備不出故障，啟動10分鐘后停止，停止時應先停止轉盤轉動與擺臂的擺動，使其都處于起始狀態(tài)，即大約1分鐘后再響鈴、關閉彩燈、音樂，并打開座椅。（4）當系統(tǒng)出故障時，要求電動機斷電停轉，擺桿并回到起始位置，機械停穩(wěn)后打開座椅方便游客離開。,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，觸摸屏的設計,I/O點的分配,大擺錘的技術數(shù)據,研究工作進度：,第1–2周：查找資料，翻譯有關技術資料，編寫開題報告。第3–6周：分析游樂設備（大擺錘）的控制系統(tǒng)，進行設計方案的論證、分析和比較工作。第7–9周：確定方案，進行控制系統(tǒng)硬件設計，電動機、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。第12-13周：PLC程序及變頻器的編寫和調試。第14-15周：撰寫設計說明書。第16-17周：準備進行答辯工作。,控制系統(tǒng)接線簡圖：,PLC軟件設計,軟件系統(tǒng)設計的步驟1.了解被控制機械的運動過程及要求；2.通過其運動過程編寫PLC控制邏輯關系圖；3.選擇編程語言與編程工具4.根據邏輯關系圖編程并模擬調試；5.觸摸屏設計，并與PLC程序進行模擬調試；6.現(xiàn)場調試與運行；7.編寫技術文件。,運動流程圖,觸摸屏界面設計,使用SKWorkshop編程軟件在計算機上給觸摸屏進行自定義畫面，然后通過RS-232通信接口將設計的自定義畫面輸送給觸摸屏。觸摸屏與PLC通過RS-422接口進行數(shù)據通信。,設計步驟如下1.新建工程對話框,2.通信設定對話框,3一般參數(shù)設置,4.畫面設計,控制界面的設計,調試界面的設計,現(xiàn)場的調試與運行,應用程序全部寫入PLC后，先不接通現(xiàn)場設備，先運行PLC應用程序進行模擬性的調試，當PLC模擬調試沒有錯誤時，接通外部控制設備，進行現(xiàn)場設備試運行。相反，如果PLC應用程序模擬調試不成功，則先要對PLC應用程序進行修改，直至模擬成功，再進行現(xiàn)場調試。進行現(xiàn)場調試時，按照“先局部后整體”的調試辦法，一步一步對設備調試并運轉，同時對其調試的結果進行登記。,調試界面的設計,調試界面的設計,主要參考文獻：,[1]周軍電氣控制及PLC北京：機械工業(yè)出版社2007[2]張鳳珊電氣控制及可編程控制器北京：中國輕工業(yè)出版社2003[3]齊占慶電氣控制技術北京：機械工業(yè)出版社2002[4]熊幸明電氣控制與PLC北京：機械工業(yè)出版社2011[5]李寧電氣控制與PLC應用技術北京：北京理工大學出版社2011[6]龔仲華交流伺服與變頻器應用技術北京：機械工業(yè)出版社2012[7]殷國富SolidWorks二次開發(fā)技術實例精解北京：機械工業(yè)出版社2007[8]王益全電動機原理與實用技術北京：科學出版社2005[9]李志民同步電動機調速系統(tǒng)北京：機械工業(yè)出版社1995[10][日]海老原大樹電動機技術實用手冊辭學出版社2006,謝謝！,