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文档简介

学院学院 PLC 自自 动动 化化 生生 产产 线线 设设 计计 PLCPLC 自动化生产线设计自动化生产线设计 摘摘 要要 自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性 综合性主要涉及机械技术 微电 子技术 电工电子技术 传感测试技术 接口技术 信息变换技术 网络通信技术等 多种技术有机地结合 并综合应用到生产设备中 而系统性指的是生产线的传感检测 传输与处理 控制 执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作 有机 地融合在一起 本系统完成一个工件的拆卸 分拣工作 模拟一个生产流水线的生产 过程 首先由供料站提供原料 运输站将其送至加工站加工 然后送至装配站进行安 装 最后由分拣站进行分拣 设计以送料 加工 装配 输送 分拣等工作单元作为 自动生产线的整体设计 构成一个典型的自动生产线的机械平台 系统各机构的采用 了气动驱动 变频器驱动和步进 伺服 电机位置控制等技术 系统的控制方式采用 每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务 各 PLC 之间通过 RS485 串行通讯实现互 连的分布式控制方式 所以 本设计综合应用了多种技术知识 如气动控制技术 机 械技术 机械传动 机械连接等 传感器应用技术 PLCPLC 控制和组网 步进电机位置 控制和变频器技术等 关键字关键字 网络 组态 自动化 PLC 电机 目目 录录 摘摘 要要 I 一一 概概 述述 1 二二 自动生产线的组成及基本功能自动生产线的组成及基本功能 2 2 1 基本组成 2 2 2 基本功能 3 三三 电气控制电气控制 4 3 1 接线端子及主令部件 4 3 1 2 控制系统 5 3 2 能源部 6 3 2 1 供电电源 6 3 2 2 气源处理装置 7 3 2 RS485 总线的电气连接 8 3 2 1 安装和连接N N 通信网络 8 四四 加工单元控制系统加工单元控制系统 8 4 1 供料单元的 PLC 工作任务 9 4 2 加工单元的结构和工作过程 9 4 3 加工单元 PLC 工作任务 10 4 4 PLC 的 I O 分配及系统安装接线 10 4 5 加工单元气动控制回路 12 总总 结结 15 致致 谢谢 15 参考文献参考文献 16 附录附录 1 加工单元电气原理图及程序加工单元电气原理图及程序 17 一一 概概 述述 二十世纪以来 为了实现自动化 人们研究和制造了成千上万种自动控制系统 极大地推动了生产劳动 社会服务 军事工程和科学研究等活动 随着自动化技术的 发展 这是机械化 电气化和自动控制相结合的结果 处理的对象是离散工件 早期 的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线 20 世 纪 60 年代以后 由于电子计算机的应用 出现了数控机床 加工中心 机器人 计 算机辅助设计 计算机辅助制造 自动化仓库等 研制出适应多品种 小批量生产型 式的柔性制造系统 FMS 以柔性制造系统为基础的自动化车间 加上信息管理 生产设备自动化 出现了采用计算机集成制造系统 CIMS 的工厂自动化 FA 现代生产和科学技术的发展 对自动化技术提出越来越高的要求 同时也为自动 化技术的革新提供了必要条件 70 年代以来 自动化开始向复杂的系统控制和高级的 智能控制发展 并广泛地应用到国防 科学研究和经济等各个领域 实现更大规模的 自动化 例如大型企业的综合自动化系统 全国铁路自动调度系统 国家电力网自动 调度系统 空中交通管制系统 城市交通控制系统 自动化指挥系统 国民经济管理 系统等 自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展 如医疗自动化 人口控制 经济管理自动化等 自动化将在更大程度上模仿人的智能 机器人已在工业生产 海 洋开发和宇宙探测等领域得到应用 专家系统在医疗诊断 地质勘探等方面取得显著 效果 工厂自动化 办公自动化 家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要 内容 并得到迅速发展 本系统模拟一个生产流水线的生产过程 完成一个工件的拆卸 分拣工作 首先 由供料站提供原料 运输站将其送至加工站加工 然后送至装配站进行安装 最后由 分拣站进行分拣 整个过程要充分考虑生产过程中所出现的情况 对各种生产要求进 行处理 系统分成五个操作站 供料站 安装站 加工站 运输站 分拣站 整个系 统基于三菱 PLC 的 N N 网络 包括变频控制 伺服控制等 是各种电气控制的综合 应用 本课题由我和朱廷同学共同完成 在项目实施过程中 朱廷同学主要负责程序 的编制 我主要负责机械部分的安装 电气原理图和气路的设计和连接 变频器和伺 服放大器的参数设置 二二 自动生产线自动生产线的组成的组成及基本功能及基本功能 2 12 1 基本组成基本组成 自动生产线由安装在铝合金导轨式台面上的供料单元 加工单元 装配单元 输 送单元和分拣单元 5 个单元组成 其外观如图 2 1 所示 图图 2 1 自动生产线外观图自动生产线外观图 其中 每一工作单元都可自成一个独立的系统 同时也都是一个机电一体化的系统 各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主 但输送单元的机械手装置整体运动 则采取步进电机驱动 精密定位的位置控制 该驱动系统具有长行程 多定位点的特 点 是一个典型的一维位置控制系统 分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱 动三相异步电动机的交流传动装置 位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为 广泛的电气控制技术 设计中应用了多种类型的传感器 分别用于判断物体的运动位置 物体通过的状 态 物体的颜色及材质等 2 22 2 基本功能基本功能 各工作单元在台面上的分布如图 2 2 的俯视图所示 图图 2 22 2 自动生产线设备俯视图自动生产线设备俯视图 560 310430 350 2 加工单元的基本功能 把该单元物料台上的工件 工件由输送单元的抓取机械 手装置送来 送到冲压机构下面 完成一次冲压加工动作 然后再送回到物料台上 待输送单元的抓取机械手装置取出 如图 2 4 所示为加工单元实物的全貌 三三 电气控制电气控制 3 1 接线端子及主令部件接线端子及主令部件 3 1 13 1 1 接线端子接线端子 本次任务的设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分 离 每一工作单元机械装置整体安装在底板上 而控制工作单元生产过程的 PLCPLC 装置 则安装在工作台两侧的抽屉板上 因此 工作单元机械装置与 PLCPLC 装置之间的信息交 换是一个关键的问题 解决方案是 机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到 装置侧的接线端口上 PLCPLC 的 I OI O 引出线则连接到 PLC 侧的接线端口上 两个接线端 口间通过多芯信号电缆互连 图 3 1 和图 3 2 分别是装置侧的接线端口和 PLC 侧的接 线端口 装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构 上层端子用以连接 DC24V 电源 的 24V 端 底层端子用以连接 DC24V 电源的 0V 端 中间层端子用以连接各信号线 PLCPLC 侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构 上层端子用以连接各信号线 其 端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应 底层端子用以连接 DC24V 电源的 24V 端和 0V 端 装置侧的接线端口和 PLCPLC 侧的接线端口之间通过专用电缆连结 其中 25 针接头 电缆连接 PLC 的输入信号 15 针接头电缆连接 PLC 的输出信号 3 1 2 控制系统控制系统 任务每一工作单元都可自成一个独立的系统 同时也可以通过网络互连构成一个 分布式的控制系统 1 当工作单元自成一个独立的系统时 其设备运行的主令信号以及运行过程中 的状态显示信号 来源于该工作单元按钮指示灯模块 按钮指示灯模块如图 3 3 所示 图图 3 13 1 装置侧接线端口装置侧接线端口 图图 3 23 2 PLCPLC 侧接线端口侧接线端口 模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上 图图 3 33 3 按钮指示灯模块按钮指示灯模块 模块盒上器件包括 指示灯 24VDC 黄色 HL1 绿色 HL2 红色 HL3 各一只 主令器件 绿色常开按钮 SB1 一只 红色常开按钮 SB2 一只 选择开关 SA 一对转换触点 急停按钮 QS 一个常闭触点 2 当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时 对于采用三菱 FX 系列 PLC 的设备 各工作站 PLCPLC 配置如下 1 加工单元 FX2N 32MR 主单元 共 16 点输入 16 点继电器输出 3 2 能源部能源部 3 2 1 供电电源供电电源 外部供电电源为三相五线制 AC 380V 220V 图 3 4 为供电电源模块一次回路原理 图 图中 总电源开关选用 DZ47LE 32 C32 型三相四线漏电开关 系统各主要负载通 过自动开关单独供电 其中 变频器电源通过 DZ47C16 3P 三相自动开关供电 各工 作站 PLC 均采用 DZ47C5 2P 单相自动开关供电 此外 系统配置 4 台 DC24V6A 开关稳 压电源分别用作供料 加工和分拣单元 及输送单元的直流电源 图图 3 43 4 供电电源模块一次回路原理图供电电源模块一次回路原理图 图图 3 53 5 配电箱设备安装图配电箱设备安装图 3 2 2 气源处理装置气源处理装置 本次任务的气源处理组件及其回路原理图分别如图 3 6 所示 气源处理组件是气 动控制系统中的基本组成器件 它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水 调 节并保持恒定的工作压力 在使用时 应注意经常检查过滤器中凝结水的水位 在超 过最高标线以前 必须排放 以免被重新吸入 气源处理组件的气路入口处安装一个 快速气路开关 用于启 闭气源 当把气路开关向左拔出时 气路接通气源 反之把 气路开关向右推入时气路关闭 图图 3 63 6 气源处理组件气源处理组件 气源处理组件输入气源来自空气压缩机 所提供的压力为 0 6 1 0MPa 输出压 力为 0 0 8MPa 可调 输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元 3 2 RS485 总线的电气连接总线的电气连接 3 2 1 安装和连接安装和连接 N N 通信网络通信网络 网络安装前 应断开电源 各站 PLCPLC 应插上 485 BD485 BD 通信板 它的 LEDLED 显示 端 子排列如图 3 7 所示 图图 3 73 7 485 BD485 BD 板显示板显示 端子排列端子排列 在 N N N N 链接网络 各站点间用屏蔽双绞线相连 如图 3 8 所示 接线时须注意终 端站要接上 110 欧姆的终端电阻 485BD 板附件 图图 3 8 PLC 链接网络连接链接网络连接 四四 加工单元控制系统加工单元控制系统 4 1 供料单元的供料单元的 PLC 工作任务工作任务 本章节只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况 单元工作的主令信号和工作 状态显示信号来自 PLCPLC 旁边的按钮 指示灯模块 并且 按钮 指示灯模块上的工作方 式选择开关 SASA 应置于 单站方式 位置 具体的控制要求为 设备上电和气源接通后 若工作单元的两个气缸均处于缩回位置 且料仓内有 足够的待加工工件 则 正常工作 指示灯 HL1HL1 常亮 表示设备准备好 否则 该指 示灯以 1Hz 频率闪烁 若设备准备好 按下启动按钮 工作单元启动 设备运行 指示灯 HL2HL2 常亮 启动后 若出料台上没有工件 则应把工件推到出料台上 出料台上的工件被人工取 出后 若没有停止信号 则进行下一次推出工件操作 若在运行中按下停止按钮 则在完成本工作周期任务后 各工作单元停止工作 HL2HL2 指示灯熄灭 若在运行中料仓内工件不足 则工作单元继续工作 但 正常工作 指示灯 HL1HL1 以 1Hz 的频率闪烁 设备运行 指示灯 HL2HL2 保持常亮 若料仓内没有工件 则 HL1HL1 指示灯和 HL2HL2 指示灯均以 2Hz 频率闪烁 工作站在完成本周期任务后停止 除非 向料仓补充足够的工件 工作站不能再启动 4 2 加工单元的结构加工单元的结构和工作过程和工作过程 加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方 完成对工件的冲压加工 然后把加工好的工件重新送回物料台的过程 加工单元装置侧主要结构组成为 加工台及滑动机构 加工 冲压 机构 电磁 阀组 接线端口 底板等 其中 该单元机械结构总成如图 4 2 所示 图图 4 24 2 加工单元机械结构总成加工单元机械结构总成 4 3 加工单元加工单元 PLC 工作任务工作任务 加工单元作为独立设备运行时的情况 按钮 指示灯模块上的工作方式选择开关应 置于 单站方式 位置 具体的控制要求为 1 初始状态 设备上电和气源接通后 滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置 加工 台气动手爪松开的状态 冲压气缸处于缩回位置 急停按钮没有按下 若设备在上述初始状态 则 正常工作 指示灯 HL1HL1 常亮 表示设备准备好 否 则 该指示灯以 1Hz 频率闪烁 2 若设备准备好 按下启动按钮 设备启动 设备运行 指示灯 HL2HL2 常亮 当 待加工工件送到加工台上并被检出后 设备执行将工件夹紧 送往加工区域冲压 完 成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序 如果没有停止信号输入 当再有待加工 工件送到加工台上时 加工单元又开始下一周期工作 3 在工作过程中 若按下停止按钮 加工单元在完成本周期的动作后停止工作 HL2HL2 指示灯熄灭 4 4 PLC 的的 I O 分配及系统安装接线分配及系统安装接线 1 供料加工单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线安排如表 4 1 所 示 表表 4 14 1 供料加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配供料加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配 输入端口中间层输出端口中间层 端子口端子口设备符号信号线端子号端子号设备符号设备符号信号线 1 1SC5 加工台物料检测 1 11Y1Y 顶料电磁阀 2 23B1 工件夹紧检测 2 22Y2Y 推料电磁阀 3 34B1 加工台伸出到位 3 33Y3Y 夹紧电磁阀 4 44B2 加工台缩回到位 4 44Y4Y 伸缩电磁阀 5 55B1 加工压头上限 5 55Y5Y 冲压电磁阀 6 65B2 加工压头下限 2 根据工作单元装置的 I O 信号分配 表 4 1 和工作任务的要求 供料单元 PLC 选用 FX2N 32MR 主单元 共 16 点输入和 16 点继电器输出 同时选用三菱 FX2N 8ER 扩展模块 共 4 点输入和 4 点继电器输出 PLC 的 I O 信号分配如表 4 2 所示 接线原理图则见附录 1 4 5 加工单元气动控制回路加工单元气动控制回路 供料单元气动控制回路的工作原理如图 4 3 所示 图中 1A 和 2A 分别为推料气缸和顶料气缸 1B1 和 1B2 为安装在推料缸的两个极限 工作位置的磁感应接近开关 2B1 和 2B2 为安装在推料缸的两个极限 工作位置的磁感应接近开关 1Y1 和 2Y1 分别为控制推料缸和顶料缸 的电磁阀的电磁控制端 通常 这两个气缸的初始位置均设定在缩 回状态 图图 4 3 供料单元气动控制回路工作原理图供料单元气动控制回路工作原理图 加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀 各电磁阀均带有手动换向和加锁钮 它们集中安装成阀组固定在冲 压支撑架后面 气动控制回路的工作原理如图 4 4 所示 1B1 和 1B2 为安装在冲 压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关 2B1 和 2B2 为安装在 加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关 3B1 为安装 在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关 1Y1 2Y1 和 3Y1 分别为控 制冲压气缸 加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端 图图 4 44 4 加工单元气动控制回路工作原理图加工单元气动控制回路工作原理图 在气动控制回路中 驱动摆动气缸和气动手指气缸的电磁阀采用的是二位五通双 电控电磁阀 电磁阀外形如图 7 8 所示 双电控电磁阀与单电控电磁阀的区别在于 对于单电控电磁阀 在无电控信号时 阀芯在弹簧力的作用下会被复位 而对于双电控电磁阀 在两端都无电控信号时 阀 芯的位置是取决于前一个电控信号 图图 7 87 8 双电控气阀示意图双电控气阀示意图 总总 结结 通过本次的学习让我的学习能力有了很大的提高 在任务设计中让我对自动化生 产线有所了解 一方面自动化生产线包括诸多方面的知识如 机械技术 电工电子技 术 传感测试技术 接口技术 信息变换技术等多种技术有机地结合 并综合应用到 生产设备中 另一方面对于模拟的一个自动化生产线的工作流程有个基本概念 一个 自动化生产线的基本组成部分有传感检测 传输与处理 控制 执行与驱动等机构在 微处理单元的控制下协调有序地工作 有机地把这些独立部分融合在一起 在这次设 计中应用 PLC 技术 它是一门实践性很强的专业课程 PLC 编程控制器技术在当今社 会发展异常迅速 各生产厂家也推出了许多强大的新型 PLC 各种特殊模块和通信联 网器件 使可编程控制器成为集微机技术 自动化技术 通信技术于一体的通用工业 控制装置 成为实现工业自动化的一种强有力的工具 经过这次设计我学到很多很多 的的东西 不仅巩固了以前所学过的知识 而且通过这次课程设计使我运用了课堂上 的理论与实际相结合重要性 既要从理论中分析问题 又要从实际中解决问题发现才 是根本 所以把所学的理论知识与实践相结合起来 才能真正的学学以至用 参考文献参考文献 1 吕景泉 可编程序控制器及其应用 M 北京 机械工业出版社 2001 2 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 MCGS嵌入式用户手册 Z 北京 北京昆仑 通态自动化软件科技有限公司 2000 3 杨长能 张光毅 可编程序控制器基础及其应用 M 重庆大学出版社 1992 4 廖常初 PLC编程及应用 M 北京 机械工业出版社 2005 5 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司 MCGS用户指南 Z 北京 北京昆仑通态自 动化软件科技有限公司 2005 6 江正战 串行通信接口标准RS 423 422 485及其应用 J 电子技术应用 1994 7 蔡红斌 电气与 PLC 控制技术 M 北京 清华大学出版社 2007 8 范永胜 王岷主编 电气控制与 PLC 应用 M 北京 中国电力出版社 2004 9 陈立定 电气控制与可编程控制器 M 北京 高等教育出版社 2002 10 高勤 电气及 PLC 控制技术 M 北京 高等教育出版社 2002 11 许翏 王淑英 电气控制与 PLC 应用 M 北京 机械工业出版社 2005 12 钟肇新 彭侃 可编程控制器原理及应用 M 北京 华南理工大学出版社出版 2000 13 常晓玲 电气控制系统与可编程控制器 M 北京 机械工业出版社 2004 14 张万忠 可编程控制器应用技术 M 北京 化学工业出版社 2005 15 王也仿 可编程控制器应用技术 M 北京 机械工业出版社 2006 16 赵继文 传感器与应用电路设计 M 北京 科学出版社 2002 17 范晶彦 传感器与检测技术应用 M 北京 机械工业出版社 2005 18 宋文绪 杨帆 自动检测技术 M 北京 高等教育出版社 2000 19 杨清梅 孙建民 传感器与测试技术 M 哈尔滨 哈尔滨工程大学出版社 2005 20 金发庆 传感器技术与应用 第二版 M 北京 机械工业出版社 2006 21 武昌俊 自动检测技术及应用 M 北京 机械工业出版社 2005 22 成圣林 侯成晶 图解传感器技术及应用电路 M 北京 中国电力出版社 2009 附录附录 1 1 加工单元电气原理图加工单元电气原理图及程序及程序 二 二 运料小车控制系统 1 1 掌握运料小车控制系统的基本原理和实际应用 掌握运料小车控制系统的基本原理和实际应用 2 2 掌握运料小车控制系统中变频器的参数设置及控制方法 掌握运料小车控制系统中变频器的参数设置及控制方法 3 3 掌握运料小车控制系统中掌握运料小车控制系统中 PLCPLC 和变频器结合使用的方法 和变频器结合使用的方法 基础知识基础知识 随着社会的发展 技术的不断改革 工业生产的自动化程度及性能都得到了大幅随着社会的发展 技术的不断改革 工业生产的自动化程度及性能都得到了大幅 提高提高 由于变频器不仅可以改变转速 而且在启动 停止时减少了对设备的冲击 相由于变频器不仅可以改变转速 而且在启动 停止时减少了对设备的冲击 相 对稳定了生产 对稳定了生产 小车运料采用小车运料采用 PLCPLC 和变频器配合 提高了生产线的自动控制性能和稳定程度 并和变频器配合 提高了生产线的自动控制性能和稳定程度 并 且设备的安全性能都得到了进一步提升 从而提高了生产效率和设备的使用寿命 且设备的安全性能都得到了进一步提升 从而提高了生产效率和设备的使用寿命 实战演练实战演练 一 训练内容一 训练内容 用用PLCPLC和变频器组合对生产线中的小车自动运行进行控制 控制内容为 和变频器组合对生产线中的小车自动运行进行控制 控制内容为 1 1 任务 任务 1 1 某车间有 某车间有5 5个工位 小车在个工位 小车在5 5个工位之间往返运行送料 当小车所停工位号小于个工位之间往返运行送料 当小车所停工位号小于 呼叫号时 小车右行至呼叫号处停车 呼叫号时 小车右行至呼叫号处停车 2 2 小车所停工位号大于呼叫号时 小车左行至呼叫号处停车 小车所停工位号大于呼叫号时 小车左行至呼叫号处停车 3 3 小车所停工位号等于呼叫号时 小车原地不动 小车所停工位号等于呼叫号时 小车原地不动 4 4 小车启动加速时间 减速时间可根据实际情况自定 小车启动加速时间 减速时间可根据实际情况自定 5 5 小车具有正 反转及高 低两种运行速度运行功能 高速运行在 小车具有正 反转及高 低两种运行速度运行功能 高速运行在50HZ50HZ 低速运 低速运 行在行在30HZ30HZ 6 6 具有小车行走工位的七段数码管显示 小车工位示意图如图 具有小车行走工位的七段数码管显示 小车工位示意图如图3 3 5 5 5 5所示 所示 图图 3 3 5 5 5 5 小车运行工位示意图小车运行工位示意图 2 2 结合控制要求进行 结合控制要求进行 PLCPLC 程序的编写及变频器参数的设定 程序的编写及变频器参数的设定 1 1 I 0I 0 分配表 见表分配表 见表 3 3 5 5 1 1 表表 3 3 5 5 1 1 I 0I 0 分配表分配表 输入输入输出输出 名称名称代号代号输入点编输入点编 号号 输出点编输出点编 号号 代号代号名称名称 启停开关启停开关 SA1SA1X0X0Y0Y0 数码管数码管 A A 小车呼叫按小车呼叫按 钮钮 SB1SB1X1X1Y1Y1 数码管数码管 B B 小车呼叫按小车呼叫按 钮钮 SB2SB2X2X2Y2Y2 数码管数码管 C C 小车呼叫按小车呼叫按 钮钮 SB3SB3X3X3Y3Y3 数码管数码管 D D 小车呼叫按小车呼叫按 钮钮 SB4SB4X4X4Y4Y4 数码管数码管 E E 小车呼叫按小车呼叫按 钮钮 SB5SB5X5X5Y5Y5 数码管数码管 F F 低速开关低速开关 SB6SB6X6X6 位置行程开位置行程开 关关 SQ1SQ1X11X11Y6Y6 数码管数码管 G G 位置行程开位置行程开 关关 SQ2SQ2X12X12Y10Y10STFSTF 右行右行 位置行程开位置行程开 关关 SQ3SQ3X13X13Y11Y11STRSTR 左行左行 位置行程开位置行程开 关关 SQ4SQ4X14X14Y12Y12RLRL 低速运行低速运行 位置行程开位置行程开 关关 SQ5SQ5X15X15 2 2 小车运行自动控制电路图的连接如图小车运行自动控制电路图的连接如图 3 3 5 5 2 2 所示 所示 数码显示 直流24 交流380 交流220 变频器 图图 3 3 5 5 2 2 小车运行自动控制接线图小车运行自动控制接线图 4 4 小车运行参考程序如下图 小车运行参考程序如下图 3 3 5 5 3 3 所示 所示 图 3 5 3 小车运行控制程序参考梯形图 5 5 结合实际控制应用及要求 设置变频器的参数 如下表 结合实际控制应用及要求 设置变频器的参数 如下表 3 3 5 5 2 2 所示 所示 表表 3 3 5 5 2 2 小车控制变频器参数设定表小车控制变频器参数设定表 参数代码参数代码功能功能设定数据设定数据 Pr 1Pr 1 上限频率上限频率 50HZ50HZ Pr 2Pr 2 下限频率下限频率 0HZ0HZ Pr 3Pr 3 基准频率基准频率 50HZ50HZ Pr 6Pr 6 多段速频率多段速频率 30HZ30HZ Pr 7Pr 7 加速时间加速时间 2S2S Pr 8Pr 8 减速时间减速时间 1S1S Pr 9Pr 9 电子过流保护电子过流保护 7 48A7 48A Pr 14Pr 14 适用负荷选择适用负荷选择 0 0 Pr 20Pr 20 加减速基准频率加减速基准频率 50HZ50HZ Pr 21Pr 21 加减速时间单位加减速时间单位 0 0 Pr 77Pr 77 参数写入选择参数写入选择 0 0 Pr 78Pr 78 逆转防止选择逆转防止选择 0 0 Pr 79Pr 79 运行模式选择运行模式选择 3 3 Pr 80Pr 80 电动机 容量 电动机 容量 3 7KW3 7KW Pr 81Pr 81 电动机 极数 电动机 极数 4 4 极极 Pr 82Pr 82 电动机励磁电流电动机励磁电流 6 8A6 8A Pr 83Pr 83 电动机额定电压电动机额定电压 380V380V Pr 84Pr 84 电动机额定频率电动机额定频率 50HZ50HZ Pr 178Pr 178 STFSTF 端子功能的选择端子功能的选择 6060 Pr 179Pr 179 STRSTR 端子功能的选择端子功能的选择 6161 Pr 180Pr 180 RLRL 端子功能的选择端子功能的选择 0 0 二 设备 工具和材料准备二 设备 工具和材料准备 工具 工具 电工工具电工工具 1 1 套 电动工具及辅助测量用具等 套 电动工具及辅助测量用具等 仪表 仪表 MFMF 500B500B 型万用表 数字万用表型万用表 数字万用表 DT9202DT9202 50505050 型兆欧型兆欧 表 频率计 测速表各一 表 频率计 测速表各一 器材 器材 三菱三菱 FR A740 3 7K CHTFR A740 3 7K CHT 变频器 电动机变频器 电动机 3 7KW3 7KW 三菱 三菱 PLCPLC 和和编编程程软软件件 各一 其它辅助用按钮 位置开关及交流接触器 导线各一 其它辅助用按钮 位置开关及交流接触器 导线 若干等 若干等 三 操作步骤三 操作步骤 1 1 系统的安装接线及运行调试 系统的安装接线及运行调试 1 1 首先将主 控回路按 首先将主 控回路按 3 3 5 5 2 2 图进行连线 并与实际操作中情图进行连线 并与实际操作中情 况相结合 况相结合 2 2 经检查无误后方可通电 经检查无误后方可通电 3 3 在通电后不要急于运行 应先检查各电气设备的连接是否正常 在通电后不要急于运行 应先检查各电气设备的连接是否正常 然后进行单一设备的逐个调试 然后进行单一设备的逐个调试 4 4 按照系统要求进行变频器参数的设置 按照系统要求进行变频器参数的设置 5 5 按照系统要求进行 按照系统要求进行 PLCPLC 程序的编写并传入程序的编写并传入 PLCPLC 内 并进行模拟内 并进行模拟 运行调试 观察输入和输出点是否和要求一致 运行调试 观察输入和输出点是否和要求一致 6 6 对整个系统统一调试 包括安全和运行情况的稳定性 对整个系统统一调试 包括安全和运行情况的稳定性 7 7 在系统正常情况下 接通启停开关 小车就开始按照控制要求 在系统正常情况下 接通启停开关 小车就开始按照控制要求 自动运行 根据程序由变频器控制小车的转速 以达到多段速的控制 自动运行 根据程序由变频器控制小车的转速 以达到多段速的控制 从而实现运料小车的高 低速自动控制 从而实现运料小车的高 低速自动控制 8 8 断开启停开关 断开启停开关 SA1 SA1 小车停止运行 小车停止运行 2 2 注意事项 注意事项 1 1 线路必须检查清楚才能上电 线路必须检查清楚才能上电 2 2 在系统运行调整中要有准确的实际记录 是否温度变化范围小 在系统运行调整中要有准确的实际记录 是否温度变化范围小 运行是否平稳 及节能效果如何 运行是否平稳 及节能效果如何 3 3 对运行中出现的故障现象准确的描述分析 对运行中出现的故障现象准确的描述分析 4 4 注意在运送物料时不得超负荷运行 否则电动机和变频器将过载 注意在运送物料时不得超负荷运行 否则电动机和变频器将过载 而停止运行 而停止运行 5 5 在运行过程中要认真观测 小车运料系统的控制方式及特点 在运行过程中要认真观测 小车运料系统的控制方式及特点 自我训练自我训练 用用 PLCPLC 和变频器组合对机械手进行设计 安装与调试和变频器组合对机械手进行设计 安装与调试 1 1 任务要求 任务要求 如图如图 3 3 53 3 5 所示 所示 图图 3 3 53 3 5 机械手动作示意图机械手动作示意图 1 1 把启停开关拨动到开启位置 进入待机状态 机械手处于原点位 把启停开关拨动到开启位置 进入待机状态 机械手处于原点位 置置 SQ6 SQ6 SQ7SQ7闭合闭合 2 2 按动选位按钮 按动选位按钮SB1SB1可进行选择放置物体位置 具体要求为 从第可进行选择放置物体位置 具体要求为 从第 一次按下一次按下SB1SB1开始 开始 2s2s内可连续按下多次该按钮 在此时间内按下按钮的内可连续按下多次该按钮 在此时间内按下按钮的 次数将决定机械手放置物体的位置 如 次数将决定机械手放置物体的位置 如 2s2s内按下内按下1 1次 则把物体放到次 则把物体放到1 1 号位 如按下号位 如按下3 3次或大于次或大于3 3次 则把物体放到次 则把物体放到3 3号位 号位 3 3 机械臂的左右行驶由三相电动机 机械臂的左右行驶由三相电动机M1M1的正反转来控制 机械手的上的正反转来控制 机械手的上 升下降由变频器来控制升下降由变频器来控制M2M2 并进行如下调速设置 假如在上述 并进行如下调速设置 假如在上述2s2s时间内时间内 按动了按动了2 2次次SB1SB1 此时机械手开始启动下降 此时机械手开始启动下降 2s2s内加速到最高速度 对应内加速到最高速度 对应 频率为频率为30Hz30Hz 当下降到 当下降到SQ1SQ1时开始下降减速 减速时间为时开始下降减速 减速时间为4s4s 机械手停 机械手停 止后开始夹紧物体 夹紧时间止后开始夹紧物体 夹紧时间1s1s 然后上升加速 然后上升加速 2s2s内加速到最高速度内加速到最高速度 对应频率 对应频率30Hz30Hz 当运行到 当运行到SQ2SQ2处开始上升减速 减速时间处开始上升减速 减速时间2s2s 机械手 机械手 压合压合SQ6SQ6并停止后开始右行 经过并停止后开始右行 经过SQ3SQ3时不停 到达时不停 到达SQ4SQ4时 时 2 2号位限位 号位限位 停止右行 开始下降 下降过程同上要求 到位后放松物体并立即返回 停止右行 开始下降 下降过程同上要求 到位后放松物体并立即返回 上升过程同上 上升到位后返回原点停止第一次任务结束 并等待下一上升过程同上 上升到位后返回原点停止第一次任务结束 并等待下一 次任务 次任务 4 4 停止时 当前任务结束方可停止系统 并切断选位电路 停止时 当前任务结束方可停止系统 并切断选位电路 注意 在机械手下降时触动注意 在机械手下降时触动SQ2SQ2无效 在上升时触动无效 在上升时触动SQ1SQ1无效 机械手无效 机械手 的夹紧和放松由中间继电器控制电磁阀的通断来实现 的夹紧和放松由中间继电器控制电磁阀的通断来实现 2 2 技术技术要求要求 电路设计 根据任务 设计主电路图 列出电路设计 根据任务 设计主电路图 列出PLCPLC控制控制I OI O口 输入口 输入 输输 出 元件出 元件地址分配表 根据加工工艺 设计梯形图及绘制地址分配表 根据加工工艺 设计梯形图及绘制PLCPLC 变频器接 变频器接 线图 并设计出有必要的电气安全保护措施 线图 并设计出有必要的电气安全保护措施 安装与接线要紧固 美观 耗材要少 安装与接线要紧固 美观 耗材要少 袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆 薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁 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