CA-20型地下矿山自卸汽车设计【4张CAD图纸+毕业论文】

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引  言                                                                                                                          

CA-20型地下矿山自卸汽车是我的毕业设计题目，主要参与了其中电气系统的设计部分。在整个毕业设计期间，我所学到的了很多理论知识和实验经验，这将对我以后的学习和工作带来极大的帮助。

CA-20型地下矿山自卸汽车的电气系统PLC控制是我设计的主要部分，它也是一个较为复杂的部分，在整车的设计中占有相当重要的地位。本次设计我们主要从整机电气系统的原理入手，主要完成了对电气系统参数的计算，来选配电气系统的设计方案。通过对电气系统四大块包括电源及启动、照明及信号、指示仪表及传感器和连接导线的设计，特别对启动控制系统做了设计和改进，进一步完善了CA-20地下自卸汽车的电气系统配置。在两个多月的毕业设计过程中，我花了大量时间和精力，查阅了大量的技术资料及参考文献，从对汽车电气系统的未知到逐步熟悉并加深认识，达到能进行电气系统设计的水平。经过自己的努力和指导教师全力指导下，完成了对CA-20型地下矿山自卸汽车的整机电气系统设计，设计和编制PLC程序，并在模拟仿真软件运行的到成功，证明了PLC在地下自卸汽车使用的可行性。

Introduction

CA-20-type underground mining dump truck is the subject of my graduation project, which mainly involved in the design of electrical system parts. Throughout the period of graduation, I learned a lot of theoretical knowledge and experimental experience, which will study and work after I bring great help.

CA-20-type underground mining dump truck electrical system PLC control is the main part of my design, it is also a more complex part in the vehicle's design has an important position. The design of our main principle of electrical system from the machine to start, mainly to complete the calculation of the electrical system parameters, to matching the design of electrical systems. Through the electrical system and start the four blocks, including power, lighting and signals of the instrument and the sensors and wiring design, especially for start control system design and improvement made to further improve the CA-20 dump truck's electrical system underground configuration. In the design process more than two months of graduating, I spent a lot of time and effort, access a lot of technical information and references, from the car electrical system to gradually become familiar with the unknown and a better understanding, to be able to carry out electrical system design level. Through their hard work and effort under the guidance of the instructor, completed CA-20-type underground mining dump truck of the machine electrical system design, design and preparation of PLC programs, and simulation software to run a successful, proven PLC in the feasibility of using underground dump truck.

目 录

第一章 电气系统设计概述1

第二章 电气系统设计方案3

2.1 电气设计方案框图3

2.2 基本思路3

2.3主要性能特点及参数3

第三章 电气系统设计方案的实现5

3.1 总的工作原理5

3.2电气系统的各部分的设计5

3.2.1电源及启动部分5

3.2.2照明和信号装置部分5

3.2.3 指示仪表与传感器部分5

第四章 可编程序控制器10

4.1 PLC的概念及发展10

4.1.1 PLC发展回顾10

4.1.2 PLC在中国的发展10

4.1.3 PLC的现状11

4.1.4 PLC的发展趋势12

4.1.5 软PLC技术13

4.2 可编程序控制器的结构及工作原理14

4.2.1可编程序控制器的基本结构14

4.2.2 可编程序控制器的工作原理14

4.3 PLC的应用领域15

4.4 CA-20地下自卸汽车控制技术的选取16

4.5控制对象的选择17

4.6 PLC控制系统工作框图17

第五章 硬件设计和配制18

5.1 FX2N功能和性能介绍18

5.2输入模块19

5.3输出模块20

第六章  PLC控制电气原理22

第七章 软件设计23

7.1发动机冷却液温度监控部分软件设计23

7.2蓄能器压力监控部分软件设计23

7.3液力变矩器油监控部分软件设计24

7.4发动机转速监控部分软件设计25

7.5 输入输出分配25

7.6 程序清单28

7.7程序框图33

第八章 PLC控制系统抗干扰措施38

8.1 硬件抗干扰措施38

8.1.1 抑制电源系统引入的干扰38

8.1.2 抑制接地系统引入的干扰39

8.1.3 抑制输入输出电路引入的干扰39

8.1.4 抑制外部配线干扰的措施39

8.2 软件抗干扰措施40

第九章 模拟仿真41

小 结48

致谢49

参 考 文 献......................................50

第一章 电气系统设计概述

CA-20地下矿山自卸汽车电气系统的设计在整个地下自卸汽车的设计项目中占有相当重要的地位，这是由电气系统的功能决定的，CA-20地下矿山自卸汽车电气系统不仅要为车辆的运行提供电力能源，而且要对车辆从启动到熄火的全过程进行实时监控，并以信号报警方式提醒驾驶员操作。该电气系统控制突出体现了机电一体化在自卸车上的应用，它能满足人们对自卸汽车安全性、可靠性、操作简便性等多种要求。

CA-20地下矿山自卸汽车属于矿山工程机械，输出功率大，且受工作环境条件和运行要求的限制，这就要求地下自卸汽车的电气系统能适应特殊的工作环境、湿度、振动、雨淋和尘埃等条件，并具有较高的可靠性，需要时有防止对无线电通讯和电子设备干扰的措施。因此其整机电气系统的设计与一般汽车电气系统的设计有很大的不同。主要区别之处如下：1、地下自卸汽车采用柴油机为动力，具有功率大、启动扭矩大的特点，且柴油机转速变化大而频繁，因而发电机供电质量相当差，但没有蓄电池点火系统；2、地下自卸汽车在矿坑作业，工况差，油、水、泥、振动和高温等，对整机电气设备，线束及连接形式有较高的要求。3、由于工况复杂，要求地下自卸汽车的控制尽量简单，也可以来简化驾驶员的操作，减轻驾驶员负担。这就要求地下自卸车的自动控制部分具有很高的可靠性，且易于维护。

根据CA-20地下矿山自卸汽车电气系统要实现的主要功能，通常可把CA-20地下矿山自卸汽车的电气系统分为五大部分：

1、电源及启动部分：主要由启动机、蓄电池和发电机及其电压调节器组成。启动部分的作用是通过启动机将蓄电池的电能转换成机械运动来起动发动机，从而带动发电机发电并联合蓄电池供给整机电力能源。

2、照明和信号装置部分：照明系统是为了保证自卸汽车在夜间行驶及阴暗的矿坑里工作时的照明及安全需要，信号装置是通过声响和灯光向其它车辆的司机和行人发出警告，以引起注意，确保行驶和工作安全。其包括：前大灯、后大灯、驾驶室内灯、倒车灯、转向灯、制动灯、示廓灯、电喇叭、报警批示灯等。

3、指示仪表与传感器部分：作为司机了解车辆工作状况的“眼睛”，对确保车辆行车安全、及时排除故障和避免发动机出现严重故障起着重要的作用，通常包括车速表、时钟、燃油表、温度表、电流表、温度传感器、压力传感器等。从而对需要监视的信号点进行检测，通过信号处理，利用以上表盘、指示灯显示，或输往后续控制系统。各种仪表都合理的布置在仪表盘，仪表盘安装在驾驶座前面便于观看的位置，使司机能随时了解车辆的行驶情况和发动机工作状况。要求各个仪表结构简单、工作可靠、显示数据清晰、准确、指示值受电源的电压波动和环境温度变化的影响小，除此之外，仪表的抗震、耐冲击性能也要好。

4、电气系统控制部分：这部分是实现自动控制的关键，它组成了自卸汽车的操纵系统。电气系统控制部分主要包括：电源总开关、启动开关、预热开关、钥匙开关、照明及指示灯开关、PLC控制系统及继电器的选取，及PLC控制系统的程序设计。

5、线束设计部分：电线束是自卸汽车的神经系统，通过合理地设计布置，连接电源，以及各种控制器、用电器、显示器、保护器和报警器等电气设备与装置，使之实现其功能。因此，电线束是自卸车的关键系统之一。