液压制砖机QT9-20的PLC设计（优秀含全套CAD图纸+设计说明书）
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液压
制砖机
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摘 要
全自动液压制砖机作为砖块加工的重要设备，砌块在工业与民用建筑、路桥工程、水利堤防等方面应用广泛，已经成为工业生产特别是建筑工业必不可少的设备之一。研究和改进砌块生产线的自动控制系统，对于提高生产效率、控制质量以及改善工人工作条件具有重要意义。由此可见液压制砖机具有非常广阔的市场空间。
本文在对工业控制系统应用现实状况讨论的基础上，研究了液压制砖机的作原理和结构组成，通过对液压制砖机生产线工艺流程的分析研究，构想了一个集散型控制系统。我们通过分析液压制砖机的控制原理及和作用，提出利用PLC对液压制砖机进行逻辑控制的方法。根据制砖工艺要求，说明PLC控制系统的软、硬件设计方法、步骤和过程。
此系统采用西门子系列PLC，根据设备的工作流程及系统的控制要求进行了PLC的I/O分配，在硬件配置的同时，通过西门子系列编程软件对PLC程序进行了设计，使其具备自动控制制砖机生产线的功能，再与组态配合，让液压制砖机具有动态调整参数、监控和配方以及报表等功能。
关键字：PLC 液压制砖机 控制系统
- 内容简介：
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of or is is by of we to is in by of of of in of In s as an of in a on it on to a is of of is in on of in of to it is of In it to of In it to is of in to of in a of is in is as to of (1) (2) (3) (4) to (1) (2) to of 000 t in 000 t of of is is an no is of of in of by or on of of is of to a as a on of in is to of be to or by (1) to of At 200 t, (2) of (3) to be is to (4) to 5. to in to of 6. to be at a of of to of as of of in of of is 1000 t), to at at in of is of (2) of if is as in of t is of (3) to a of of a in is in (4) at of of it is to So is to of on (5) to up to it is is to it is be by a of to of 00 200 At t a is to of in of (6) of of is to of At to as of so on it by of (1) is is is is it on a on 10 s 20 t 0 t at a 12 20 , is a t To 000 of 0 s in a 60 no to 0 If in 0t of 200 t. So of is 3 t to At 200 t is a to of 25 t, to so of of at to of (2) is to to is on of of to is is in to is , is an to of To is is is to is it is to of If is If be of of to in in is is of LC of is if a of of to is a 基于 水泥垫块机控制系 统设计 摘 要 针对目前大多数水泥制砖机控制系统仍为手工操作，存在可靠性低、效率差、运行不稳定等问题，我们通过分析水泥制砖机的控制原理及和作用，提出利用水泥制砖机进行逻辑控制的方法。根据制砖工艺要求，说明了 制系统的软、硬件设计方法、步骤和过程。 水泥砌块在工业与民用建筑、路桥工程、水利堤防等方面应用广泛，其主要由水泥制砖机模压成型。目前我国许多水泥制砖机控制系统仍为人操作，可靠性低、效率差、运行不稳定，远远跟不上时代的步伐和满足不了现代社会的要求，急需技术革新和改造。近年来，随着我国自动化 技术的提高，可编程序控制器 (为一个新兴的工业控制器，因其体积小，功能齐全，价格低廉，可靠性高等独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。本文介绍一种可编程序控制器的制砖控制系统，它能根据生产实际的需要，实现上料、供板、成型、脱模至出砖的全过程自动生产。 关键词： 水泥垫块机 液压系统 组态 液压制砖机概述： 液 压型 免烧砖机 是在陶瓷砖坯 液压制砖机 的基础上，经改造和移植而逐步用于免烧砖生产的。他最早被用于免烧砖的生产，是始于灰砂砖，后来渐渐扩大大其他免烧砖品种，特别是粉煤灰免烧砖及尾砂免烧砖。近年，它在免烧砖行业的应用范围仍在不断扩大。从长远看，它必将成为免烧砖生产的主导性机型。 国外液压制砖机发展较早，德国、意大利、日本等国家有多家公司生产系列液压制砖机产品，销往世界各国。但价格较高。 随着我国墙地砖生产的不断发展，为适应生产需要，近几年从意大利、德国、日本等国引进了大量自动液压制砖机。 介绍国外几个公司的系列自动液压制砖机规格型号及技术性能，供选型参考。 液压制 砖机 结构形式 各国各公司都有各自的液压制砖机结构形式，有各自的特点。基本分类方式如下。 液压制砖机按结构分类： 传统柱式结构； 套筒拉杆式结构 (焊接式、铸钢式 )； 整体框板式结构； 柔性框板式结构。 液压制砖机按主油缸与活动横梁连接方式分类： 主油缸与活动横梁刚性连接； 压制油缸与活动横梁浮动连接。 液压制砖机各种结构形式分述如下： 传统的梁柱结构。该结构在 1000t 以下的压机为三梁二柱式，在 1000t 以上的压机 一般为三梁四柱式，机械制造行业的大吨位压机多用这一形式，压机的立柱兼作滑块的导向柱用。 套筒拉杆式结构。这一结构形式基本上和上述形式相同，但立柱为一光轴，没有台阶，立柱也作滑块的导向柱用。 整体框板式结构。该结构形式分为整体框板焊接式结构和整体框架铸钢式结构。 柔性框板式结构。前后两块厚钢板，用四个垫用蝶形弹簧的螺栓整个框架固结在一起。 主油缸与活动横梁刚性连接式。活动横梁由压机立柱导向，或两侧另设导向杆导向。这种结构的压砖机，活动横梁的运动精度高，对提高模具使用寿命和坯体质量有利。 主油缸与活动横梁浮动式 连接。中间面有一球面垫作为过渡，活动横梁靠两侧的小导向杆导向。这种结构有利于对粉料进项均匀加压，可以补偿由于布料不匀或压机制造装配误差所造成的偏载。 液压制砖机发展方向 ： 液压制砖机 向大吨位、系列化、节能化方向发展。目前国外的液压制砖机已达到 4200t，板框式和立柱式都在采用。 结构紧凑，压制时机体变形小，压制砖坯质量优良。 液压系统趋于简单，目的是为了节能，降低维修费，提高压制频率。 注重主油缸导向，减少主件磨损，提 高压制精度。 注重布料均匀性，以提高压制砖坯的质量。 液压制砖机向多功能发展，可进行二次布料压制和不同物料的复合一次压制成型。 液压制砖机采用电子计算机技术，可自动检测压机的故障部位，便于及时维修。 液压制砖机主要特点： 液压制砖机的优势主要如下所述。 施压平稳，缓缓施压，使物料中的气体在受到压缩后有充分排出的机会，不会再坯体内形成压缩空气层，保证了砖体的密实度。因此， 液压制砖机 的极限压力较高，可采用大吨位 ( 1000t)施压，生产出高强度高性能的免烧砖，目前，国内外最优质的免烧砖大多是液压制砖机生产的。所产免烧砖的质量高、品质好、，这是液压制砖机最突出的特点。 由于它的极限压力高，施压吨位大，即使粒度很细的物料如粉煤灰，在粗骨料较少的情况下也可以在大压力下达到高密实度。因此，液压制砖机特别适用于机械砖机无能为力的细物料，这是它的第二突出特点和优点。 容易实现自动控制，动作精确，特别适宜与微机系统配套。因此，液压制砖机的自动化程度一般均较高，国外砖机在这方面已达到相当高的水平， 这与机械发展的必然趋势是一致的。 液压制砖机通过调压泵和阀，可以很方便的调节成型压力、速度和保压时间，同时可以很容易地实现多次分段加压，使物料排气更充分。而这一切，机械压砖机要实现是不容易。因此液压成型更容易满足免烧砖成型工艺上的要求。 由于液压制砖机可达到很高的成型压力 (最高可达几千吨 )，这是机械压砖机难以达到的。所以，虽然它压制动作慢，但可以通过提高压力吨位来实现，一次能够成型几十块砖，达到年产 1 亿 块标准砖的极高产量。目前，机械压砖机还无法达到如此高的产量，因此，液压制砖机易于实现大型化和生产 大规模化，弥补了它的工作速度较低的不足，在大型化后有了高效率的优势。 制砖质量好而成本低。由于液压制砖机压力大且双面分段多次加压，因此，它的制砖效果优于各种免烧砖机。同时，由于它的压力大，可以少用水泥等胶凝材料和外加剂，再加废品率低、用人少、节电等因素，它所制免烧砖的成本低于机械压砖机。 液压制砖机的不足之处 ： 当吨位较小时产量低，而当产量高时吨位相当大，价格高昂，一般企业难以承受。由于 液压制砖机 施压平缓，其成型周期相应较 长，生产速度就慢，它表现在产品质量上的优势就成了产量上的劣势。以 120t 压力计算，施压周期 10s，每块标砖最低需要成型压力 60t，则每次成型两块标砖，每分钟 12 块，每小时仅720 块标砖，只相当于同等压力吨位的机械砖机的 1/3。因此，液压制砖机质量与产量是一个至今都没有完满解决的矛盾。要提高产量，达到每小时 5000块标砖以上，即使以 10s 一个制周期，每小时压制 360 次，没次需成型 20 块标砖以上。这样，若每块标砖最低成型压力 50算，制砖机的总压力将达到1200t 左右。如此大压力的制砖机，体积是 很大的，价格将达 300 万 元，使中小企业无力购买应用。目前，这种 1200t 左右的液压制砖机已有几家砖机厂生产，虽然制砖效果很好，但无法大量普及应用。当然国内也有个别也有制砖机采用小吨位，压力在 325t 以下，但需 4才能达到较高的产量，这么多成型机，总的设备投资业需要几百万元，同样面临中小企业无法应用的难题。总的来看，国内外还没有新的技术方案来解决液压制砖机的这一矛盾。 液压制砖机结构复杂不易维护，对维护的技术要求较高。机械制砖机一般的维修工就可正常工作，而液压制砖机却对维修工的专业素质有一定 的要求。再加国产液压元器件的质量较差，使用寿命短，容易导致液压系统故障。而进口机型虽然元器件质量较高，但配件供应不及时且价格高，导致维修费用也较高。这一切，都是中小企业应用大型液压制砖机的障碍。 综上所述，可以得出如下结论：液压制砖机质量优异但却投资较大。投资小的机型产量较低的。因此，液压制砖机适宜经济实力较强的大型骨干企业。由于液压制砖机对细物料有理想的成型效果，它特别适宜粉煤灰免烧砖及尾砂免烧砖的生产。若所用原料很细时，只能选用液压制砖机。如果经济条件允许，从保证产品质量考虑，大多数免烧砖无疑应优选这种 机型。 结束语 分析了水泥制砖机可编程序控制器 (制系统的原理、结构及控制系统特点，该自动控制装置改善了传统制砖机人操作、效率低、精度不高等缺点，实现了砖机的自动化控制，使制砖生产率和砌块产品质量得到了很大的提高，工人劳动强度降低。 制系统虽然比继电器控制的电路成本有所提高，但是可编程序控制器控制系统的硬件线路十分简单，系统的可靠性高，维修工作量和维护费用大幅度降低，如果大量应用，可以提高制砖厂的经济效率。该控制系统经某些砖瓦厂实际运行显示，设备运转正常，系统性能稳定可靠，充分了满 足制砖工艺要求。具有广阔的应用前景。 题目： 液压制砖机 本课题研究的内容、方法和意义 本文在对工业控制系统应用现实状况讨论的基础上，研究了液压制砖机的作原理和结构组成，通过对液压制砖机生产线工艺流程的分析研究，构想了一个控制系统。我们通过分析液压制砖机的控制原理及和作用，提出利用 据制砖工艺要求，说明 件设计方法、步骤和过程。此系统采用西门子系列 据设备的工作流程及系统的控制要求进行了，在硬件配置的同时，通过西门子程序对 本课题研究的内容、方法和意义 砌块生产设备在国内的发展也是从无到有，从少到多。然而传统的砌块生产线的控制方法故障发生率高、控制精度差、系统可移植性差，而以 低工人的劳动强度，节省人力、物力，提高生产效率，而且实现对整个生产的全面监控、集中管理，对于提高产品的技术含量，提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 论文的结构 绪论 液压制砖机主要结构构造和技术参数 可编程控制知识及应用 可编程控制器的选型 可编程控制器的编程 论文的主要内容 制砖机主要结构分析 2 3 1 4 1. 制砖机主要结构分析 结构分的析 输送 板机 母车 输送 夹系统 托盘箱 向运输线 机前送板线 图 1输送 1板机 编程控制器的硬件组成 编程控制器的软件组成 （ 1）微处理器 （ （ 1） 系统程序 （ 2）存储器 （ 2） 用户程序 （ 3）输入 /输出（ I/O）接口 （ 4）电源 （ 5）扩展接口 （ 6）通信接口 （ 7）智能 I/（ 8）编程工具 全世界 类是美国户品，一类是欧洲产品，一类是日本产品。 美国是 中 类多样，它主打的大、中型 欧州 司、法国的 国的西门子的产品以功能精良而反响很好。在中、大型 日本 价格上相对较低。 在本课题我选用的是德国西门子 7于整个砌块生产线由多个部分组成，而且每个部分的功能都比较独立，并且各个部分的空间距离也比较远，所以考虑整个砌块生产线采用多台 且这几部分之间也不存在交换数据的问题，因此无需考虑它们之间的通信。 我们根据主机控制系统输入输出点数，选择 个型号总共 48点，输入输出分别 24点，但是由于输入点数还是不满足系统要求，因此将加一个扩展模块，我们采用 个模块有 32个输入点， 32个输出点，满足主机系统的要求。为了使 应该考虑留有 I/0点数余量。 4. 在设计程序前，需要分配 I/制 I/配料系统的输入有 54点，而输出却只有 37点。西门子 4个，输出点 16个。因此采用 2个，输出点 32个即可满足要求。主机系统的输入有 45点，而输出却只有 29点，因此采用出接点表格。 分配完输入 /输出点数，接下来绘制系统控制流程图，这样可以清楚地表明动作的顺序和条件。 4 接下来绘制接线图和输出控制电路图 程序的设计我们需要知道制砖机的具体实施方式，每一步的动作，最后写出程序。 结论 本文针对我国目前液压制砖机生产技术的现状，对生产线的控制系统进行了分析和研究。考虑本设计的特点 ,对 定了 ，完成了 I/制了系统流程图，并完成了 本文在制作设计过程中，曾参阅大量的相关设计和技术，征询了老师的意见，力求使系统达到较好的效果，但由于时间和本人经验的不足，技术水平有限，本文的研究还需要不断的完善。 致谢 本课题是在闫利文教授的精心指导和热情关怀下完成的，在此谨向指导老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。无论是论文的选题、论文方向的研究、文献资料的查询、论文的撰写和修改等过程中，闫老师都给予了极大的关怀和悉心的指导。 还要感谢一起学习生活的同学们，与他们的一次次交流使我得以不断进步和提高。 我能够专心学习，顺利完成学业，与我的父母的培养、鼓励和支持是分不开的，在此向他们表示最诚挚的感谢！ 感谢文中所引用文献的所有作者们 !再次感谢所有关心、支持和帮助过我的老师、同学和朋友们 ! 业 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 液压制砖机 计 of LC 摘 要 全自动液压制砖机作为砖块加工的重要设备， 砌块在工业与民用建筑、路桥工程、水利堤防等方面应用广泛， 已经成为工业生产特别是建 筑工业必不可少的设备之一。 研究和改进砌块生产线的自动控制系统，对于提高生产效率、控制质量以及改善工人工作条件具有重要意义。由此可见液压制砖机具有非常广阔的市场空间。 本文在对工业控制系统应用现实状况讨论的基础上，研究了液压制砖机的作原理和结构组成，通过对液压制砖机生产线工艺流程的分析研究，构想了一个集散型控制系统。 我们通过分析液压制砖机的控制原理及和作用，提出利用 据制砖工艺要求，说明 件设计方法、步骤和过程。 此系统采用西门子系列 据设备的工作流程及系统的控制要求进行了 I/O 分配，在硬件配置的同时，通过西门子系列编程软件对 序进行了设计，使其具备自动控制制砖机生产线的功能，再与组态配合，让液压制砖机具有动态调整参数、监控和配方以及报表等功能。 关键字： 液压制砖机 控制系统 as an in in of to is of So a on on of on of of a We of to LC to LC to of , in at LC to it of 目 录 1 绪论 . 1 . 1 . 2 究的主要内容 . 2 2 液压制砖机主要结构构造和技术参数 . 3 料系统 . 3 机系统 . 4 砖系统 . 5 夹系统 . 7 板系统 . 9 砖机的主要技术参数 . 11 3 可编程控制器知识及应用 . 12 编程控制器的发展大致情况、主要定义及应用领域 . 12 编程控制 器的基本组成及输入输出接口电路 . 13 编程控制器的硬件组成 . 13 编程控制器的软件组成 . 13 可编程控制器的分类、特点、应用及发展等基础知识 . 14 4 可编程控制器的选型 . 16 . 16 . 16 . 18 . 18 5 制砖机 序设计 . 19 . 19 . 20 . 26 . 28 结 论 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 毕业设计 1 1 绪论 1. 1 制砖机的现状与发展前景 液压制砖机是现在这个时代制砖生产线中的高科技产品，是生产线中最关键的设备，前联原料加工后接加工制得。制砖机一停，全线停工 :由此可知，制砖机在建筑行业的重要 地位。 制砖机主要实现生产过程各工步的顺序控制及工步温度，时间，压力额定值等进行控制、设定、检测控制和显示。全世界各国制砖除了塑性法注浆法成型坯体外，主要是采用颗粒状粉料压力成型技术。基本上都是经过“手工打锤”一一“半机械化的摩擦压力锤”一一“机械式压力机”一一“摩擦一液压机成型”一一“全自动液压机成型”的道路。因此，如今全国各地企业选用的自动液压压砖机实际上是实践经验总结的应用，是目前比较先进的方法，但不是唯一方法。 旧式制砖机通常使用继电器式的自动控制柜，存在着结构复杂，体积大，故障率高，通用性 较差，且控制精度不是很高等问题，严重影响了制砖工程的生产效率和产品质量，由于可编程控制器具备控制功能强、可靠性较好、控制程序可随工艺参数灵活改变等优点，因此，近些年来无论是进口制砖机还是国产制砖机大多数采用 制。目前，世界上一些著名电器生产商几乎都在生产 品功能口趋完善、换代周期逐渐变短。 我国从 20 世纪 60 年代开始对制砖机的生产和应用进行应用探索， 1974 年国家建材局开始把混凝土砌块列为积极推广的一种新型建材材料。目前，全国共有建筑面积 410 亿立方米，其中 150 亿立方米在城市，每年还要建设 25 亿立方米的各种建筑。我国十一五期间建筑节能工作的主要目标是实现总计节能 计节能建筑面积 具体包括：一是新建节能 50%的建筑 16 亿立方米，节能 7060 万吨标准煤。其中住宅建筑累计 14 亿立方米，节能 4770万吨标准煤，公共建筑累计 能 2280万吨标准煤。二是既有建筑的节能改造完成 中住宅建筑 共建筑 立方米。三是完成可再生资源的建筑应用示范 1500 万平方米。墙体材料是建筑材料的主体，是用量最大的一类建材产品，根 据墙体材料发展预期目标，到 2011 年，墙体材料产量比目前增加 15%，由此可见，建筑砌块具有十分广阔的市场空间。 我国从八十年代起开始组织实施制砖技术装备化，国产化以来，在自主开发与国外先进技术相结合，引进技术和消化吸收相结合的方针下国产自动压砖机发毕业设计 2 展取得了重大成就。直至今天，许多型号仍是国内市场销售的主要机型。我国制砖机在设计上已经形成了计算机辅助设备，但大吨位的制砖机仍末形成系列。在比较主要技术参数，主要技术性能，主要机械构造，液压系统，电气控制等方面刚达到国外同类制砖机九十年代的水平。能上线制造 可靠地的运行，可顶替相同吨位的国外制砖机，并且已经掌握现代制砖机的设计和制造技术，具备设计，制造，生产各种机械结构形式和各种吨位制砖机的能力和经验。但在布料系统，顶液压系统优化设计等缺乏更深的研究，在外观质量上与其他国家制砖机还是有一些差距的。总之，现在的中国，是世界上使用制砖机最多的国家，也是具有最多类型品种规格制砖机的国家，是生产砖的大国 ;是生产压砖机的大国，也预期在今后的几年内成为世界上制砖机生产的强国。 随着改革开放的发展，房地产产业的迅速发展，我国的水泥原料产量提高及建设规模的不断扩大，为 制砖业的发展提供了强大的动力，国家政策把建筑砖块的工作列为了国家“七五计划”的重点工作，为制砖机的发展奠定了基础，因制砖机适应中国的国情，无论从承重、保温、隔热、填充、装饰等要好于其他建筑材料，且造价低，可利用资源丰富。同时，从我国的国土资源和基本国策的现在状况出发，发展粉煤灰、轻集料砌块有利于改善建筑居住的环境和使用功能的绿色墙体的材料，对实现科学发展观和构建资源节约型社会具有重大的现实意义。 现代压砖机逐渐向小型化、高速度、大容量和智能化方面发展，向 题研究的目的和意义 砌 块生产设备在国内的发展也是从无到有，从少到多。然而传统的砌块生产线的控制方法故障发生率高、控制精度差、系统可移植性差，而以 智能自动控制方式不仅可以克服传统控制系统的缺点，降低工人的劳动强度，节省人力、物力，提高生产效率，而且实现对整个生产的全面监控、集中管理，对于提高产品的技术含量，提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 究的主要内容 （ 1）液压制砖机的主要结构和技术参数 （ 2）可编程控制基础知识 （ 3） 选型 （ 4） 编程 毕业设计 3 2 液压制砖机主要结构构造和技术参数 制砖机的主机是液压制砖机的重要组成部分，它包括框架、压制油缸、料车、定出器、接近开关箱及安全机构等一系列重要部件。全世界各公司的制砖机具体形式不尽相同，但基本上都包括了上述各种机构。设计合理与否，直接影响到制砖机本身的使用时间、故障率、砖坯的质量、生产效率、能源消耗等问题。各个公司对主机的设计及制造都给予极大的重视。当前的制砖机的发展趋势是：改善框架的强度与刚度、降低整机高度、增加活动横梁的刚度及其运动精度，按设置的程序合理调整速度。有些公司还使用主缸行程 补偿机构以降低能耗、提高零件的加工及装配精度的方法，使用有效的电器及液压元件以增加制砖机使用稳定性 .、设计合理的机构简化操作人员操作过程等。制砖机的发展十分迅速，国外的公司往往几年便推出吨位更大、结构有所革新的机型。 图 2砖机大致结构图 料系统 料搅拌系统 （ 1）底料配料搅拌站 骨料仓是三位贮存仓，每仓 3. 7 立方米，主要用于储存沙子、石子等生产骨料。由固定架和贮料仓组成。 毕业设计 4 固定架为型钢焊接而成的结构架，是整个配料系统的机架部分，用来支撑贮料仓。贮料仓壁是钢板组焊的网状格 栅结构，其强度、刚度大幅提高。每个料仓都有独立的卸料口，仓门开闭由气缸驱动，在配料称量时可实现快、慢配料，提高配料的精度和速度。 （ 2）移动混合称料斗 该称量斗为钢板组焊结构，其强度、刚度高，仓门开闭由气动驱动。因其独立的运行轨道，确保其运行稳定、快捷，可供两台 块成型机使用。将设定好的骨料、水泥逐次称量后，在其运行轨道上独立运行至 者 合料斗容积 1. 3 立方米。 旋输送机 将水泥筒仓的水泥螺旋输送到底料水泥称重仓里。直径为 168 毫米，长度根据 筒仓的安装位置而定，功率根据输送机的长度而定，输送能力为 20 吨 /小时。 料水泥称重仓 料仓带有 3 个传感器，系统包括 :放大器、进料装置和收尘包、振动器、放料气阀。称重能力为 750 千克，称重精度为士 2% 料搅拌机 双卧轴混凝土搅拌机 骨料和水泥称量后放到搅拌仓进行自动搅拌，搅拌均匀后放置主机料仓中。此款搅拌机的特性是搅拌均匀、结构紧凑、外形美观、运行平稳、操作方便、循环时间短。进料容积是 1600L，出料容量是750L,搅拌功率为 瓦。 机系统 架 主机采用动横梁高强度钢结构，升降架可根据模具高度进行调整，调整简单、方便。上滑板为矩形钢和型板组焊而成，结构强度高。该滑块装有上平衡杠，减少导套与立柱的磨损。下滑板为锁紧套固定，气动弹簧固定凹模结构，结构简单，便于调整、安装。 料装置 该结构为悬挂式四向定位骨料车。特点为 :运行阻力小，减少动力损耗，解决因栈板厚度误差造成的刮灰板“啃模”的现象。适用于不同制品用料需要。采毕业设计 5 用油缸推动平移式布料，使布料更均匀，制品密实度更好。该机配有气缸二次刮料装置，更好的提高刮灰效果，减少因骨料残留对面料 成色的影响，解决面料污染问题。为了提高更高效的布料效果，该机采用曲臂式双油缸动力输送，减少了制品过程中在布料上所用的时间，布料时运动平稳，无撞击，速度快，机件磨损小，不易漏料。 料装置 该结构为悬挂式四向定位面料车。该结构特点与骨料相同，用于生产带面料层的制品。布料斗及布料平台高度可调。为了提高更有效的布料效果该机采用曲臂式双油缸动力输送，该装置配有面料升降系统，适用于厚度为 50更换模具或维修设备时，可将面料装置移离成型主机 动系统 由静台和振 台组成，静台与机架连接，可根据需要调整。振台由振导板采用板件组焊而成，其强度高，传导震动合理。振动系统由振动电机、两个单体式振动器、同步器、两个传动轴组成。振动器产生的振动为垂直振动，砌块成型机的激振力由振动器产生，栈板和充满物料的模具在此振动力的作用下垂直振动。设计上增加了栈板的强制限位支撑即静台，当向下运动时，栈板冲击限位支撑，冲击使激振力倍增，最终形成对制品的振动压力。振动台的振幅可获得控制。这种方式可降低振动台隔震垫的疲劳损坏。 仓 料仓由钢板组焊而成，确保强度。气动开门，可控制开 门大小。根据制品情况，开门大小，时间可控减少搅拌后的骨料水泥液化及喂料不均的现象。 砖系统 输送 由机架，减速机，皮带轮，皮带，支撑轮等部件组成。砖和托板从主机出来后要经过前输送机构输出，前输送机架为型刚焊接件，电机带动皮带轮运动，托板和砖随着皮带一起运动，为保证运动的平稳性，皮带轮的下方有可以自由转动的小支撑轮。 毕业设计 6 图 2输送系统 板机 由机架，减速机，链轮，链条，支撑板等部件组成。砖和托板经前输送到达升 构，当升板机机构主要是在链条上焊接 12 层的短支撑板，每层支撑板都左右对称各一个。通过电机带动链轮转动实现链条及支撑板的上升，每次只有一块托板从前输送进入升板机构，当有两块托板进入升板机构后，前输送停止运动，两块托板及砖在链条的牵引下向上运动，当运动到下一层位置时，升板机构也停止运动，等待前输送往下一层输送托板和砖。在升板机的上方安置一个单轴输入双轴输出的减速机，以保证减速机两边的链条能实现同步运动，保证运动的平稳性。栈板的到位，升板机上升到位都是通过接近开关来感应，然后由控制系统发出指令实现各机构的顺序动作 。 图 2板机 母车 子母车由子车 1 和母车 2 构成，子车和母车可以分离，子车沿着轨道 5 运动，母车沿着轨道 9 运动，当升板机构的栈板和砖上升到极限位置，共有 12 层托板毕业设计 7 送到升板机构后，子车与母车分离。子车沿着轨道向升板机靠近，当子车靠近到位后，子车的插臂 3 伸进托板的底部。然后子车的插臂在液压缸 7 的作用下向上运动，将 12 层的托板及砖托起，托板与升板机构分离，然后子车又沿着轨道向母车运动，子车到位后，子车与母车合成一体。子车在母车的拖引下沿着 轨道将砖送进窑中进行养护。在子车上有绞丝圈子车前插臂在被液压缸顶起，插臂的左右梁上安装四个导向轮 6，子车的前插臂保证向上运动平稳性。 图 2母车 夹系统 板机 子母车将养护好一的砖从窑中取出，然后再由子车沿着轨道将栈板和砖送到降板机上。降板机的机械机构和升板机相同，只是运动方向相反降板机向下运动。降板机图同升板机。 输送 由机架、活动架、 棘爪、减速机等部件组成，用于将带砌块栈板输送到码垛夹下并将空栈板送回主机前栈板仓。 毕业设计 8 4活动架 6横向送板机构 图 2输出系统 夹系统 由机架，主夹，副夹液压缸，升降液压缸，回转电机，横向移动电机，液压泵站等组成。包夹前先要对砌砖进行整理，副夹液压缸先横向收缩，使砌砖收拢，然后主夹液压缸纵向收缩，将砌砖夹紧，夹紧后在升降液压缸慢速上升，在包夹机构的作用下，将两块栈板上的砖抱起，砌砖与栈板分离。为保证主夹液压缸和副夹提升液压缸的左右 两侧的夹手实现同步运动，在液压缸的下方安装为齿轮齿条结构，能很好的保证抓手同步性运动，提升液压缸的行程为 升降液压缸上升到极限位置时，升降液压缸锁死，然后在横向移动电机的带动下运动到木托盘的正上方，升降液压缸慢速下降，到位后升降液压缸停止运动，主夹液压缸松开，将砖平稳的放到木托盘上，完成第一层砖的放置。然后升降液压缸快速提升，回到原位进行第二层砖的包夹，动作同第一层砖的包夹，在将砖抱紧提升到位后。包夹机构在回转电机的带动下转动 90 度，在转位到 80 度时有接近开关动作，使回转电机减速，以保证定位正确， 在转位到 90 度，回转电机马上制动，完成 90 度的转位。为保证快速精确定位，此处电机采用步进电机。包夹系统在安放不同层砖时的下落高度各不相同，在升降液压缸的侧边安装一个 移传感器，可以通过 制系统，设置每次升降液压缸的升降高度，以实现精确控制。液压泵站安放在机架的外侧，为整个包夹机构的液压系统供油。液压泵电机功率为 15统压力为 12 图 2夹系统 毕业设计 9 托盘输送线 主要由机架，皮带轮 ，减速机等部件组成，包夹系统将共 12 层砌砖安放到木托盘后，完成一擦砖码垛，然后木托盘及码垛在木托盘输送线上皮带轮的带动下移动一定距离，使下一木托盘能刚好到位，处于包夹结构的正下方，以便完成下一个周期的码垛。叉车将码垛好的砌砖及木托盘运走进行打包。 托盘箱 主要由机架 1，托爪 9，连杆机构 4,减速机 5，丝杠螺母传动副 (2, 3 )等组成。木托盘箱存放木托盘，当包夹系统完成对一摄砖的安放后，下一个木托盘要输送到位。木托盘箱的托爪先将第二层往上的木托盘托起，第一层木托盘落在木托盘输送线上，在皮带轮 的带动下，第一层木托盘从木托盘箱中移出，到位后皮带轮停止转动，然后托爪将上层木托盘放下，循环往复，完成木托盘的输送。托爪的上升和下降是通过减速机带动螺母转动，使丝杠向下移动，丝杠的下方安装有导向块，然后通过连杆机构完成托爪的运动。这样惯性冲击下，保证木托盘的平稳运动。 图 2托盘箱 板系统 向输送线 毕业设计 10 主要由机架 2，活动架 3，棘爪 1，存板箱 4,气缸 等部件组成。栈板经翻板机翻转 180 度后，后输送的活动架将栈板顶到横向输送线上，栈板进入横向输送线后，横向输送线上的活动架由气缸带动，栈板在活动架的作用下，横向移动，进入到存板箱，存板箱可以存放五块板。 图 2向运输线 机前送板线 主要由机架，棘爪，气缸等部件组成。棘爪在气缸作用下，伸到存板箱的下方，每次有一块栈板被拉出，然后送到主机中。 图 2机前送板线 毕业设计 11 砖机的主要技术参数 表 2砖机主要技术参数 20853320 秒（与产品有关、不含面料） 9块（ 39*190*190 小时 50101350*750*3010790*2510*3370机 ) 毕业设计 12 3 可编程控制 知识及应用 编程控制器的发展大致情况、主要定义及应用领域 程控制器的发展概况 从 20 世纪 60 年代开始，由于小型计算机的出现，大家曾试图用它来代替传统的“继电器”一“接触器”实现工业化控制。但是因为传统的“继电器”一“接触器”控制器采取的是固定接线方式，一旦在生产过程有所变动，就必须重新设计线路和连线安装，这不利干产品的更新换代。但是采用小型计算机实现工业控制价又昂贵，输入、输出线路也不匹配，编程技术相对复杂，因此没能得到推广和应用。 20 世纪 60 年代末，美国等国家汽 车制造工业竞争激烈，为了使生产工艺不断革新的需要，对控制系统提出的最基本要求是：控制系统的设计周期更短，更改容易，接线简单，成本更低；能让计算机的功能与继电器控制系统结合起来，但又要求编程比计算机简单易学、操作简单、实用性强。 1969 年美国数字设备公司根据以上要求，开发出世界上第一台可编程控制器，并且在通用汽车公司生产线上第一次应用成功，让生产的自动控制得到实现。其后，口本、德国相继引入，致使可编程控制器迅速发展起来。不过这一时期它只能是顺序控制，虽然也使用了计算机的设计想法，但那时只可以进行逻辑计算，所以 称其为可编程逻辑控制器，简称 20 世纪 70 年代末，随着微电子技术与计算机技术迅猛发展，可编程逻辑控制器拥有更多计算机的功能，不但使用逻辑编程代替硬连线逻辑，还添加了运算、数据传输和处理等功能，使其变为了一种电子计算机工业控制设备，并且做到了标准化和小型化。这种使用微电脑技术的工业控制设备的功能大大超出逻辑控制、顺序控制的范畴，因此称为可编序程控制器，简称 不过近年来 通常 被认定为个入计算机（ 简称，为了俩者有所区别，现在习惯把可编程控制器简称为 编程控制器的定义 国际电工委员会对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是专门为在工作环境下使用而设计数字运算操控的电子设备，拥有存储器、可编制程序的控制器。能够储存和执行指令，进行顺序控制、逻辑运算、定时、算术和计数运算等操作，并使用模拟式和数字式的输入、输出，控制各类的机械过程。可编程控制器与其相关设备，都应当按照易于与工业系统连成一体，易于扩展功能的原则设计。” 毕业设计 13 编程控制器的应用领域 近几年来，随着大型集成电路技术的迅速发展，功能更加强大，规模不断变大，价格日趋降低的元器件不断出现，使得 前 在将它应领域简述一下： （ 1）开关节逻辑控制。这个是 广泛的应用。已逐渐代替传统的继电器逻辑控制设备，被使用于单机或多机控制系统上，如组合机床，电梯，自动生产线等。 （ 2）运动控制。现在许多厂商都开发出大量运动控制模块。它的功能是给步进电动机和伺服电动机等给予单轴或多 轴的位置控制，并在控制中适当的速度和加速度得到满足，使运动的平滑水准得到保证。 （ 3）过程控制。 备温度、压力、速度控制、流量过程控制、位置控制等智能模块，使得 备开环和闭环控制系统的功能，可实现压力、温度、流量等过程控制。 （ 4）分散型控制系统。随着 信技术的发展， 分散型控制系统、轧机分散型控制系统等。 目前随着 功能日趋变强，它已经变成工业自动化中必不可缺的控制设备。 编程控制器的基本组成及输入输出接口电路 编程控制器的硬件组成 （ 1）微处理器 （ ；（ 2）存储器；（ 3）输入 /输出（ I/O）接口；（ 4）电源；（ 5）扩展接口；（ 6）通信接口；（ 7）智能 I/ 8）编程工具； 编程控制器的软件组成 （ 1）系统程序 系统程序主要分为三部分。第一部分是系统管理程序，它控制 二部分是用户指令解释指令，通过指令解释程序，将 由 三部分是标准指令模块与系统调用程序，包括很多不同功能的子程序及调用管理指令。 （ 2）用户程序 用户程序就是应用程序，是可编程控制器的控制者针对具体控制目标编制的应用程序。可以根据不同控制要求编制不同的指令，类似于改变可编程控制器的毕业设计 14 用法，也可理解为继电接触器控制装置的硬接线线路进行重设置和重新接线，这是所谓的“可编程序”。程序不但可以由编程器简单地接入 部的储存中，也可以让它简单地读出、检查与更改。 程语言一般有三种：梯形图、指令表和顺序功能流程图 可编程控制器的分类、特点、应用及发展等基础知识 编程控制器的分类 1、按输入、输出点数分类 根据 I/型和大型。 小型 ，主要以开关量控制为主，具有体积小。价格较低的优点，适用于小型设备的控制。 中型 I/0 点数在 2561024 之间，主要功能比较丰富，并有开关量和模拟量的控制能力，适用于比较复杂系统的逻辑控制和闭环过程控制。 大型 I/O 点数在 1024 点以上，应用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。 2、按结构形式分类 按照结构形式不同，可编程控制器可以分为整体式结构与模块式 结构两大类。小型 电路安装于一个箱内为基本单元，可以采用并行接口电路连接 I/0扩展单元。 中型和大型 通过模块式结构，不同功能的模块，能组成不同用处的用于不同需求的控制系统。 程控制器的特点 可编程控制器的主要特点有： 1、 简单好用、操作方便、控制程序灵活。 2、通用性和灵活性强，应用范围广。 3、可靠性高，抗干扰能力强。 4、编制程序简单、容易。 5、系统组成灵活。 编程控制器的应用 1、开关量逻辑控制。 2、过程控制。 3、运动控制。 毕业设计 15 4、分散型控制系统 。 编程控制器的发展趋势 1、专用化、小型化专用化和价格低 ; 2、高速、大型、多功能和分布式全自动网络化。 毕业设计 16 4 可编程控制器的选型 编程控制器的特点 现在工业生产是多种多样的，它们对控制的基本要求也是不相同的。可编程控制器因为具备以下特点而受到工厂工作技术人员和工人欢迎。 (1)可靠性高，抗干扰能力强。这一般是用户选择控制装置的主要条件。 它可以安放工业现场而安稳可靠地工作。现 在每个生产商制造的 平均没有故障时间都远远超过了 0 万小时。 (2)适应性强，应用灵活。因为 品都成系列化生产，种类齐全，大多数使用模块式的硬件构成，组装和扩展简单，使用者可以根据自己的需求选用，以满足设备大小不同及功能简化各异的控制系统需求。 (3)编程方便，易于使用。 编程可使用与继电器电路极作为近似的梯形图语言，简单易懂，受广大技术人员的欢迎。这些年来又发展了面向目标的顺序控制流程图语言，称之为功能图，使编程更加快捷方便。 (4)控制系统设想、安 装、调节方便 含有许多的类似于中间继电器、计数器、时间继电器等的“软元件”。又用程序替代硬接线，安置接线工作量少。设计人员需要有 能进行控制系统设计，还可以在实验室进行模拟调节。 (5)维修简单、维修工作量较小。 有自诊断、履历情报存储和监视功能。 它内部通信状态、工作状态、异常状态和 I/O 的状态都有显示。技术人员用它能查处问题原因，便于快速处理。 (6)功能完善。除定时、计数、逻辑控制、算术运算等功能外，配合功能模块还能展现 算、过程控制、点位控制、数字控制等 功能，为简化工厂管理还可与上位机通信，让远程模块还能控制远方设备。 由于拥有以上特点，使得 应用范围十分广泛，可以说只要有工厂、和控制要求，都会用到 编程控制器的分类及应用 全世界 品可按地域分成三大类：一类是美国户品，一类是欧洲产品，一类是日本产品。欧洲和美国的 术是在互相分离情况下单独研究发展的，所以美国和欧洲的 品有很明显的不同性。而日本的 术是从美国改进的，对美国的 品有继承性，不过日本的主推商品定义在小型 毕业设计 17 国和欧洲因为大中 型 出名，但日本以小型 名。 美国 品： 美国是 产大国，有许多家 商，著名的有 司、通用电气公司、莫迪康公司、德川仪器公司、西屋公司等。其中 司是美国最大的 造商，其产品约占美国 场的一半。 司产品型号齐全、种类多样，它主打的大、中型 品当属 列。此系列是模块式结构，该系列中 50 性能最强，最多可设置到 4096 个 I/O 点，具有比较大的控制和信息管理功能。 欧州 品： 德国的 司、西门子 (司、法国的 司是欧洲著名的产商。德国的西门子的产品以功能精良而反响很好。在中、大型 品领域与美国的 司齐名。 日本 品： 日本的小型 有特色，在中小型机领域中很有盛名，某些用欧美的中大型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就能解决。在开发比较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，因此十分受用户欢迎。日本有很多 造商，如三菱、欧姆龙、富士、口立、松下、东芝等，在世界小型 型市场上，口本商品大约占有 70%。 可编程控制器的生产 厂家众多，产品型号、规格不可胜数。在中国的市场上，欧洲的代表是西门子公司，日本的代表是三菱和欧姆龙公司，美国的代表是 E 公司。各大公司在中国均推出自己的从微型到大型的系列化产品，国产本没有什么市场。 可编程控制器的应用面很广，各行各业都有用到，其应用范围通常分为五种类型。 （ 1）顺序控制 :这是 广泛应用的领域，它取代了传统的继电器控制 （ 2）运动控制： 造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块 （ 3）过程控制 :控制大量的物理参数，例如 :温 度、压力、速度和流量， 块的提供使 有闭环控制功能，即一个具有 制能力的用于过程控制； （ 4）数据处理 （ 5）通信和联网 毕业设计 18 编程控制器的工作过程 概括的讲， 工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期。 序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。 工作过程基本上分为“输入采样”、“程序执行”、“输出刷新”三部分。在输入采样阶段 ， 先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中对应的输入映像寄存器，此时寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，根据梯形图程序扫描原则， 上后下的步序语句逐句扫描，遇到跳转指令则跳转，然后进行运算，运算结果再存入输出映像寄存器。最后进行输出刷新阶段，在所有指令执行完毕后输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在这时转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。 编程控制器的选择 选择是一个比较重要的环节， 择的好坏直接决定了控制性能的优劣甚至是系统的顺利 运行。据资料显示，美国各公司的产品功能比较齐全，但在组成中、小系统时，价格较高；欧洲的产品比较注重功能和价格的统一，特别是中型系统的性能价格比较好 ;日本各公司的产品模块集成度较高，使整个系统的价格也较低，特别是小型 价格上有优势。 在这里我们选用西门子 由于整个砌块生产线由四部分组成，而且每个部分的功能都比较独立，并且各个部分的空间距离也比较远，所以考虑整个砌块生产线采用四台 别控制这四个部分，而且这四部分之间也不存在交换数据的问题，因此无需考虑它们之间的通信。由于整个生产线比较 庞大，我们将以其配料控制系统为代表来讲它的 型。根据配料控制系统的输入输出点数，我们选择 主机型号，这个型号总共 48 点，输入输出分别 24 点，但是由于输入点数还是不满足系统要求，因此将加一个扩展模块，我们采用 号的扩展模块，这个模块有 32 个输入点， 32 个输出点。刚好满足配料系统的要求。无论是扩展模块还是模拟量输入模块，都通过主机的相应接口与主机相连。为了使 常运行，应该考虑留有 I/0 点数余量。 毕业设计 19 5 制砖机 序设计 序设计方 法 序控制设计法 基本步骤及内容如下 : （ 1）步的划分 顺序控制设计法最基本的思想是将系统的一个工作周期划分为若干 个顺序相连的阶段，这些阶段称为步，并且用编程元件来代表各步。 （ 2）转换条件的确定 使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可能是 外部输入信号，如按钮、指令开关、限位开关的接通 /断开等，也可 能是 部产生的信号，如定时器、计数器触电的接通 /断开等， 转换条件也可能是 若干个信号的与、或、非逻辑组合。 顺序控制
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