自动装箱生产线系统的设计

--2.32.3交流接触器交流接触器是一种自动控制电器可频繁接通和切断电路。它主要由电磁部分、触头部分及灭弧罩组成。灭弧罩用陶瓷制成的，盖在三个主触头上，使产生的电弧迅速熄灭，不外溅。当线圈通电时，静铁芯产生电磁吸力，将铁芯吸合，由于触头系统是于动铁芯联动的，因此动铁芯带动三条动触片同时运行，触点闭合，从而接通电源。当线圈失电时，吸力消失，动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离，使主触头断开，切断电源。同时交流接触器具有欠压保护。选择接触器1选择接触器主触头的额定电压：应等于或大于负载的饿额定电压。2选择接触器触头的额定电流：被选用接触器触头的额定电流应不小于负载电路的额定电流。也可根据所控制的电动机最大功率进行选择。如果接触器是用来控制电动机的频繁启动、正反或反接制动等场合，应将接触器的主初头额定电流降低使用，一般可降低一个等级。3根据控制电路要求确定吸引线圈工作电压和辅助触点容量：如果控制线路比较简单，所用接触器的数量较少，则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或220V。如果控制线路比较复杂，使用的电器又比较多，为了安全起见，线圈的额定电压选低一些，这时需要加一个控制变压器本设计采用,CJ10系列交流接触器2.42.4热继电器热继电器常用来对电动机进行过载保护。电动机在运行过程中，由于种种原因，如长期过载、频繁启动、欠压运行、断相运行等均会使流过电动机的电流超过额定值。若过电流的数值不足以使电路中的熔断器熔断，电动机绕组就会因过电流而导致发热，影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机。这时就需要热继电器进行过载保护。通常热继电器的动作电流应等于电动机的额定电流热继电器的选择1.类型的选择：类型的选择：一般情况下，可选用两相结构的热继电器，但当三相电压的均衡性较差，工作环境恶劣或无人看管的电动机，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断保护装置的热继电器2.热继电器额定电流的选择：热继电器的额定电流应大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。3.热元件额定电流的选择和整定：热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过S5时，热元件的整定电流调节到等于电动机额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载不允许停止时。热元件整定电流调节到电动机额定电流的101—105倍本设计采用,JR10系列热继电器JR10系列热继电器 2.5时间继电器时间继电器时间继电器是一种呢感延时动作的控制电器，其特点是电磁线圈通电后其触头经过一定时间间隔动作。选用时间继电器应注意：其线圈（电源）的电流种类和电压等级应与控制电路相同，按控制要求选择延时方式和触点形式；校核触点容量和数量，若不够时，可用中间继电器扩展。常用的时间继电器有JS7系列空气阻尼式、JS17系列电动式、JSJ系列晶体管式、JS20系列单结晶体管式。本设计采用,JS7系列空气阻尼式时间继电器JS7系列空气阻尼式时间继电器2.6电动机电动机,它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。电动机的种类1.按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。2.按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。3.按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机.4.按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机5.按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。6.按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机2.72.7行程开关行程开关(限位开关)的工作原理及符号表示行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。（1）直动式行程开关其动作原理与按钮开关相同，但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度，不宜用于速度低于0．4m／min的场所。字串2直动式行程开关1-推杆2-弹簧3-动断触点4-动合触点（2（2）滚轮式行程开关当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。滚轮式行程开关1-滚轮2-上转臂3、5、11-弹簧4-套架6-滑轮7-压板8、9-触点10-横板滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。字串5（3（3）微动开关式行程开关常用的有LXW-11系列产品第2.8节PLC的结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，它按照用户程序存储中预先编制的控制程序，通过输入接口采入现场信息，执行逻辑或数值运算，进而通过输出接口控制各种执行机构动作。作为一种以微处理器为核心的用作数字控制的特殊计算机，它的硬件配置与一般微机装置类似，主要是由CPU模块、输入/输出模块、电源等部分组成。图图2.1PLC基本结构框图（1）CPU中央处理单元CPU是可编程序控制器的控制中枢。每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。PLC的CPU模板主要完成以下各项工作：○1接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；○2用扫描的方式接收现场输入设备的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器中；○3诊断电源和PLC内部电路工作状态的编程过程中的语法错误；○4执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储等功能；○5根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输出映象寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出的控制、制表、打印或数据通讯等功能。（2）I/O模块：PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入输出模块可分为：数字I/O接口、模拟I/O接口、智能I/O接口、通信接口、扩展接口。（3）电源模块：有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。第2.9节PLC的工作原理PLC控制任务的完成是建立在其硬件的支持下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，这一点是和计算机工作原理一致的。因此，PLC的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的。PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。周而复始。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。图3.2PLC工作示意图第4章4.1本文主要研究内容：本文主要对自动装箱控制系统进行研究，对所用到的各个器件的功能进行了详细的介绍。文章先将设计的总体思路做了具体的概括，主体部分采用两条传送带，一条是包装箱传送带，另外一条是产品传送带，对产品计数采用光电传感器。电机部分采用固态交流SSR，内部器件的数值大小根据所装箱的产品的重量进行设置。主电路部分采用803174LS3732764组成了一个单片机最小系统。为了读键盘给定植，及完成检测和控制，该设计专门扩展一个8255A可编程接口及程序存储器EPROM2764。对各控制进行程序编制，这样软硬件结合的方式完成整个自动装箱控制系统的设计关键字：光电传感器三相异步电动机4.2主要解决的问题：1按下控制装置启动按钮后，传输线2先启动运行，拖动空箱体前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传输线2制动停止。2传输线2停车后，传输线1启动运行，产品逐一落入箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达到10个时，传输线1制动停车，传输线2启动运行。上述过程周而复始进行，直到按下停止按钮，传输线1和传输线2同时停止。应有必要的信号指示，如电源有电、传输线1工作和传输线2工作等。5传输线1和传输线2应有独立点动控制，便于维修和调试。第5章5.15.1继电器控制主电路继电器的主电路5.2继电器控制电路继电器的控制电路5.3自动装箱生产线的工作原理：合上电源开关QS，按下启动按钮SB1,KM2线圈得电并自锁，电动机2运行，传输线2运行，当到指定位置时，传输线2停。时间继电器KT线圈得电，并计时1S，时间一到KT常开触头闭合，KM1线圈得电并自锁，电动机1运行，传输线1运行，当苹果下落SQ1传感器发出脉冲信号并计数10个，10个苹果一到，按下计数器复位按钮SB3,计数器常闭触头断开，传输线1停，常开触头吸合，KM2线圈得电并自锁，传输线2运行，在按下停止按钮SB3，传输线1，2均停止。5.4I/O分配端编程元件编程元件I/O端子电路器件元件作用输入继电器X0SB1启动按钮SB1X1SB2停止按钮SB2X2SB3计数器复位按钮SB3X3SQ1传感器SQ1X4SQ2传感器SQ2输出继电器Y0KM1电动机M1Y1KM2电动机M25.5接线图5.6梯形图5.7指令图5.8流程图· · 传输线1传输线1运行SQ1检测并计数计时器计数10个按下计数复位按钮开始按启动按钮SB1传输线2运行SQ2动作后停计时器延1结束按下停止按钮SB2第5章结论毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整自动装箱生产线系统的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种夹具的适用范围，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了很多知识，这是很珍贵的。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论是机械加工还是设计，我都采用了一些新的技术和设备，他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如在系统设计上就有很大的不足，在这个机械制造业被高度重视的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。总之，设计是灵活性很大的创造过程，同时也认识了自己的不足，为今后的设计，工作打下了坚实的基础。致谢为期三个月的毕业设计即将接近尾声，在指导老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成。首先，向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯串于设计的完全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我们学会逗乐书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，他和我们在一起共同解决了设备出现的各种问题。其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。总之，本次设计是在老师的指导下和同学的帮助下共同完成的，在设计的三个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对