生產(chǎn)線上運輸升降機的自動化設計說明書.doc

無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書1目錄第一章引言11.1可編程序控制器的特點及應用11.2如何選購PLC產(chǎn)品21.3輸入回路的選擇特點31.4輸出回路的選擇特點31.5軟件編制41.6優(yōu)化選擇4第二章運輸升降機系統(tǒng)概述62.1運輸升降機機械系統(tǒng)的組成62.2運輸升降機的自動控制系統(tǒng)的組成62.3運輸升降機的工作原理和控制要求6第三章運輸升降機自動控制系統(tǒng)設計83.1運輸升降機機械系統(tǒng)的結構組成83.2運輸升降機的電機驅動系統(tǒng)的組成143.3運輸升降機自動化控制系統(tǒng)的組成17第四章運輸升降機自動運行工藝流程的設計214.1運輸升降機的外部傳感器設置214.2運輸升降機的停止狀態(tài)位214.3運輸升降機自動運行步驟設計224.4升降升降機精確平層的電氣控制設計294.5對升降機構電磁機械安全抱閘的控制設計31第五章運輸升降機安全運行的設計32第六章運輸升降機的總體整合設計346.1系統(tǒng)選型346.2主要元器件的介紹356.3外部硬件接線圖設計376.4系統(tǒng)I/O分配376.5梯形圖設計386.6源程序設計386.7程序運行過程分析386.8程序的下載、安裝和調試40無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書2第七章運輸升降機的設計特點41第八章運輸升降機的設計注意事項42第九章總結44致謝46參考文獻47附錄48摘要:本設計基于應用西門子S7-200PLC和西門子MM420變頻器組成的升降機控制和驅動系統(tǒng)，可以完成對升降機自動運行的智能化控制和管理，可以根據(jù)生產(chǎn)線的實際生產(chǎn)需要和具體工藝要求自動調整升降方向和速度快慢。也可以在變頻器發(fā)生故障時自動將發(fā)生故障的電機切換到工頻狀態(tài)應急工作。論文分析了運輸升降機機械系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并根據(jù)設計的主次方面，詳細闡述了運輸升降機的各個關節(jié)的高端控制的實現(xiàn)方法。本設計的整個系統(tǒng)自動化程度高，應用范圍廣，可以在多個行業(yè)與國內外各型生產(chǎn)線配套使用。關鍵詞：自動控制系統(tǒng)變頻驅動系統(tǒng)輸送帶光電傳感器編碼器變頻器AutomaticTransportliftsDesignonAutomaticproductionlineAbstract:ThedesignisbasedonapplicationofSiemensS7-200PLCandMM420convertercomprisingSiemensliftcontrolanddrivesystems,canbecompletedontheliftandoperationofintelligentcontrolandmanagementmaybebasedontheactualproductionlineproductionneedsandspecificrequirementsofautomaticadjustmenttake-offandlandingdirectionandspeedthepace.Inverterscanalsoautomaticallyeventofthefailureofthefaultyelectricalswitchtothestateofemergencyfrequency.Papersofmechanicallifttransportsystem,automaticcontrolsystemandtheworkingprinciples,andinaccordancewiththedesignsequence,elaboratedonthevarioustransportliftsinthehigh-endjointcontrolofthemethod.Thedesignofthewholesystemahighdegreeofautomation,wideapplication,inmanyindustriesandvarioustypesofproductionlinesathomeandabroadsupportinguse.Keywords:AutomaticControlSystemVariablefrequencydrivesystem無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書3ConveyorbeltPhotoelectricsensorEncoderInverters第一章引言在工廠中經(jīng)?？匆娨恍┥禉C械，這些升降機械很多由工頻電機直接帶動運行，電氣控制部分一般都很簡單，多數(shù)采用人工手動控制或采用繼電器控制方式。這些升降機械存在一些明顯的問題，如啟動停止和運行不平穩(wěn)，升降運動過程動作不可靠，自動化程度不高，故障率較高，設備能耗高，無法應急運行，存在安全隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內這些生產(chǎn)的升降機械無法與進口的自動化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實際的生產(chǎn)需要轉換和調整升降機械的動作方式和工作順序。隨著變頻技術和PLC控制技術的發(fā)展，工廠中的自動化生產(chǎn)線也越來越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應的物件提升裝置。通過本次簡單設計過程，可以了解到在現(xiàn)實生產(chǎn)中的基本控制思想。認識到若要達到所設計的目的，不僅要做到知識的嚴謹，還要綜合考慮所可能遇到的各種情況以及所處的環(huán)境。在運行的過程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結果。因此，在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，要全面考慮設計所要達到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設計結合起來，才能可能達到設計的目的。11可編程序控制器的特點及應用1.PLC的應用早期的可編程序控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著計算機技術、通信技術和自動控制技術的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術與新興的計算機技術和通信技術融為一體，具有可靠性高、功能強、應用靈活、編程簡單、使用方便等一系列優(yōu)點，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動控制目標實現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出世界上第一臺可編程控制器。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。70年代初期，體積小、功能強和價格便宜的微處理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增強。在機械系統(tǒng)方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語言，除了保持原有的邏輯運算等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書4等功能。進入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片，大大提高了PLC軟、機械系統(tǒng)功能。2.PLC的特點在發(fā)達工業(yè)國家，PLC已經(jīng)廣泛的應用在所有的工業(yè)部門。據(jù)“美國市場信息”的世界PLC以及軟件市場報告稱，1995年全球PLC及其軟件的市場經(jīng)濟規(guī)模約50億美元5。隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展，PLC的功能得到大大的增強，具有以下特點：(1)可靠性高。PLC的高可靠性得益于軟、機械系統(tǒng)上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環(huán)掃描工作方式。(2)具有豐富的I/O接口模塊。PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，有相應的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。(3)采用模塊化結構。為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。(4)編程簡單易學。PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。(5)安裝簡單，維修方便。PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。在設計過程中要注意的一些細節(jié)：12如何選購PLC產(chǎn)品1、系統(tǒng)規(guī)模首先應確定系統(tǒng)用PLC單機控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡，由此計算PLC輸入、輸出點。數(shù)，并且在選購PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上留有一定余量（10%）。2、確定負載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出