升降機(jī)的設(shè)計(jì)正文.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目錄第一章 引言1 11 提升機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 1 12 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 2第二章 提升機(jī)的工作過程3第三章 提升機(jī)控制流程圖設(shè)計(jì)5第四章 plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 9 41 plc的i/o硬件設(shè)備名稱、i/o地址分配圖 9 42 硬件的選擇 9 421 提升電動(dòng)機(jī)的選擇 9 422 行程開關(guān)的選擇 10423 接觸器的選擇說明 10 424 繼電器的用法說明 10 43 電氣控制箱的設(shè)計(jì)說明 10第五章 plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 51 主電路設(shè)計(jì) 12 52 plc外部控制電路設(shè)計(jì)（i/o地址分配） 13 53 控制程序的編寫 14第六章 關(guān)于線路的安全問題說明 17總結(jié) 18致謝 20參考文獻(xiàn) 21第一章 引言 提升機(jī)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子產(chǎn)品整機(jī)和部件等物料在不同標(biāo)高的生產(chǎn)線之間傳遞，實(shí)現(xiàn)部件的垂直輸送，如彩電生產(chǎn)線、電腦裝配生產(chǎn)線等。本課題設(shè)計(jì)完成的提升機(jī)是利用提升小車升降托臺(tái)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)部件的垂直輸送，在升降托臺(tái)的上行程中輸送部件，在下行程中空載，在提升小車的一個(gè)循環(huán)過程中完成部件的單方向輸送。提升小車升降托臺(tái)上可裝上不同種類的輸送部件，并與出入口的輸送、檢測(cè)設(shè)備相配合，使輸送過程實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。由于提升機(jī)設(shè)備要求動(dòng)作平穩(wěn)、準(zhǔn)確、可靠、安全性好，因此在本系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)中考慮了較多的電氣互鎖、工作指示和故障報(bào)警處理，如在上、下生產(chǎn)線的出入口處均設(shè)置了安全檢測(cè)裝置（b1、b2），提高了提升機(jī)整體系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。該提升機(jī)的控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性、靈活的操作方法，操作方式可進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)切換，用于設(shè)備的調(diào)試、維護(hù)和自動(dòng)運(yùn)行操作兩方面的功能完成。在該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選用了日本三菱公司的fx2n-48mr型 plc作為系統(tǒng)控制核心，較好的滿足了系統(tǒng)的電氣控制要求。11 提升機(jī)主要技術(shù)參數(shù)l 升降行程：0-20m l 升降速度：0.5米/秒l 最大載荷：40kgl 物料種類：包裝箱、托板l 標(biāo)準(zhǔn)寬度900mm 圖1-1 提升機(jī)外觀圖12 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 圖1-2 提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖主要結(jié)構(gòu)部分含進(jìn)口生產(chǎn)線（含氣動(dòng)檔銷、入口部件檢測(cè)行程開關(guān)sl1）、提升小車（含電滾筒即輸送電機(jī)m2、定位行程開關(guān)sl2）、出口生產(chǎn)線（含出口檢測(cè)行程開關(guān)sl9）、提升小車位置檢測(cè)行程開關(guān)（含sl3sl8）、入口處部件安全檢測(cè)開關(guān)b1、出口處部件安全檢測(cè)開關(guān)b2。第二章 提升機(jī)的工作過程 圖1-3 提升機(jī)工作流程圖本設(shè)備具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式，自動(dòng)用于正常的重物提升和回落，手動(dòng)模式用于調(diào)試、檢查維修等工作。通常手動(dòng)模式開關(guān)設(shè)計(jì)成鑰匙，由專人保管，以保證系統(tǒng)的安全。工作流程圖說明:系統(tǒng)上電，檢測(cè)拖臺(tái)是否有部件，有則拖臺(tái)與出口接平，輸出部件。當(dāng)一個(gè)動(dòng)作結(jié)束后，拖臺(tái)復(fù)位，擋銷放下一個(gè)部件輸出進(jìn)入提升機(jī)。如果拖臺(tái)不到位，部件恢復(fù)動(dòng)作進(jìn)入提升機(jī)。當(dāng)拖臺(tái)與提升機(jī)出口接平，輸送電機(jī)提升部件當(dāng)完成提升動(dòng)作后輸送電機(jī)反轉(zhuǎn)，拖臺(tái)下降。進(jìn)入復(fù)位階段。部件繼續(xù)進(jìn)入提升機(jī)。檢測(cè)元件名稱：檢測(cè)元件分為行程開關(guān)與對(duì)射式光電傳感器。 行程開關(guān)用于檢測(cè)元件的位置并對(duì)電機(jī)進(jìn)行開關(guān)控制，光 電傳感器用于對(duì)外來干擾因素的排除對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行保護(hù) 護(hù)。檢測(cè)元件布置：行程開關(guān)分布在輸入、輸出口與拖臺(tái)的升降行程中， 拖臺(tái) 在升降的行程中分為減速、停止和極限開關(guān)。第三章 提升機(jī)控制流程設(shè)計(jì)序號(hào)名稱內(nèi) 容1sl1on時(shí)檢測(cè)到入口有部件，電磁閥yv1動(dòng)作,擋銷頂升,放行一個(gè)部件2sl2托臺(tái)部件檢測(cè)信號(hào),on時(shí)表示托臺(tái)有部件3sl3托臺(tái)下降極限位置信號(hào),on時(shí)表示托臺(tái)超行程,故障報(bào)警4sl4托臺(tái)下降平進(jìn)口線位置信號(hào),on時(shí)表示進(jìn)口位置到5sl5托臺(tái)下降變速位置信號(hào),on時(shí)托臺(tái)由高速變低速6sl6托臺(tái)提升變速位置信號(hào),on時(shí)托臺(tái)由高速變低速7sl7托臺(tái)提升平出口線位置信號(hào),on時(shí)表示出口位置到8sl8托臺(tái)提升極限位置信號(hào),on時(shí)表示托臺(tái)超行程,故障報(bào)警9sl9出口生產(chǎn)線空位檢測(cè),on時(shí)表示出口生產(chǎn)線沒有空出一個(gè)部件位置10b1進(jìn)口位置安全檢測(cè),on時(shí)表示進(jìn)口有物體,不能提升托臺(tái)11b2出口位置安全檢測(cè),on時(shí)表示出口有物體,不能提升托臺(tái)12sa1手動(dòng)/自動(dòng)選擇開關(guān),1手動(dòng);0自動(dòng)13sb1手動(dòng)提升托臺(tái)14sb2手動(dòng)下降托臺(tái)15sb3手動(dòng)進(jìn)部件16sb4手動(dòng)出部件17fr1提升電機(jī)故障報(bào)警18fr2提升電機(jī)故障報(bào)警19fr3輸送電機(jī)故障報(bào)警20km1提升電機(jī)快速提升,km1=1;km5=121km2提升電機(jī)快速下降,km2=1;km5=122km3提升電機(jī)慢速提升,km3=123km4提升電機(jī)慢速下降,km4=124km5提升電機(jī)快、慢速控制接觸器，km5=1快速;0慢速25km6輸送電機(jī)進(jìn)部件26km7輸送電機(jī)出部件27yv1控制入口擋銷頂升的電磁閥,yv1=0擋銷頂起;1擋銷落下表1-1 元器件功能說明圖1-4 提升機(jī)控制流程圖控制流程圖描述：當(dāng)系統(tǒng)上電后整個(gè)系統(tǒng)得電，用sa1進(jìn)行手動(dòng)控制與自動(dòng)控制的選擇，當(dāng)拖臺(tái)檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)到拖臺(tái)上有部件時(shí)，延時(shí)1s提升機(jī)快速提升，當(dāng)sl6檢測(cè)到拖臺(tái)位置時(shí)，提升機(jī)切換至慢速。sl7檢測(cè)到拖臺(tái)時(shí)提升電機(jī)停轉(zhuǎn)，延時(shí)1s輸出電機(jī)輸出部件。之后，提升機(jī)快速下降，sl5檢測(cè)到拖臺(tái)位置，提升機(jī)切換至慢速。sl4檢測(cè)到拖臺(tái)，提升電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。擋銷落下，部件繼續(xù)進(jìn)入提升機(jī)，形成循環(huán)。如果sl2沒有檢測(cè)到信號(hào)提升機(jī)快速下降，sl5檢測(cè)到信號(hào)，提升機(jī)切換到慢速運(yùn)行，sl4檢測(cè)到拖臺(tái)信號(hào)，提升機(jī)停轉(zhuǎn)。部件進(jìn)入拖臺(tái)。第四章 plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1 plc的i/o硬件設(shè)備名稱、i/o地址分配圖圖4-1 i/o地址分配圖4.2 硬件的選型4.2.1 提升電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)提升機(jī)的控制要求（運(yùn)送部件重量為40kg，提升物料小車最大速度為0.5m/s，物料小車要與上、下生產(chǎn)線正確穩(wěn)定對(duì)接）選擇ydej型三相異步變極雙速電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。所需功率 p1=fv=40*g*0.5=0.2kw電動(dòng)機(jī)的效率=90% 電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率 p2=p1/=0.2/90%=0.22kw電動(dòng)機(jī)實(shí)際電流 i=p/u=0.22*1000/220=1a因此選擇的電動(dòng)機(jī)為浙江大速電機(jī)股份有限公司的產(chǎn)品。 圖4-2 電動(dòng)機(jī)外觀圖技術(shù)數(shù)據(jù) ydej280m-472133.61480910.901.46.51.8282152.22970880.931.471.8型號(hào)功率(kw) 電流(a) 轉(zhuǎn)速(r/min) 效率(%) 功率因數(shù)(cos)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩4.2.2 行程開關(guān)的選擇 行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器。它的作用原理和按鈕類似，動(dòng)作時(shí)碰撞行程開關(guān)的頂桿。本次行程開關(guān)選擇上海飛鴿電器廠的fgx2 系列微動(dòng)行程開關(guān)。技術(shù)參數(shù): 額定絕緣電壓：ac400v； 額定工作電壓：ac380v、dc250v； 額定工作電流：ac-1、21a4.2.3 接觸器的選擇說明接觸器用來切斷電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路的一種控制電路。當(dāng)接觸器觸點(diǎn)切斷電路時(shí)，如果電路中電壓超過10-20 v和電流超過80-100ma，在拉開的兩個(gè)觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生電弧，應(yīng)該安裝滅弧裝置。交流接觸器的額定操作頻率（每小時(shí)接通次數(shù)）為600次/小時(shí)。本次設(shè)計(jì)接觸器選擇廣東奇正電器有限公司的kec2c(cj20c)系列切換電容接觸器，用于交流50hz、額定電壓至380v、額定控制電容器容量至40kvar的低壓網(wǎng)絡(luò)中，專用于接通和分?jǐn)酂o功功率補(bǔ)償電容器，并能抑制接通電容器瞬間產(chǎn)生的涌流，特別適用于帶有微機(jī)控制的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償電容器柜。 4.2.4 繼電器的用法說明繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號(hào)而動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。與接觸器的不同之處為它主要用在弱電的控制中，在本次設(shè)計(jì)中繼電器的適用電壓為24v。對(duì)于繼電器的用法說明如下：繼電器有16個(gè)接線端，編號(hào)14，15 分別為+，-信號(hào)的輸入，輸出端。1，9；2，10；3，11；0，12；分別為常閉觸點(diǎn)接線端。5，9；6，10；7，11；8，4；分別為常閉觸點(diǎn)接線端。因此可以按照以上接線點(diǎn)的說明接線。4.3 電氣控制箱的設(shè)計(jì)說明本次設(shè)計(jì)中電氣控制箱選擇上海臺(tái)朋自動(dòng)化設(shè)備有限公司的esnto(恩斯托)系列密封機(jī)箱，其特點(diǎn)主要有：防塵、防水、防爆、耐酸、耐堿、外型美觀、品質(zhì)穩(wěn)定、完全絕緣不導(dǎo)電、抗撞擊不變形等。在本次設(shè)計(jì)中的控制箱尺寸為200*500*300mm。而臺(tái)朋公司的設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸規(guī)格是從53*53*36mm到400*600*300mm的范圍。本設(shè)計(jì)正好在它所提供的范圍之內(nèi)。而且臺(tái)朋公司的控制箱可以任意加工開孔，可以按照要求的尺寸做出來。 圖4-3 電氣控制箱正、反面圖第五章 plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1主電路設(shè)計(jì) 圖5-1 plc電氣控制電路系統(tǒng)主電路5.2 plc外部控制電路設(shè)計(jì) 圖5-2 plc外部控制電路5.3 控制程序的編寫 1ldm800245anix122sets046andx123stls047sets204ldix2548sets155andx149andx126andx050sets207sets1051anix108anix152sets199sets2153stls1510ldx2554outy611sets3055outy1412stls1056ldix2413outt057sets1614k1058stls1615ldt059outy116andx2260outy1217andx1661ldx1618andx462andx1719sets1163andx320anix464sets1721sets1065anix322stls1166sets1623outy067stls1724outy1168ldix1725ldix1669anix2226anix2270andx2127andx2071andx228andx572sets1829sets1273anix230anix574sets1731sets1175stls1832stls1276outy333outy277sets2334ldix2078stls1935sets1379outt236stls1380k4037outt181ldit238k1082sets1439ldt183ldt240sets1484sets2041stls1485stls2042outy686outy543ldx2487outy1044andx1088sets3089stls21121ldix1190outy1122sets2791ldx17123ldx1192andx22124sets2993andx4125stls2794sets22126outy595anix4127ldix2396sets21128sets1097stls22129stls2898outy3130outt399ldx21131k40100andx3132sets25101sets23133ldt3102anix3134sets29103sets23135stls29104stls23136outy4105outy3137outy10106sets24138stls30107stls24139ldx26108outy7140outy0109ldx0141outy11110sets25142ldx27111stls25143outyi112outy5144outy12113outy13145ldx28114ldx23146outy5115andx1147outy13116sets26148ldx29117anix1149outy6118sets28150outy14119stls26151outs0120outy5圖5-3 控制流程圖在設(shè)計(jì)plc外部電路中，考慮了在plc的外部組成緊急停止電路，控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行的聯(lián)鎖電路、上下限定位聯(lián)鎖電路，以備出現(xiàn)外部電源異常、plc故障等情況。設(shè)置外部安全電路可防止誤動(dòng)作、誤輸出引發(fā)的事故。在本系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計(jì)中，考慮了許多聯(lián)鎖功能，如提升電機(jī)m1的快速提升km1和快速下降km2之間的電氣互鎖，提升電機(jī)m1的慢速提升km3、慢速下降km4和快慢速選擇km5之間的電氣互鎖以及與極限位置開關(guān)sl3、sl8之間的電氣互鎖等，確保了系統(tǒng)的安全性。在plc的電氣控制設(shè)計(jì)中，還充分考慮了運(yùn)行狀態(tài)指示和故障報(bào)警處理部分，使工作狀態(tài)明確、運(yùn)行可靠性提高。第六章 關(guān)于線路的安全問題說明本次線路采用三相五線制供電，380v交流電壓，頻率50hz。在選擇線路時(shí)，安全問題是最重要的，也是需要首先考慮的問題電灼傷時(shí)主要造成人體外部損傷，它是由電弧的高溫或高頻電流流過人體產(chǎn)生的熱量所致，嚴(yán)重灼傷可造成殘廢。低壓大電流斷開或線路有短路時(shí)拉閘都會(huì)發(fā)生拉弧傷人。一般對(duì)人體安全電壓為36v，所以在弱電控制強(qiáng)電的過程中控制部分采用24v電壓是對(duì)人體沒有傷害的電壓。在電氣控制線路中采用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)，低壓斷路器進(jìn)行低壓保護(hù)，但不能用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)，因?yàn)闊崂^電器不能用于啟停六十次/小時(shí)的情況?？偨Y(jié)2個(gè)月過的很快，一會(huì)就過了，此時(shí)的我比較矛盾，一方面緊張將面臨最嚴(yán)厲的畢業(yè)答辯，到目前為止，我依舊沒有太多的把握，只能全力以赴；另一方面對(duì)答辯充滿好奇的同時(shí)，我又有那么一點(diǎn)點(diǎn)的興奮，興奮的是，三年的大學(xué)生活，即將結(jié)束，更廣闊的天空等著我們。由于基礎(chǔ)薄弱，設(shè)計(jì)起來很困難，剛拿到課題時(shí)找資料是第一大難關(guān)，那時(shí)腦子里一片紊亂，無從下手，挑了好多的書，但總是無法把那些片段串聯(lián)成一個(gè)方案，后來通過俞老師和同學(xué)的幫忙，漸漸有了頭緒，確定了方案，正式著手設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)拿起了放下已久的書，參考書本編程，經(jīng)過兩個(gè)月的摸索和學(xué)習(xí)，把原本不清楚的東西都基本弄清楚，在這期間走過彎路，迷茫過，不知所措，經(jīng)過指導(dǎo)老師俞老師細(xì)心的講解加上自己的努力終于完成了設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我以前學(xué)過的理論知識(shí)起到了很好的回顧作用，以前在校學(xué)習(xí)時(shí)不夠清楚如何應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)所學(xué)的課程比較迷茫。開始我們每學(xué)期都會(huì)有一些各個(gè)科目的課程設(shè)計(jì)，但都是以小組的形式去做的，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)就有所不同，它需要自己去查找資料，自己拿出方案，找出設(shè)計(jì)的突破口，經(jīng)過一個(gè)月的努力，這次課程設(shè)計(jì)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)都已經(jīng)出爐了！從電氣圖的繪制到編程的敲入，從梯形圖的出爐到指令表的編寫，我都會(huì)自己動(dòng)手動(dòng)腦，自己找出各個(gè)需要的元件的信息，通過這次的設(shè)計(jì)我想我自己應(yīng)該從中得到很多益處的。但現(xiàn)在通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我很好的運(yùn)用了模擬電路、工廠設(shè)備、plc方面的知識(shí)，對(duì)其加以進(jìn)一步的消化和鞏固。在本次設(shè)計(jì),我學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用弱電控制強(qiáng)電，避免了人體直接與強(qiáng)電接觸的可能，大大提高了人身的安全。也進(jìn)一步了解了plc的一般編程的步驟.也感覺到合作的重要性，這對(duì)我以后的工作上有很大的幫助的。不管做什么都要一步一步的仔細(xì)的做下了。本次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了自己動(dòng)手和動(dòng)腦能力，為將來工作奠定了基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，使我對(duì)以前的知識(shí)得到了鞏固和復(fù)習(xí)，同樣也提高了我的計(jì)算機(jī)的使用能力，更增加了進(jìn)一步的求學(xué)欲望?？傊?jīng)過完成畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益非淺。本次電子產(chǎn)品生產(chǎn)線中提升機(jī)設(shè)計(jì)是用24v的弱電通過三菱fx2n-48mr型plc對(duì)380v的強(qiáng)電進(jìn)行控制。圖紙中可以看出詳細(xì)的情況。在程序圖中所要達(dá)到的控制要求基礎(chǔ)上，在外圍硬件設(shè)置中對(duì)提升機(jī)進(jìn)行行程開關(guān)控制，在每個(gè)出口處安裝了光電傳感器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)有外來非產(chǎn)品的干擾時(shí)系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)行。提升機(jī)的入口處設(shè)氣動(dòng)擋銷,在提升機(jī)的出口處設(shè)置有部件檢測(cè),當(dāng)有部件進(jìn)入提升機(jī)或提升機(jī)出口有部件時(shí),氣動(dòng)擋銷頂起,阻擋后續(xù)部件進(jìn)入提升機(jī)。提升機(jī)上升和下降的過程中分別有極限傳感器和減速傳感器，配合ydej型三相異步變極雙速電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可以使系統(tǒng)很穩(wěn)定地運(yùn)行。由于實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)有很多未考慮的因素，系統(tǒng)運(yùn)行難免有不足之處，需要在運(yùn)行過程中不斷調(diào)試，不斷改進(jìn)以達(dá)到預(yù)期的效果。致謝 在此次提升機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對(duì)提升機(jī)的分析，對(duì)其進(jìn)行了許多改進(jìn)，解決了一些關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：1.提升機(jī)控制流程圖設(shè)計(jì)；2.plc控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；3.plc電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中我遇到了很多的難題，在指導(dǎo)老師俞老師不遺余力的幫助指導(dǎo)下我順利完成