皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

/皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名：專業(yè)：設(shè)計(jì)課題：皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件及要求：設(shè)計(jì)條件:（1）起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)為了避開在前段運(yùn)輸皮帶上造成物料積累，要求逆物料流淌方向按確定時(shí)間間隔依次起動(dòng)。其起動(dòng)依次為：（2）停止：停止時(shí)為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留物料，要求順物料流淌方向按確定時(shí)間間隔依次停止。其停止依次為：（3）緊急停止：緊急狀況下無條件地把PD-1、PD-2、YV全部同時(shí)停止。（4）故障停止：運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)M1過載時(shí)，應(yīng)使PD-1、PD-2、YV同時(shí)停止。當(dāng)M2過載時(shí)，應(yīng)使PD-2、YV同時(shí)停止；PD—1在PD-2停止后延遲10s后停止。（5）M1和M2電機(jī)功率都是5.5KW。設(shè)計(jì)要求:1、駕馭繼電接觸器限制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計(jì)實(shí)力；2、駕馭可編程限制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；3、嫻熟駕馭基本邏輯指令的應(yīng)用；4、繪制系統(tǒng)的主電路圖、繼電接觸器限制線路圖（一張）；5、編寫設(shè)計(jì)說明書（一份）。設(shè)計(jì)時(shí)間：自20**年**月**日至20**年**月**日設(shè)計(jì)指導(dǎo)人（簽字）：_________________________教研室主任（簽字）：_________________________年月日書目前言 4一、機(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的 5二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 5（一）設(shè)計(jì)的基本原則 5（二）設(shè)計(jì)的內(nèi)容 6三、系統(tǒng)傳動(dòng)方式的確定 6（1） 往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 7（2）傳動(dòng)方式的選擇應(yīng)使調(diào)速性質(zhì)和負(fù)載特性相適 8（3）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的確定 8（4）電氣系統(tǒng)的愛惜 8四電氣限制方案的確定 13（一）電氣邏輯限制裝置的選擇 13（二）限制方式的選擇 14（三）系統(tǒng)動(dòng)作要求 15（四）確定I/O點(diǎn)數(shù)及PLC的選型 16設(shè)計(jì)總結(jié) 25感謝信 26參考文獻(xiàn) 27前言自動(dòng)化限制技術(shù)被引入工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一百多年的歷史了，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展自動(dòng)化限制技術(shù)更加日新月異。伴隨著數(shù)學(xué)、限制理論計(jì)算機(jī)、電子器件的發(fā)展，出現(xiàn)了自動(dòng)化限制技術(shù)系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已發(fā)展成熟，形成了自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計(jì)方法。電氣限制和PLC課程是機(jī)電類高職工科專業(yè)開設(shè)的實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用型課程。它不僅為電機(jī)調(diào)速限制技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)和限制技術(shù)、電梯應(yīng)用技術(shù)、樓宇自動(dòng)化技術(shù)等后續(xù)課程、集中實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，而且為相關(guān)專業(yè)學(xué)生考初、中級電工資格證書做準(zhǔn)備。本課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生熟悉電氣限制系統(tǒng)的基本限制電路，具有電氣限制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本實(shí)力；駕馭可編程限制器原理及編程方法，具備確定的PLC程序設(shè)計(jì)和PLC應(yīng)用實(shí)力。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械在品種`規(guī)模`設(shè)計(jì)和制造技術(shù)等方面也得到了快速的發(fā)展和提高。目前全國各地均建有機(jī)械制造廠，并逐步走向?qū)I(yè)化生產(chǎn)，以能獨(dú)立自主地進(jìn)行從單機(jī)到成套設(shè)備乃至自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和制造。隨著新材料`新工藝`新技術(shù)的發(fā)展，必需推動(dòng)各種自動(dòng)機(jī)械向電氣限制化和智能化的方向發(fā)展。通過設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用；駕馭繼電接觸器限制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計(jì)實(shí)力，特殊是駕馭典型電氣限制電路的分析和設(shè)計(jì)實(shí)力、可編程限制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本邏輯指令的應(yīng)用、步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用；進(jìn)一步樹立正確的設(shè)計(jì)思想。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，堅(jiān)持和機(jī)械制造生產(chǎn)狀況相符合，使設(shè)計(jì)盡可能做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)可行、操作便利、平安牢靠。由于時(shí)間和水平有限，本設(shè)計(jì)難免有不少缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請老師指責(zé)指正。一、機(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完電工學(xué)、機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)床電氣限制技術(shù)等課程后，進(jìn)行的下一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)學(xué)問的實(shí)力，同時(shí)也培育自己獨(dú)立查閱有關(guān)資料、獨(dú)立思索、獨(dú)立完成任務(wù)的實(shí)力。通過這次設(shè)計(jì)能夠很好提高分析問題和解決實(shí)際問題的實(shí)力，對于提高的綜合素養(yǎng)是大有好處的，對即將走上工作崗位的畢業(yè)生具有確定的實(shí)際意義。另一方面，通過本次設(shè)計(jì)也為以后作好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。因此，要求通過機(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)在以下幾方面得到熬煉。1、能嫻熟運(yùn)用過去所學(xué)的理論學(xué)問和實(shí)踐學(xué)問，按題目所提出的各項(xiàng)要求，正確設(shè)計(jì)主電路及限制線路設(shè)計(jì)。主要完成繼電器、接觸器及PC限制線路設(shè)計(jì)、編寫PC梯形圖及語句表，正確選擇電器元件，畫出主電路及PC限制外部接線原理圖，保證滿足題目所提出的各項(xiàng)要求，提高學(xué)生繼電器、接觸器限制線路設(shè)計(jì)及PC限制線路設(shè)計(jì)的綜合實(shí)力。2、運(yùn)用手冊及圖表資料。駕馭和本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料名稱、出處，并做到嫻熟運(yùn)用，提高獨(dú)立工作及分工協(xié)作實(shí)力。二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟（一）設(shè)計(jì)的基本原則任何一種電氣限制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程)的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)限制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）最大限度地滿足被控對象的限制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深化現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查探討，搜集資料，并和機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切協(xié)作，共同擬定電氣限制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。（2）在滿足限制要求的前提下，力求使限制系統(tǒng)簡潔、經(jīng)濟(jì)，一次性投資小，運(yùn)用后節(jié)約能源。（3）保證限制系統(tǒng)的平安、牢靠，運(yùn)用和修理便利。（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，對于PC限制系統(tǒng)，在選擇PC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。圖一：某原料皮帶運(yùn)輸機(jī)示意圖（二）設(shè)計(jì)的內(nèi)容圖一：某原料皮帶運(yùn)輸機(jī)示意圖在建材、化工、食品、機(jī)械、鋼鐵、冶金、煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛運(yùn)用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸原料或物品。圖一是某原料皮帶運(yùn)輸機(jī)的示意圖，原料從料斗經(jīng)過PD-2、PD—1兩臺皮帶運(yùn)輸機(jī)送出。從料斗向PD-2供料由電磁閥YV限制，PD-1和PD-2分別由電動(dòng)機(jī)M1和M2驅(qū)動(dòng)。三、系統(tǒng)傳動(dòng)方式的確定傳動(dòng)方式包括驅(qū)動(dòng)和調(diào)速兩個(gè)方面。它分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)三種方式。機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)方式干脆影響設(shè)備的性能及結(jié)構(gòu)。在機(jī)械設(shè)備總體設(shè)計(jì)時(shí)，必需從機(jī)械性能和電氣性能兩方面綜合考慮后確定其傳動(dòng)方式。往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定對于僅有一兩個(gè)簡潔往復(fù)動(dòng)作的一般機(jī)械，可接受三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)齒輪減速后用螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來傳動(dòng)。假如機(jī)械設(shè)備具有多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，而且往復(fù)動(dòng)作的調(diào)速性能和自動(dòng)化程度有確定要求時(shí)，應(yīng)接受電磁換向閥限制的液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)。若往復(fù)運(yùn)動(dòng)的調(diào)速性能要求比較高，應(yīng)接受電液比例限制系統(tǒng)來傳動(dòng)。對于往復(fù)運(yùn)動(dòng)位移限制和速度限制要求比較高時(shí)，應(yīng)接受步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)或溝通伺服電機(jī)家滾珠絲杠副來驅(qū)動(dòng)和限制。選擇三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，Y系列電動(dòng)機(jī)是籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和DIN42673標(biāo)準(zhǔn)。本系列接受B級絕緣，外殼防護(hù)等級為封閉式（IP44）或防護(hù)式（IP23）。Y系列電動(dòng)機(jī)額定電壓380V，額定頻率50HZ。具體選型如下：型號額定功率KW滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Kg.m2躁聲凈重kg轉(zhuǎn)速r/min電流A效率﹪功率因數(shù)cos額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速3000r/minY100L-25.528706.39820.877.02.22.20.00297933（2）傳動(dòng)方式的選擇應(yīng)使調(diào)速性質(zhì)和負(fù)載特性相適調(diào)速性質(zhì)是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率和其轉(zhuǎn)速的關(guān)系。負(fù)載特性是指機(jī)械設(shè)備的負(fù)載屬于恒功率負(fù)載（即功率不隨轉(zhuǎn)速變更而變更）還是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，（即轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)速變更而變更）。設(shè)計(jì)任何一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)，必需使調(diào)速性質(zhì)和負(fù)載特性相適應(yīng)。也就是說，恒功率負(fù)載必需接受恒功率調(diào)速性質(zhì)的傳動(dòng)方式，而轉(zhuǎn)矩負(fù)載則必需接受恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)的傳動(dòng)方式。（3）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的確定對于起動(dòng)性能要求不高的機(jī)械設(shè)備，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)可依據(jù)其容量確定，當(dāng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘坎怀^供電變壓器容量的20%時(shí)，一般接受干脆起動(dòng)。當(dāng)容量大于該值時(shí)，可接受星—三角形降壓起動(dòng)或在定子中串電阻降壓起動(dòng)、也可接受自耦變壓器降壓起動(dòng)。假如機(jī)械設(shè)備要求電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)，應(yīng)接受軟起動(dòng)器起動(dòng)或變頻器限制的加速起動(dòng)。（4）電氣系統(tǒng)的愛惜電氣愛惜是電氣限制系統(tǒng)不行缺少的環(huán)節(jié)，在電路中正確設(shè)置愛惜環(huán)節(jié)，是確保電動(dòng)機(jī)、其他用電設(shè)備、電器元件和電網(wǎng)平安運(yùn)行的重要措施。①短路愛惜電路在發(fā)生短路時(shí)，由于短路途路的阻抗很小而產(chǎn)生很大的短路電流，在短路途路上的電器元件觸頭，會因此時(shí)流過的電流大大超過其額定容量而被燒毀回發(fā)生熔焊，導(dǎo)線的絕緣層也會因此被燒毀，甚至?xí)?dǎo)致火災(zāi)。所以發(fā)生短路時(shí)必需瞬間切斷電源，以保證電氣線路的平安。常用的短路愛惜措施有：a.熔斷器愛惜；b.自動(dòng)開關(guān)的脫扣愛惜。②過載愛惜在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升會急劇上升并超過其額定值，輕者會使繞組的絕緣層老化變脆，壽命降低；重者會導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組燒壞。因此在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)必需剛好切斷電源，以保證電動(dòng)機(jī)能在壽命期內(nèi)平安運(yùn)行。常用的過載愛惜措施有熱繼電器愛惜、自動(dòng)開關(guān)過載脫扣愛惜。除此以外，還有以下一些過載愛惜的新措施，如電子式繼電器過載愛惜、埋入電動(dòng)機(jī)繞組的溫度繼電器（有雙金屬片式和熱敏電阻式）過載愛惜，軟起動(dòng)器過載愛惜。③零電壓和欠電壓愛惜在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，假如出現(xiàn)非正常停電后再復(fù)原供電，電動(dòng)機(jī)又自行起動(dòng)，很可能會造成生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)作錯(cuò)亂，運(yùn)動(dòng)部件相互碰撞的設(shè)備事故，甚至釀成人身事故。對電網(wǎng)來說，許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備在復(fù)原供電后同時(shí)自行起動(dòng)，也會引起電網(wǎng)過大的瞬間壓降。為了防止電動(dòng)機(jī)失電時(shí)停止且電壓復(fù)原時(shí)自行起動(dòng)，須實(shí)行零電壓愛惜措施。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，假如電源電壓過低，會導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低甚至停轉(zhuǎn)，結(jié)果造成所拖動(dòng)的設(shè)備不能正常運(yùn)行，甚至可能釀成事故。因此，須要在電源電壓降到允許值以下時(shí)，降電源切斷，實(shí)施欠電壓愛惜。電動(dòng)機(jī)的零壓愛惜和欠壓愛惜無需特殊的愛惜電器元件，只要降限制電動(dòng)機(jī)的接觸器限制電路連接成自鎖電路即可。④電氣元件的選擇按鈕：按鈕是用于人工操作瞬間接通和斷開小電流（5A以下）限制電路的開關(guān)。它有不同的結(jié)構(gòu)型式和顏色。一般狀況下，起動(dòng)按鈕選用綠色，停止按鈕選用紅色，緊急停止按鈕選用紅色蘑菇頭型式；須要顯示按鈕操作狀態(tài)時(shí)選用帶指示燈的按鈕；大多數(shù)按鈕的觸頭為一常開和一常閉，假如須要一個(gè)按鈕限制兩個(gè)或兩個(gè)以上的回路，則選用多對觸頭的按鈕。機(jī)械設(shè)備上常用的按鈕有LA18、LA19、LA20等幾種型號。它們的額定電壓為：溝通500V、直流440V、額定電流為5A。行程開關(guān)：行程開關(guān)用于限制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程。它有觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式兩種類型。有觸點(diǎn)行程開關(guān)又分為直動(dòng)式、杠桿式、微動(dòng)式、組合式，常用的型號有：LX2、LX19、JLXK1、JXW、LXK3、X2等。無觸點(diǎn)行程開關(guān)有接近開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾開關(guān)等。接觸器：選用主要考慮主觸頭的額定電流、額定電壓、電磁線圈的額定電壓，還應(yīng)考慮常開和常閉幫助觸頭的數(shù)量和接觸器的操作頻率。主觸頭的額定電壓應(yīng)等于或大于主電路的額定電壓；電磁線圈的額定電壓必需和限制電路的額定電壓相同；主觸頭的額定電流可按以下公式計(jì)算確定：式中Iec——所選接觸器的額定電壓（A）；Ic——接觸器主觸頭電流（A）；Pe——被控電動(dòng)機(jī)功率（kW）；K——閱歷系數(shù)，一般取1~1.2；Ue——電動(dòng)機(jī)額定線電壓（V）。其選型如下：型號額定電流額定操作頻率（次/小時(shí)）可限制電動(dòng)機(jī)最大容量（kW）主觸點(diǎn)幫助觸點(diǎn)220V380V500VCJ10-202056005.51010熱繼電器：用于對異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載愛惜的熱繼電器有雙金屬片時(shí)和電子式兩種。電子式熱繼電器愛惜性能好，適用于重要電動(dòng)機(jī)的愛惜。假如電氣限制系統(tǒng)已經(jīng)接受自動(dòng)開關(guān)，不必再接受熱繼電器；對負(fù)載恒定、過載可能性很小的電動(dòng)機(jī)，如冷卻泵電機(jī)，可不設(shè)熱繼電器。選擇熱繼電器時(shí)，要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定其額定電流及熱元件的電流等級。對星形連接電動(dòng)機(jī)，可運(yùn)用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，對三角形連接的電動(dòng)機(jī)可接受斷相愛惜的熱繼電器。熱元件的額定整定電流值通常按電動(dòng)機(jī)的額定電流的0.95~1.05倍選用。選用型號如下：型號額定電流（A）熱元件等級熱元件額定電流電流調(diào)整范圍（A）JR16B-20/3JR16B-20/3D200.350.500.721.11.62.43.557.21116220.25~0.350.32~0.500.45~0.720.68~1.11.0~1.61.5~2.42.2~3.53.2~54.5~7.26.8~1110~1614~22熔斷器主要類型有：插入式、螺旋式、填料封閉管式等。常用的有RL1系列。選擇熔斷器時(shí)，應(yīng)依據(jù)電流的特點(diǎn)及參數(shù)求出熔體電流，再依據(jù)熔體電流大小選擇熔斷器的額定電流并確定其型號。①對負(fù)載電流穩(wěn)定的電氣設(shè)備，如照明燈、電阻爐等，可按額定電流選用。②對具有沖擊電流的電氣設(shè)備如異步電動(dòng)機(jī)，可按以下方法確定：單臺電動(dòng)機(jī)長期工作時(shí)：Ir=(2~3)Ied電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)時(shí)，上式的系數(shù)為3~4。假如多臺電動(dòng)機(jī)共用一組熔斷器愛惜，則式中Ir——熔體額定電流；Ied——電動(dòng)機(jī)額定電流；Iemax——容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流；——除容量最大的電動(dòng)機(jī)之外，其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和。型號熔斷器額定電流（A）熔體額定電流等級（A）溝通380V時(shí)極限分?jǐn)鄬?shí)力（A，有效值）RL1-15152、4、5、6、10、152000四電氣限制方案的確定電氣限制方案的合理性干脆影響機(jī)械設(shè)備工作的牢靠性、易修理性以及經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)電氣限制系統(tǒng)時(shí)必需綜合考慮，在保證機(jī)械設(shè)備要求的工作牢靠性和易修理性的前提下，應(yīng)接受簡潔、經(jīng)濟(jì)的電氣限制方案。機(jī)械設(shè)備電氣限制系統(tǒng)通常包括電氣調(diào)速系統(tǒng)、邏輯限制系統(tǒng)和數(shù)字限制系統(tǒng)。（一）電氣邏輯限制裝置的選擇電氣邏輯限制裝置有繼電器-接觸器限制屏、依次限制器和PLC。繼電器-接觸器限制屏的電路結(jié)構(gòu)簡潔，直觀易懂，輸出功率大，價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是觸頭簡潔產(chǎn)生電磨損，工作時(shí)有機(jī)械振動(dòng)，簡潔造成觸頭松動(dòng)。這幾種狀況的發(fā)生都會降低限制系統(tǒng)的工作牢靠性，一旦出現(xiàn)故障，檢查和修理很不便利。依次限制器是一種介于繼電器-接觸器限制屏和PLC之間的一種限制裝置。它具有變更簡潔的特點(diǎn)，尤其是接受插銷板編程時(shí)，變更插銷的位置就可以變更程序，運(yùn)用很便利。這種限制裝置適用于動(dòng)作依次不太困難的限制系統(tǒng)，特殊適用于須要經(jīng)常變更工作依次的生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)限制。但是這種限制系統(tǒng)由于插銷比較多，接觸不良的故障時(shí)有發(fā)生，牢靠性不太高，而且這種產(chǎn)品由于沒有專業(yè)廠生產(chǎn)，所以目前已很少應(yīng)用。PLC具有通用性強(qiáng)、應(yīng)用限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)組裝周期短、編程簡潔、修改簡潔、調(diào)試直觀、維護(hù)便利、牢靠性高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，目前以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)限制。但和繼電器-接觸器限制屏相比，PLC的價(jià)格比較貴。假如機(jī)械設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較少，工作程序和限制要求比較簡潔，無論接受電氣傳動(dòng)還是液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)，其限制系統(tǒng)宜接受繼電器-接觸器限制屏。對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較多、工作程序和限制要求比較困難的機(jī)械設(shè)備，其限制裝置應(yīng)接受PLC。有些機(jī)械設(shè)備雖然執(zhí)行機(jī)構(gòu)少，工作程序也不困難，但工作程序要求經(jīng)常變動(dòng)，這種設(shè)備應(yīng)接受PLC限制。（二）限制方式的選擇限制方式通常有行程限制、時(shí)間限制和其他物理量（壓力、流量、電流、速度等）限制。行程限制方式是利用機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件上的碰塊或感應(yīng)頭，觸發(fā)在固定位置安裝的行程開關(guān)或無觸頭行程開關(guān)，以此發(fā)出行程信號來實(shí)現(xiàn)位置限制。凡是要求進(jìn)行位置限制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都應(yīng)接受行程限制方式。時(shí)間限制方式是利用時(shí)間繼電器或PLC的定時(shí)器，使限制系統(tǒng)按工藝要求的不同時(shí)段進(jìn)行程序步切換，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)限制。因此，機(jī)械設(shè)備的工作程序假如要求要求持續(xù)一般時(shí)間后才切換的則應(yīng)接受時(shí)間限制方式。對于要求實(shí)現(xiàn)位置限制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，假如其行程很短，無法安裝行程開關(guān)。在運(yùn)動(dòng)速度比較穩(wěn)定的狀況下，依據(jù)運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間的乘積等于行程的原理，也可以接受時(shí)間限制方式來實(shí)現(xiàn)位置限制。（三）系統(tǒng)動(dòng)作要求1、起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)為了避開在前段運(yùn)輸皮帶上造成物料積累，要求逆物料流淌方向按確定時(shí)間間隔依次起動(dòng)。其起動(dòng)依次為：2、停止：停止時(shí)為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留物料，要求順物料流淌方向按確定時(shí)間間隔依次停止。其停止依次為：3、緊急停止：緊急狀況下無條件地把PD-1、PD-2、YV全部同時(shí)停止。4、故障停止：運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)M1過載時(shí)，應(yīng)使PD-1、PD-2、YV同時(shí)停止。當(dāng)M2過載時(shí)，應(yīng)使PD-2、YV同時(shí)停止；PD—1在PD-2停止后延遲10s后停止。5、M1和M2電機(jī)功率都是5.5KW。（四）確定I/O點(diǎn)數(shù)及PLC的選型伴隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的成本不斷下降，因?yàn)榇龠M(jìn)了PLC的應(yīng)用。但并不是全部的限制都必需運(yùn)用PLC，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)限制或繼電接觸器限制。在確定限制系統(tǒng)方案時(shí)，首先應(yīng)明確是否有必要接受PLC限制。假如限制系統(tǒng)特殊簡潔，所需I/O點(diǎn)很少，或者雖然I/O點(diǎn)須要較多，但限制關(guān)系特殊簡潔，各部分之間聯(lián)系很少，可以考慮不用PLC，而接受傳統(tǒng)的繼電接觸器限制。除此之外，只要滿足下列狀況之一，應(yīng)當(dāng)首選PLC。1）系統(tǒng)所需I/O點(diǎn)數(shù)較多（比如在十幾個(gè)點(diǎn)以上），限制要求比較困難。2）現(xiàn)場處于工業(yè)環(huán)境，而又要求限制系統(tǒng)具有較高牢靠性。3）系統(tǒng)的工藝流程可能經(jīng)常發(fā)生變更，輸入、輸出限制量需經(jīng)常調(diào)整。4）要求完成多種定時(shí)、計(jì)數(shù)、甚至困難的邏輯、算術(shù)運(yùn)算，以及對模擬量的限制。5）須要完成和其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信或聯(lián)網(wǎng)。6）系統(tǒng)體積很小，要求限制設(shè)備嵌入系統(tǒng)設(shè)備之中等。1、輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量依據(jù)示意圖和限制要求可知，該系統(tǒng)須要5個(gè)輸入點(diǎn)和3個(gè)輸出點(diǎn)。2、PLC的選擇此限制系統(tǒng)只有簡潔的開關(guān)量限制，沒有模擬量的輸入或輸出，對系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間也沒有特殊的要求，時(shí)間繼電器的定時(shí)也是固定的，小型PLC即可滿足要求。因系統(tǒng)須要5個(gè)輸入點(diǎn)和3個(gè)輸出點(diǎn)，可選用三菱公司的整體式小型PLCF1-20M，它具有12個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)，完全滿足要求。F系列PLC一共有三種不同單元，即基本單元、擴(kuò)展單元和特殊單元?；締卧獌?nèi)有中心處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口電路等，每個(gè)限制系統(tǒng)必需有一個(gè)基本單元。要增加I/O的點(diǎn)數(shù)，可連接擴(kuò)展單元。要增加限制功能，則可連接相應(yīng)的特殊單元，如高速計(jì)數(shù)單元、模擬量單元等。①F系列PLC的型號為了滿足用戶的不同要求，F(xiàn)系列PLC有多種型號規(guī)格，表示方法如下：F—①②③④，其中：①表示輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)；②表示本單元的類型：M為基本單元，E為擴(kuò)展單元；③表示輸出類型：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為晶閘管輸出；④表示電源電壓種類：V為100/110V溝通，E為220/240V溝通，D為24V直流。F系列PLC總體技術(shù)特性和數(shù)據(jù)如下：項(xiàng)目F—20MF—40M電源功耗<11VA<25VA電壓AC100~110V，AC200~220V50/60Hz計(jì)時(shí)點(diǎn)數(shù)8點(diǎn)16點(diǎn)設(shè)定位數(shù)2位3位設(shè)定范圍0.1~99s0.1~999s計(jì)數(shù)點(diǎn)數(shù)8點(diǎn)16點(diǎn)設(shè)定方式設(shè)定范圍1~991~999幫助繼電器64個(gè)（其中16個(gè)有掉電愛惜功能）192個(gè)（其中64個(gè)有掉電保持功能）用戶存貯器容量數(shù)制八進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)量477890運(yùn)算指令繼電器符號速度100s/步序（平均）45s/步序（平均）可靠性施和情況電池愛惜鋰電池，可連續(xù)運(yùn)用五年，保持RAM程序瞬時(shí)停電補(bǔ)償<20ms瞬間停電可不出錯(cuò)接著運(yùn)行抗電平干擾實(shí)力1000V，1s耐振動(dòng)實(shí)力10~55Hz,0.5mm,最大2g（重力加速度）CPU出錯(cuò)自診斷程序監(jiān)視器，求和檢驗(yàn)電池電壓監(jiān)視電壓不足指示燈顯示一般環(huán)境溫度0~+55℃（儲存溫度-15~+6環(huán)境濕度85%RH以下（無結(jié)露）絕緣電阻>5M（DC500V）絕緣耐壓AC1500V1min外形尺255mm×80mm×100mm305mm×110mm×110mm重量1.5kg2.3kg②常用PLC的編程指令系統(tǒng)（1）LD指令LD（Load）：取指令，適用于梯形圖中和左母線相連的第一個(gè)常開觸點(diǎn)，表示一個(gè)邏輯行的起先。（2）LDN指令LDI（LoadInverse）：取反指令，適用于梯形圖中和左母線相連的第一個(gè)常閉觸點(diǎn)。（3）OUT指令OUT（Out）：線圈驅(qū)動(dòng)指令（又叫輸出指令），適用于將運(yùn)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)輸出繼電器、幫助繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的線圈，但不能用于輸入繼電器。OUT指令用于計(jì)數(shù)器和定時(shí)器時(shí)，必需有常數(shù)K值緊跟，K分別表示定時(shí)器時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)，它也作為一個(gè)步序。（4）AND指令A(yù)ND（And）：“和”指令，適用于和觸點(diǎn)串聯(lián)的常開觸點(diǎn)。（5）ANI指令A(yù)NI（AndInverse）：“和反”指令，適用于和觸點(diǎn)串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。（6）OR指令OR（Or）：“或”指令，適用于單觸點(diǎn)并聯(lián)的常開觸點(diǎn)。（7）ORI指令ORI（OrInverse）：“或反”指令，適用于單觸點(diǎn)并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)。（8）RST指令RST（Reset）：計(jì)數(shù)器和移位寄存器的復(fù)位指令，適用于將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值回復(fù)到設(shè)定值或清除移位寄存器中全部位的信息，即清零。計(jì)數(shù)器有計(jì)數(shù)輸入和復(fù)位輸入兩個(gè)輸入端。當(dāng)計(jì)數(shù)輸入端觸點(diǎn)每次從斷開至接通時(shí)，計(jì)數(shù)器的值減1，當(dāng)通斷次數(shù)達(dá)計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減為0，此時(shí)計(jì)數(shù)器的線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合。假如要計(jì)數(shù)器從當(dāng)前值回到最初設(shè)定值，則要接通復(fù)位輸入端的觸點(diǎn)，RST起復(fù)位作用，使計(jì)數(shù)器線圈斷開，其常開觸點(diǎn)斷開。RST指令總是優(yōu)先執(zhí)行的，因此當(dāng)RST的輸入保持時(shí)，對計(jì)數(shù)器或移位寄存器的輸入不再接受。全部的計(jì)數(shù)器和部分寄存器具有掉電愛惜功能，所以當(dāng)不必再保持計(jì)數(shù)器原有狀態(tài)時(shí)，在工作起先之前，要運(yùn)用特殊幫助繼電器M71，在主機(jī)投入運(yùn)行的瞬時(shí)，產(chǎn)生的初始化脈沖，使計(jì)數(shù)器或位移寄存器復(fù)位。（9）SFT指令SFT（Shift）：移位指令，適用于將移位寄存器中的內(nèi)容做移位操作?？捎?個(gè)或16個(gè)幫助繼電器組成移位寄存器。③移位寄存器三個(gè)輸入端功能為：數(shù)據(jù)輸入端IN：當(dāng)連接IN端的觸點(diǎn)接通時(shí)，表示把“1”送到移位寄存器的最低位，反之則把“0移位信號輸入端CP：當(dāng)連接CP端的觸點(diǎn)每由斷變通一次、來一個(gè)脈沖時(shí)，移位寄存器的內(nèi)容從編號小的低位，向編號大的高位依次移動(dòng)一次，最高位原來的數(shù)據(jù)丟失。復(fù)位信號輸入端R：當(dāng)連接R的觸點(diǎn)接通時(shí)，對應(yīng)的幫助繼電器全部斷開，即移位積存器全部清零。假如R端連接的觸點(diǎn)始終處于接通狀態(tài)，則數(shù)據(jù)輸入和移位輸入的信號全無效。F系列指令系統(tǒng)如下：指令功能指令功能LD公共總線或支路的起始常開觸點(diǎn)PLS脈沖產(chǎn)生指令LDI公共總線或支路的起始常閉觸點(diǎn)SFT移位寄存器的移位指令A(yù)ND串聯(lián)的常開觸點(diǎn)NOP空操作指令A(yù)NI串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)END程序結(jié)束指令OR單個(gè)并聯(lián)的常開觸點(diǎn)S操作保持指令ORI單個(gè)并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)R操作保持復(fù)位指令A(yù)NB電路塊的串聯(lián)連接MC主控轉(zhuǎn)移指令ORB電路塊的并聯(lián)連接MCR主控復(fù)位指令OUT線圈驅(qū)動(dòng)指令CJP條件跳步指令RST計(jì)數(shù)器、移位寄存器復(fù)位指令EJP跳步結(jié)束指令3、繼電器的選擇JZ17型繼電器是引進(jìn)日本OMRON公司技術(shù)。設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品（原型號為MA460N）?？捎糜跍贤?0Hz或60Hz，額定電壓至220V的限制電路中。該產(chǎn)品接受直動(dòng)式磁系統(tǒng)，橋式雙斷點(diǎn)觸頭，共有8對觸頭（4常開4常閉）。JZ17型繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)：額定絕緣電壓（V）約定發(fā)熱電流（A）使用類別觸頭額定工作電壓（V）觸頭額定限制容量（VA）電壽命（萬次）機(jī)械壽命（萬次）操作頻率（次/h）動(dòng)作時(shí)間（s）重量4406AC-113803605060012000.030.291808072120DC-1122028604、I/O地址支配地址支配如下：輸入設(shè)備輸入點(diǎn)編號輸出設(shè)備輸出點(diǎn)編號起動(dòng)按鈕X400M1接觸器Y430停止按鈕X401M2接觸器Y431急停按鈕X402YVY432M1熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)X403――――M2熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)X404――――5、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)限制要求用基本邏輯指令編程編制的梯形圖如圖二。圖中，T450、T451分別為PD-2、YV延時(shí)起動(dòng)的計(jì)時(shí)器；T452、T453分別為PD-2、PD-1延時(shí)停止的計(jì)時(shí)器。①語句表LDＸ400LDT451ORY430ANDNM101ANDNＸ402OUTY432ANDNＸ403LDＸ401ANDNＸ453ORM101OUTY430ANDNＸ400TMRT450OUTM101K5TMRT452LDT450K10OUTM100LDY430LDM100ANDNＸ404ORY431ORY452ANDNＸ402TMRT453ANDNＸ403K10ANDNＸ404ANDNＸ452OUTY431TMRT451K5②程序運(yùn)行過程起動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，X400接通，Y430接通并自鎖，M1起動(dòng)，PD-1投入運(yùn)行；T450起先計(jì)時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，M100產(chǎn)生一脈沖，使Y431接通并自鎖，M2起動(dòng)，PD-2投入運(yùn)行；T451起先計(jì)時(shí)。T451計(jì)時(shí)到，T451常開觸點(diǎn)閉合，Y432接通，YV投入運(yùn)行，完成全部起動(dòng)過程。停止時(shí)，按下按鈕，X401接通，M101接通并自鎖。Y432斷開，YV停止；T452起先計(jì)時(shí)，T452起先計(jì)時(shí)到，T452常閉觸點(diǎn)斷開，使Y431斷開，M2停止，PD-2停止運(yùn)行；同時(shí)T452常開觸點(diǎn)閉合，使T453計(jì)時(shí)。T453計(jì)時(shí)到，T453常閉觸點(diǎn)斷開，使Y430斷開，M2停止，PD-1停止運(yùn)行，完成全部停止過程。運(yùn)行中緊急停止時(shí)，按下急停按鈕，X402常閉觸點(diǎn)斷開，使Y430、T450、Y431、T451斷開，Y432也斷開，同時(shí)停止運(yùn)行。運(yùn)行中當(dāng)M1過載時(shí)，X403常閉觸點(diǎn)斷開，使Y430、T450、Y431、T451斷開，Y432也斷開，PD-1、PD-2、YV同時(shí)停止運(yùn)行。運(yùn)行中當(dāng)M2過載時(shí)，X404常閉觸點(diǎn)斷開、使Y431、T451斷開，Y432也斷開，PD-2、YV同時(shí)停止運(yùn)行；X404常閉觸點(diǎn)斷開使T453計(jì)時(shí)。T453計(jì)時(shí)時(shí)，T453常閉觸點(diǎn)斷開，使Y430斷開，M1停止，PD-1停止運(yùn)行。設(shè)計(jì)總結(jié)“操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器?！痹趨⒓颖敬螜C(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的過程中，獲益匪淺，對所學(xué)的專業(yè)課程學(xué)問有了更系統(tǒng)的理解和駕馭。第一次系統(tǒng)地參加了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，對于設(shè)計(jì)程序有了深刻的了解和駕馭。在本次為期一周的機(jī)床電氣限制技術(shù)課程設(shè)計(jì)中，通過查閱有關(guān)書籍，了解和駕馭了機(jī)床電氣限制技術(shù)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法，并運(yùn)用了這些方法和步驟進(jìn)行了皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我們對機(jī)床電氣限制技術(shù)設(shè)計(jì)的基本原理和步驟有深化的了解，打好了確定的基礎(chǔ)。只有在基礎(chǔ)學(xué)問扎實(shí)后才可依據(jù)工程實(shí)際的須要對一些不是特殊必要的步驟和計(jì)算進(jìn)行簡化，達(dá)到滿足要求，又簡化設(shè)計(jì)的目的。在這次設(shè)計(jì)過程中，我們學(xué)會了充分利用圖書館的資源，查閱了大量相關(guān)書籍。在對接受調(diào)速回路系統(tǒng)時(shí)，確定電動(dòng)幾功率是應(yīng)以泵的最大功率作為依據(jù)。管路的長度在確定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)應(yīng)以詳盡的方法能計(jì)算確定，但往往也很難做到，工程設(shè)計(jì)中一般按遵守原則進(jìn)行。同時(shí)