電視機流水線的自動檢測控制設計與開發(fā)分析研究 機械自動化專業(yè)

電視機流水線的自動檢測控制設計與開發(fā)目錄前言 1第一章概述 21.1課題來源及意義 21.1.1課題來源 21.1.2課題意義 21.2課題論證 31.3彩電自動檢測流水線中可編程控制器介紹 31.3.1PLC概述 31.3.2PLC的體系結構 61.3.3PLC在彩電自動化流水線的應用 7第二章彩電自動流水線檢測方案的建立 82.1電視機自動流水線系統(tǒng)概述 82.1.1系統(tǒng)主要組成部分基本描述 82.1.2整機線工藝流程 82.1.3彩電總裝線系統(tǒng)原理框圖 92.1.4電視機自動流水線提供的主要功能 92.2彩電自動流水線系統(tǒng)的組成部分 92.2.1機械部分 92.2.2氣動部分 102.2.3電氣部分 102.3白平衡調(diào)整方案的建立 112.3.1為什么要進行白平衡調(diào)整 112.3.2白平衡調(diào)整原理 122.3.3電視機流水線自動檢測裝置 122.3.4自動抽檢過程的PLC控制 162.3.5電視機流水線自動檢測合格率顯示方案的建立 17第三章自動檢測控制和合格率顯示設計 203.1自動檢測控制和合格率顯示流程 203.2自動檢測控制的實現(xiàn) 223.2.1PLC的選型及電路連接 223.2.2輸入輸出點位分配 233.2.3自動檢測的軟件梯形圖設計部分 243.3檢測合格率自動顯示的實現(xiàn) 293.3.1合格率顯示原理 293.3.2合格率顯示實現(xiàn) 293.3.3合格率顯示程序梯形圖設計部分 30結論 38參考文獻 39附錄 40前言當前，隨著數(shù)字技術和信息技術的發(fā)展，3C融合正打破以往的界限，而彩電作為3C融合的重要終端也在快速轉(zhuǎn)型。為了加速向信息家電轉(zhuǎn)型，企業(yè)的生存環(huán)境以及突破方向，在產(chǎn)業(yè)價值鏈、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式三方面迎來新契機。長期以來，電視一直是家庭的絕對主角，但隨著各路IT廠商的介入，關于家庭信息終端出現(xiàn)了兩種版本：一是電視，另一是PC，在當前的消費環(huán)境下，電視依然是數(shù)字家庭的中心。因為PC的普及程度遠遠沒有電視廣泛，況且對中國老百姓來說操作復雜，在電視的平臺上搭建數(shù)字家庭更有“群眾基礎”。產(chǎn)業(yè)形態(tài)的融合加速彩電向3C產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。在產(chǎn)業(yè)形態(tài)的突破領域，彩電企業(yè)逐漸向信息家電和IT方向發(fā)展。為此，須不斷并入新的技術元素和產(chǎn)業(yè)基因。3C布局基本成形，為彩電產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型提供強有力的產(chǎn)業(yè)基礎和技術支持。第一章概述1.1課題來源及意義1.1.1課題來源全新的商業(yè)模式為彩電的發(fā)展帶來了巨大的增值空間。在全新的商業(yè)模式下，彩電業(yè)正進入信息服務和內(nèi)容提供。產(chǎn)業(yè)形態(tài)的融合加速彩電向3C產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。在產(chǎn)業(yè)形態(tài)的突破領域，彩電企業(yè)逐漸向信息家電和IT方向發(fā)展。為此，須不斷并入新的技術元素和產(chǎn)業(yè)基因。3C布局基本成形，為彩電產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型提供強有力的產(chǎn)業(yè)基礎和技術支持,而彩電生產(chǎn)成本的降低將會帶來明顯的競爭優(yōu)勢，提升企業(yè)整體的競爭力，而產(chǎn)業(yè)化的形成必須有堅實的硬件為依托，彩電自動化生產(chǎn)線作為彩電生產(chǎn)過程不可或缺的一部分顯示出了其重要的位置，因此研究彩電生產(chǎn)的自動化成為迫切的需要。1.1.2課題意義該自動檢測過程開發(fā)的主要目的是通過對本課題的研究達到對目前彩電生產(chǎn)過程及自動檢測過程的深入了解，以及如何將所學自動控制知識和實際相結合，達到學以致用。是PLC控制技術在生產(chǎn)自動化中的一個重要體現(xiàn)。1.2課題論證基與以上分析，如何能真正實現(xiàn)PLC作為智能控制器在彩電自動檢測過程中的實際應用，將新的技術元素與傳統(tǒng)的工業(yè)制造相融合，針對彩電自動流水線中重要的組成部分白平衡的自動測試實現(xiàn)，和測試過程的合格率分析后自動顯示測試合格率功能成為本論文需研究的方向。1.3彩電自動檢測流水線中可編程控制器介紹1.3.1PLC概述PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。PLC的構成從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、IO板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、IO模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。CPU的構成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。IO模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（IO）完成的。IO模塊集成了PLC的IO電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。IO分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。PLC系統(tǒng)的其它設備編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。1.3.2PLC的體系結構一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結構類型的PLC，都屬于總線式開放型結構，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結構框圖如下所示：圖1-1PLC硬件的基本結構1.3.3PLC在彩電自動化流水線的應用彩電生產(chǎn)自動化流水線系統(tǒng)的控制有2種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)和PLC(可編程序控制器)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，系統(tǒng)構成復雜，功耗高等明顯的缺點已逐漸被人們所淘汰，PLC控制系統(tǒng)以其運行可靠、使用與維護均很方便，抗干擾能力強，適合新型高速網(wǎng)絡結構，初次投資后很多時候在不更改硬件接線的方式下可以通過更改軟件的方式來滿足工藝的要求，這些顯著的優(yōu)點使其逐步得到廣泛的應用。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)，通過數(shù)字的輸入和輸出，控制整個彩電生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程。PLC具有功能強大、使用可靠、維修簡便等許多優(yōu)點。對于傳統(tǒng)的繼電器電路來說，它難以實現(xiàn)復雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設計繁瑣，難以實現(xiàn)升級，并易發(fā)故障，維修復雜，現(xiàn)在已被大中型設備的控制系統(tǒng)所拋棄。而PLC正被廣泛的應用并且已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。隨著科學技術不斷的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強大，同時它的功能也大大超過了邏輯控制的范圍，基于以上優(yōu)點因此本次設計采用了PLC作為檢測自動控制的控制核心，來完成工裝板的自動移載控制及抽檢合格率的自動顯示。第二章彩電自動流水線檢測方案的建立2.1電視機自動流水線系統(tǒng)概述2.1.1系統(tǒng)HYPERLINK主要組成部分基本描述整個電視機生產(chǎn)線由以下5個主要部分組成：1．總裝線：進行各部件的總裝，包括CRT與面框的合攏、機芯裝配、面框組件裝配、揚聲器組件裝配、聲筒組件裝配等。2.老化線：整機老化，在常溫下通電來模擬其工作過程，用以檢查元器件早期失效。3.總調(diào)線：對彩電的白平衡，行掃描，場掃描等性能參數(shù)進行調(diào)整。4.修理線：對生產(chǎn)過程中檢查不合格的故障機器進行修理處理，修理合格后進入下一道工序。5.自動包裝線：對調(diào)試合格的整機進行封箱、打帶及運輸入庫。2.1.2整機線工藝流程整機線工藝流程分為：①前殼裝配、②喇叭加工、③連線粗調(diào)、④常溫老化、⑤細調(diào)、⑥后殼裝配、⑦總檢、⑧包裝等8個大工序，屬于結構裝配工藝范疇的工序有：①前殼裝配、②喇叭加工、⑥后殼裝配、⑧包裝等4大工序。屬于電路調(diào)試工藝范疇的工序有：③連線粗調(diào)、④常溫老化、⑤細調(diào)、⑦總檢等4大工序。2.1.3彩電總裝線系統(tǒng)原理框圖圖2-1彩電總裝線系統(tǒng)原理框圖2.1.4電視機自動流水線提供的主要功能采用自動輸送線體實現(xiàn)裝配的自動化流水作業(yè)，強制節(jié)拍。工人的勞動強度低，輸送率高無須或很少人工干預，減少勞動量，安全可靠性好。由于具有進出口自動水平機可以與流水線相配，實現(xiàn)流水線的立體流程。由于升降機自身具有圍井和升降導軌，故不象電梯必須具有專用的電梯圍井和驅(qū)動房。由于用四根鏈條提升，導軌不受力，鏈條不需要更換，故維修保養(yǎng)方便簡單，可靠性也高。2.2彩電自動流水線系統(tǒng)的組成部分2.2.1機械部分整個彩電生產(chǎn)線采用柔性倍速鏈為輸送介質(zhì)，輸送方式由雙排鏈式以線體為支架組成了環(huán)行的自動生產(chǎn)線，采用阻擋器定位使工件自由運動或停止，工裝板在兩端可以自動頂升，橫移過渡，工裝板為載體，帶動工件以2倍于鏈條傳送的速度運行，整機移載機將工件從一個工位通過動力輸送移載到另一個工位，以使工裝板換線，工位設置氣動阻擋器、腳踏開關、線內(nèi)頂升旋轉(zhuǎn)、頂升移行以及各種裝配、檢測設備，工裝板上配置各種工裝夾具，以防止彩電半成品在倍速鏈上輸送時出現(xiàn)摔機現(xiàn)象，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)。2.2.2氣動部分氣缸、電磁閥器件的動作采用空氣壓縮機提供的0.8MPa的標準驅(qū)動信號來進行，支柱采用鋁合金方型柱，導軌采用滾珠式導軌。氣動邏輯控制回路自動調(diào)整平衡氣缸內(nèi)的氣壓，達到自動平衡的目的。工作時，工裝板在氣缸上，由PLC的輸出去控制電磁閥開啟，從而去推動氣缸的缸體，使氣缸做垂直的運動，與電機的控制相結合，從而完成彩電檢測的自動控制過程。2.2.3電氣部分整個彩電生產(chǎn)線控制核心由可編程邏輯控制器PLC組成全自動化的生產(chǎn)線，由電動機帶動柔性倍速鏈運送工裝板，采用先進的光電傳感器、磁性接近傳感器、行程開關等檢測技術，來準確的進行工裝板的位置檢測，通過移載裝置以電動機、氣缸為驅(qū)動來進行工裝板的換線操作，組成立體交叉的工藝流程，配置全自動工裝板儲存機，控制工裝板在線體上有序地運行，從而實現(xiàn)大循環(huán)輸送和運轉(zhuǎn)過程自動化，完成機器裝配過程中良品與不良品的不同處理。彩電自動生產(chǎn)線效果圖如下：圖2-2彩電自動生產(chǎn)線效果圖2.3白平衡調(diào)整方案的建立2.3.1為什么要進行白平衡調(diào)整由于彩電的顏色顯示部分是由三種基本顏色構成的，即：紅色，綠色，藍色組成的，而白平衡調(diào)整作為彩電流水線系統(tǒng)中總調(diào)部分的一個重要組成部分，在整個彩電的生產(chǎn)過程中非常重要，其調(diào)整的結果將直接影響彩電顯示的品質(zhì)，由于顯象管的電子槍是金屬結構件，機械制造總會有偏差，所以顯象管的三個電子槍發(fā)射電子的能力就會有差異；再加上CRT板（電子槍顯像管式的彩電板）上RGB三路放大器的放大線性也是不一致的；造成彩電的RGB三色截止和激勵都不一致，使顯象管無法重顯白色和其它顏色。所以當新顯象管與機芯組裝成一臺電視機以后，就一定要進行“白平衡調(diào)整”。2.3.2白平衡調(diào)整原理白平衡自動調(diào)整儀（包括電腦、彩色分析儀、視頻信號發(fā)生器、探頭及伸縮機架等），發(fā)出灰白兩色的視頻信號給被調(diào)彩電顯示,并通過兩個探頭對彩電的亮、暗平衡圖象進行取樣,將取樣數(shù)據(jù)與電腦中預存的白平衡色溫數(shù)據(jù)進行比較，經(jīng)調(diào)試插頭到彩電由I2C總線對CRT板上RGB三路放大器的截止和激勵電路進行控制調(diào)整。經(jīng)過多次反饋和調(diào)整，使三個電子槍能同時截止和三路放大器線性一致，這樣就能重顯白色和其它顏色了。白平衡測試原理圖如下：圖2-3白平衡測試原理圖當機器到達檢測位置后，由阻擋器進行橫向的定位，由加緊裝置進行縱向的定位，然后將檢測頭運動到指定的位置進行白平衡的自動檢測，檢測完成后由測試機構發(fā)出完成信號，由PLC接收到后完成相應的控制過程。2.3.3電視機流水線自動檢測裝置自動移載及白平衡自動測試裝置移載裝置是將工裝板從一個工位移載到另一個工位的專用設備，移載裝置過程中由頂升完成換線的操作，移載裝置由支柱、導軌、氣缸、吸盤、電磁閥及真空發(fā)生器等組成支柱采用鋁合金方型柱，導軌采用滾珠式導軌。整個移載裝置及白平衡測試由行程開關，光電開關，頂升氣缸，三相異步電動機，熱繼電器保護裝置，斷路保護裝置及檢測按鈕組成，由PLC控制器根據(jù)其動作流程編制的控制程序來完成相應的移載控制。其原理圖如下：圖2-4移載裝置及白平衡自動測試原理圖行程開關原理行程開關又稱限位開關，用于控制工裝板的行程及限位保護。將行程開關安裝在預先安排的位置，當輸送彩電的工裝板上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關用以控制其行程、進行終端限位保護。在彩電的移載裝置的控制電路中，利用行程開關來控制進，出機的位置及頂升的上、下限位保護。行程開關按其結構可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。此彩電測試移載裝置采用直動式行程開關，其組成有：推桿

2-彈簧

3-動斷觸點

4-動合觸點其結構原理為：當被控工裝板上的的撞塊撞擊帶有活動的撞桿時，撞桿頂下推桿，使微動開關中的觸點迅速動作。當運動機械返回時，在復位彈簧的作用下，各部分動作部件復位，從而檢測彩電移送的實際位置。光電開關原理光電開關是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達到探測的目的。由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應用。光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測.檢測方式：根據(jù)光電開關在檢測物體時發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對射式等。鏡反射式光電開關：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了檢測開關信號。電磁閥的工作原理電磁閥是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器；電磁閥用于控制氣路的流動方向，電磁閥的工作原理，電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的氣管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排氣的孔，而進氣孔是常開的，壓縮空氣就會進入不同的排氣管，然后通過壓縮空氣的壓力來推動氣缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動。電磁閥從原理上分為三大類(即：直動式、分步直動式、先導式)，此移載裝置由于動作要求相對簡單，因此直動式即可滿足使用要求，其原理為：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；控制相應的氣路導通，斷電時，電磁力消失，彈簧力把關閉件壓在閥座上，閥門關閉，控制相應的氣路關閉。頂升裝置原理頂升裝置由抬升裝置和移送裝置組成，其中抬升裝置由一只專用氣缸以及兩根專用導向滑套組成。移送裝置由驅(qū)動電機、皮帶輸送鏈、導柱組成。頂升主體由鋼板焊接而成，能承受沖擊。氣缸由鋁合金外殼組成，在電磁閥的驅(qū)動下打開相應的氣路，由推桿推動缸體進行運動，由于工裝板在缸體上，因此當需要進行彩電的縱向移動時，只需要驅(qū)動相應的電磁閥即可實現(xiàn)彩電的升降的控制。系統(tǒng)的斷路保護裝置自動控制流水線由于很少人工干預，因此必需對電線和電源在內(nèi)的整個電氣系統(tǒng)加以保護，以避免短路和電流過大情況的發(fā)生，選用目前常用的熱斷路器，其原理為：采用一個與電路串聯(lián)的雙金屬片。電流在過載期間產(chǎn)生的熱量會使雙金屬片變形，從而使斷路器跳閘。與保險絲相比，熱保護器有一個顯著的優(yōu)點，就是在跳閘后能夠重新復位。它們還可以用作被保護設備的電源接通/關斷開關。隨著溫度的升高，熱斷路器的跳閘速度加快，并常常會在較低的電流電平下發(fā)生跳閘。當斷路器和系統(tǒng)暴露于同一熱源時，這一特性往往很有用處。在這種情況下，保護電路能夠跟蹤設備在更高的溫度下對于增強配線保護的需求。如果一個熱斷路器安裝在與被保護設備分離的環(huán)境下，則變化的環(huán)境溫度所造成的影響可以由一個補償型熱雙金屬片進行校正。系統(tǒng)的熱繼電器保護裝置移載過程由三相異步電動機作為輸送動力，因此必需對電動機的安全加以保護，選用目前常用的熱繼電器，由于其根據(jù)電流通過發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱彎曲而推動機構動作，從而對電動機所發(fā)生的過載，斷相及電流不平衡進行了保護，以便在工作過流的情況下及時斷開電路，保證人身安全，保護生產(chǎn)設備。2.3.4自動抽檢過程的PLC控制移載裝置中進機﹑出機動力采用交流異步電動機靠正反轉(zhuǎn)完成，通過對皮帶的驅(qū)動依靠摩擦力使工裝板輸送彩電進行進出機的控制，由于需要作前后兩個方向的運動，拖動它們的電動機必須能作正、反兩個方向的旋轉(zhuǎn)。由異步電動機的工作原理可知，要使電動機反向旋轉(zhuǎn)，需對調(diào)三根電源線中的兩根以改變定子電流的相序。因此實現(xiàn)電動機的正、反轉(zhuǎn)需要兩個接觸器。繼電器控制理論中電機正反轉(zhuǎn)控制原理圖如下圖所示：由于此系統(tǒng)為PLC智能控制，用可編程控制器控制電機的正反轉(zhuǎn)時控制電路中的接觸器觸點邏輯關系可用編程實現(xiàn)從而使線路接線大為簡化，采用PLC的輸出點位依靠邏輯關系完成該進出機的自動運行，控制電路原理圖如下：圖2-5PLC控制電機進出機電路原理圖圖中左半部分，我們稱為主電路，其余部分稱為控制電路。從圖中主電路可見，若正轉(zhuǎn)接觸器KM1主觸點閉合，電動機正轉(zhuǎn)，若KM1主觸點斷開而反轉(zhuǎn)接觸器KM2主觸點閉合，電動機接通電源的三根線中有兩根對調(diào)，因而反向旋轉(zhuǎn)。2.3.5電視機流水線自動檢測合格率顯示方案的建立由于在生產(chǎn)過程中需要對檢測的結果及時地反饋給相關的部門，根據(jù)抽檢的機器數(shù)量來判定此次投產(chǎn)機器的合格率，如在可控制的范圍之內(nèi)，則繼續(xù)生產(chǎn)，如超出合格率的范圍則表明此次投產(chǎn)的電視機不良品太多，可及時將此批量的電視機下線，分析造成不良的原因，解決后再上線生產(chǎn)，由此實現(xiàn)了對整個彩電生產(chǎn)線的質(zhì)量實時監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，避免了盲目生產(chǎn)出現(xiàn)廢品的機率，因此抽檢合格率的自動顯示在整個檢測過程中顯得尤為重要，為了實現(xiàn)實時地顯示檢測結果合格率，可用PLC驅(qū)動LED的方式實現(xiàn)，LED是發(fā)光二極管的縮寫，LED顯示器是由七個發(fā)光二極管構成的，其排列順序形狀如圖示：圖2-6LED顯示器結構原理圖圖中a～g為段控碼，需要那一段亮，則要點亮相應的段即可，如顯示數(shù)字5，則需點afgcd等段，GND為公共端，dp為顯示小數(shù)點。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示0～9之間的任何數(shù)字，其接法有共陰極和共陽極兩種接法，此系統(tǒng)中選用共陰極接法，由于此系統(tǒng)最大產(chǎn)能為21～25英寸：1000臺/日，根據(jù)工藝要求其抽檢最多為產(chǎn)能的20％即200臺，抽檢總數(shù)最大值為199，抽檢合格率為兩位數(shù)，總計須顯示2位數(shù)，采用動態(tài)掃描的方式進行顯示，即逐個地循環(huán)地點亮各位顯示器，這樣雖然在任一時刻只有一位顯示器被點亮，但是由于人眼具有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮效果完全一樣。第三章自動檢測控制和合格率顯示設計3.1自動檢測控制和合格率顯示流程為了更好地說明該彩電自動檢測和合格率顯示的工藝過程，特用左邊的工藝流程圖表示，此過程表示當承載著彩電的工裝板移送到位后，判斷有沒有檢測信號，如沒有檢測信號，則應當直行通過此頂升裝置，如果監(jiān)測到有檢測的信號則輸送鏈運送工裝板至指定位置，由PLC控制頂升升起，然后驅(qū)動電動機正轉(zhuǎn)，輸送工裝板進行換線的操作，輸送到位后頂升下降，開始執(zhí)行白平衡自動測試的過程，當測試完畢后由測試儀給出檢測結果合格或不合格，然后通過PLC執(zhí)行事先編好的程序算出合格率進行顯示，同時再由頂升輸送彩電出機，完成此次檢測的過程。圖3-1檢測流程圖3.2自動檢測控制的實現(xiàn) 3.2.1PLC的選型及電路連接為了滿足以上所介紹的自動檢測工藝要求，整個控制系統(tǒng)需要可編程序控制器的輸入、輸出點分別是13點和13點，根據(jù)PLC的I/O原理使用原則，即留出一定的I/O點以做擴展時使用，以及系統(tǒng)設計中實際所需的I/O點數(shù)。選用德國西門子公司研制的S7-200系列可編程控制器,它工作可靠，功能強，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅(qū)動2A的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強。因此，完全能夠滿足彩電檢測自動化對電氣控制系統(tǒng)的要求。224本機集成8輸入/6輸出共14個數(shù)字量I/O點?？蛇B接2個擴展模塊，6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間,由于此系統(tǒng)和檢測合格率顯示共用一個PLC，而顯示單元需要可編程序控制器的輸出點是13點，此224PLC還需增加兩個擴展模塊，EM222，EM222為八位的輸出模塊。其系統(tǒng)PLC連接圖如下：圖3-2PLC連接圖3.2.2輸入輸出點位分配表3-1輸入點位列表器件描述符號輸入點位點位描述行程開關SQ1I0.0入席到位行程開關SQ2I0.1出席到位行程開關SQ3I0.2頂升1底位行程開關SQ4I0.3出機到位行程開關SQ5I0.4進機到位行程開關SQ6I0.5頂升2底位點動按鈕SA1I0.6檢測信號磁性開關SC1I0.7檢測頭退到位磁性開關SC2I1.0檢測頭進到位磁性開關SC3I1.1檢測頭上升到位磁性開關SC4I1.2檢測頭下降到位檢測儀器KAAI1.3檢測合格信號檢測儀器KABI2.0檢測不合格信號表3-2輸出點位列表符號輸出點位點位描述KA1Q0.0入位KA2Q0.1頂升1升KA3Q0.2頂升1降KA4Q0.3出機放行KA5Q0.4進機動力KA6Q0.5出機動力KA7Q0.6頂升2升KA8Q0.7頂升2降KA9Q1.0檢測頭進KA10Q1.1檢測頭降KA11Q2.0檢測頭升KA12Q2.1檢測頭退KA13Q2.2十位顯示字控KA14Q2.3個位顯示字控KA15Q2.4a段控碼KA16Q2.5b段控碼KA17Q2.6c段控碼KA18Q2.7d段控碼KA19Q3.0e段控碼KA20Q3.1f段控碼KA21Q3.2g段控碼其中KA1～KA21為中間繼電器，其目的是為了電壓轉(zhuǎn)換和信號的隔離，將外部電路和PLC的輸出部分用繼電器進行隔離，從而使PLC的輸出去直接控制中間繼電器，避免了當外部電路出現(xiàn)短路等故障時短路電流進入PLC，減少了外部電路出現(xiàn)故障只將該回路切斷，從而保護了整個控制電路的安全，保障了控制系統(tǒng)的安全運行。3.2.3自動檢測的軟件梯形圖設計部分自動檢測控制指令如下：Network1LDI0.0入席到位ANI0.1出席到位AI0.2頂升1底位AI0.5頂升2底位OM0.1ANM0.6封鎖信號=M0.1Network2LDM0.1OQ0.0入位LPSANM0.6封鎖信號=Q0.0入位LPPTONT1,+10Network3LDT1OM0.6封鎖信號ANT9=M0.6封鎖信號Network4LDI0.6檢測信號OM0.5AI0.2頂升1底位AI0.5頂升2底位=M0.5Network5LDI0.1出席到位AI0.2頂升1底位AM0.5OQ0.1頂升1升LDQ0.7頂升2降AI0.5頂升2底位OLDANQ0.2頂升1降ANQ0.4進機動力=Q0.1頂升1升TONT8,+10Network6LDT8ANI0.2頂升1底位OQ0.4進機動力ANQ0.5出機動力ANI0.4進機到位=Q0.4進機動力Network7LDQ0.4進機動力AI0.4進機到位OQ0.6頂升2升ANQ0.7頂升2降AI0.5頂升2底位=Q0.6頂升2升Network8LDQ0.6頂升2升ANI0.5頂升2底位OQ1.0檢測頭進ANQ0.7頂升2降=Q1.0檢測頭進Network9LDQ1.0檢測頭進AI1.0檢測頭進到位OQ1.1檢測頭進ANQ2.0檢測頭升=Q1.1檢測頭降Network10LDI1.3檢測合格信號OI2.0檢測不合格信號AQ1.1檢測頭降AI1.2檢測頭下降到位OQ2.0檢測頭升ANQ2.1檢測頭退=Q2.0檢測頭升Network11LDQ2.0檢測頭升AI1.1檢測頭上升到位OQ2.1檢測頭退ANQ0.7頂升2降=Q2.1檢測頭退Network12LDQ2.1檢測頭退AI0.7檢測頭退到位OQ0.6頂升2升ANQ0.6頂升2升ANI0.5頂升2底位=Q0.7頂升2降Network13LDQ0.5出機動力AI0.3出機到位LDQ0.6頂升2升AM0.6封鎖信號OLDOQ0.2頂升1降ANQ0.1頂升1升ANI0.2頂升1底位=Q0.2頂升1降Network14LDQ0.7頂升2降AI0.5頂升2底位OQ0.5出機動力ANQ0.4進機動力ANI0.3出機到位=Q0.5出機動力Network15LDI0.2頂升1底位AI0.3出機到位ANQ0.1頂升1升LDI0.1出席到位ANI0.5頂升2底位AI0.2頂升1底位OLDOQ0.3出機放行AM0.6封鎖信號ANQ0.1頂升1升=Q0.3出機放行TONT9,+10出機延時梯形圖部分見附錄3.3檢測合格率自動顯示的實現(xiàn)3.3.1合格率顯示原理由于此電視機自動流水線系統(tǒng)產(chǎn)能最大時的值為生產(chǎn)21～25英寸時900臺/班次，根據(jù)工藝的要求，每批抽檢的電視機數(shù)量最大為總產(chǎn)量的10％，可知此顯示合格率的最大數(shù)量為99可選擇兩個LED顯示器即可滿足此次設計的要求.3.3.2合格率顯示實現(xiàn)LED顯示器中a～g為段控碼，需要那一段亮，則要點亮相應的段即可，如顯示數(shù)字5，則需點afgcd等段，GND為公共端，dp為顯示小數(shù)點。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示0～9之間的任何數(shù)字，為實現(xiàn)LED顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供段控碼外，還需要提供字控碼以確定當前時刻點亮哪個LED顯示器，其連接原理如下：圖3-3連接原理圖在自動顯示中，如需要顯示十位數(shù)的數(shù)字5，則只需要點亮相應的段控碼即可，數(shù)字5的段控碼為a,f,g,c,d，即用PLC控制相應的繼電器KA15，KA20，KA21，KA17，KA18吸合，然后控制十位數(shù)的回路KA13吸合，由于控制程序是軟件通過時序來判斷顯示十位還是個位數(shù)，PLC自動控制段控碼和字控碼輪流顯示，由于人眼有視覺殘留效應，看起來與全部顯示器持續(xù)點亮效果完全一樣。3.3.3合格率顯示程序梯形圖設計部分此自動顯示原理為將合格率計算出后，存入數(shù)據(jù)區(qū)域中，每隔5毫秒刷新一次顯示的數(shù)值，當顯示十位數(shù)時將數(shù)據(jù)區(qū)域和F0做與邏輯運算將低位屏蔽掉，將運算結果和0～9的數(shù)字進行比較，每次都有一個結果，將比較后的顯示送給相應的PLC輸出點輸出，當顯示個位數(shù)時將數(shù)據(jù)區(qū)域和0F做與邏輯運算將低位屏蔽掉，將運算結果和0～9的數(shù)字進行比較，每次都有一個結果，將比較后的顯示送給相應的PLC輸出點輸出，從而實現(xiàn)了檢測結果自動顯示合格率的功能。程序如下：Network1進機到位和出機到位為程序的初始化，將數(shù)據(jù)區(qū)域清零用LDI0.3出機到位AI0.4進機到位MOVD0,MD1AENOMOVD0,MD2Network2LDM1.0OT11OM1.1ANT10=M1.1TONT10,5Network3LDT10OM1.2ANT11=M1.2TONT11,5Network4LDM1.1OM1.2AM0.6EUINCDMD1Network5LDI2.0EUINCDMD3Network6LDM1.1OM2.2OM2.3OM2.5OM2.6OM2.7OM3.0OM3.1AM2.0LDM1.2OM5.2OM5.3OM5.5OM5.6OM5.7OM6.0OM6.1AM5.0OLD=Q2.4a段控碼Network7LDM2.0OM2.1OM2.2OM2.3OM2.4OM2.7OM3.0OM3.1AM1.1LDM5.0OM5.1OM5.2OM5.3OM5.4OM5.7OM6.1A