生產(chǎn)線上運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)說明書.doc

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1目錄第一章引言11.1可編程序控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用11.2如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品21.3輸入回路的選擇特點(diǎn)31.4輸出回路的選擇特點(diǎn)31.5軟件編制41.6優(yōu)化選擇4第二章運(yùn)輸升降機(jī)系統(tǒng)概述62.1運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的組成62.2運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成62.3運(yùn)輸升降機(jī)的工作原理和控制要求6第三章運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成83.2運(yùn)輸升降機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成143.3運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成17第四章運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行工藝流程的設(shè)計(jì)214.1運(yùn)輸升降機(jī)的外部傳感器設(shè)置214.2運(yùn)輸升降機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)位214.3運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行步驟設(shè)計(jì)224.4升降升降機(jī)精確平層的電氣控制設(shè)計(jì)294.5對(duì)升降機(jī)構(gòu)電磁機(jī)械安全抱閘的控制設(shè)計(jì)31第五章運(yùn)輸升降機(jī)安全運(yùn)行的設(shè)計(jì)32第六章運(yùn)輸升降機(jī)的總體整合設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)376.4系統(tǒng)I/O分配376.5梯形圖設(shè)計(jì)386.6源程序設(shè)計(jì)386.7程序運(yùn)行過程分析386.8程序的下載、安裝和調(diào)試40無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2第七章運(yùn)輸升降機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)41第八章運(yùn)輸升降機(jī)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)42第九章總結(jié)44致謝46參考文獻(xiàn)47附錄48摘要:本設(shè)計(jì)基于應(yīng)用西門子S7-200PLC和西門子MM420變頻器組成的升降機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以完成對(duì)升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的智能化控制和管理，可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)需要和具體工藝要求自動(dòng)調(diào)整升降方向和速度快慢。也可以在變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)將發(fā)生故障的電機(jī)切換到工頻狀態(tài)應(yīng)急工作。論文分析了運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并根據(jù)設(shè)計(jì)的主次方面，詳細(xì)闡述了運(yùn)輸升降機(jī)的各個(gè)關(guān)節(jié)的高端控制的實(shí)現(xiàn)方法。本設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，應(yīng)用范圍廣，可以在多個(gè)行業(yè)與國(guó)內(nèi)外各型生產(chǎn)線配套使用。關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制系統(tǒng)變頻驅(qū)動(dòng)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(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3ConveyorbeltPhotoelectricsensorEncoderInverters第一章引言在工廠中經(jīng)常看見一些升降機(jī)械，這些升降機(jī)械很多由工頻電機(jī)直接帶動(dòng)運(yùn)行，電氣控制部分一般都很簡(jiǎn)單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機(jī)械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的發(fā)展，工廠中的自動(dòng)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(chǎng)地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。通過本次簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)過程，可以了解到在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的基本控制思想。認(rèn)識(shí)到若要達(dá)到所設(shè)計(jì)的目的，不僅要做到知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)，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(yùn)行的過程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結(jié)果。因此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中，要全面考慮設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設(shè)計(jì)結(jié)合起來，才能可能達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。11可編程序控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用1.PLC的應(yīng)用早期的可編程序控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)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(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)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(shí)等。70年代初期，體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格便宜的微處理器被用于PLC，使得PLC的功能大大增強(qiáng)。在機(jī)械系統(tǒng)方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)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(yùn)算等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4等功能。進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)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(jìn)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(jī)械系統(tǒng)功能。2.PLC的特點(diǎn)在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門。據(jù)“美國(guó)市場(chǎng)信息”的世界PLC以及軟件市場(chǎng)報(bào)告稱，1995年全球PLC及其軟件的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模約50億美元5。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)：(1)可靠性高。PLC的高可靠性得益于軟、機(jī)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(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)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(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)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(jiǎn)單易學(xué)。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(duì)使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。(5)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，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(fù)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)過程中要注意的一些細(xì)節(jié)：12如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品1、系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算PLC輸入、輸出點(diǎn)。數(shù)，并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量（10%）。2、確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)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(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出