一種生產(chǎn)流水線電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一種生產(chǎn)流水線電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：介紹一種應(yīng)用于生產(chǎn)流水線的順序控制和溫度控制的電氣控制系統(tǒng)。首先分析分級(jí)調(diào)速的基本原理和工作過(guò)程，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于PLC的調(diào)速控制系統(tǒng)給出了詳細(xì)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并完成了PLC的選型設(shè)計(jì)與硬件接線設(shè)計(jì)，分析了控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)速的基本工作原理和過(guò)程，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化控制技術(shù)在工廠自動(dòng)化控制中的應(yīng)用具有一定借鑒意義。述了基于PLC的工廠生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程關(guān)鍵詞：可編程控制器；生產(chǎn)流水線；順序控制；溫度控制AproductionofelectriccontrolsystemofpipelinedesignAbstract:Thispaperintroducesakindofproductionlinesusedinsequentialcontrolandtemperaturecontroloftheelectricalcontrolsystem.Firstlyanalyzethebasicprincipleandtheworkingprocessofspeed,onthebasisofthisfocusonthedesignofPLCspeedcontrolsystemofelectricalcontrolsystemdesignschemeisgivenbasedondetailedandcompletedthedesignandselectionofhardwarewiringdesignofPLC,analyzestheprincipleandprocesscontrolsystemtorealizetheclassificationspeed,andtofurtherenhancetheapplicationofPLCautomaticcontroltechnologyinfactoryautomationcontrolhasacertainreference.ThedevelopmentprocessbasedonthefactoryproductionlinePLCcontrolsystemKeywords:Programmablecontroller;productionline;sequencecontrol;temperaturecontrol0引言目前在工業(yè)控制中占有重要比例的生產(chǎn)流水線控制，一些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品流水線仍然在使用電磁接觸器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，導(dǎo)致了大量電能的耗費(fèi)，使企業(yè)成本難以降低，也給廠家?guī)?lái)許多維護(hù)工作。隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，越來(lái)越多的廠家采用基于PLC的組態(tài)軟件控制對(duì)繼電器進(jìn)行替代，例如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的自動(dòng)裝配流水線，制鞋、印染等輕工和化工行業(yè)的生產(chǎn)流水線已部分使用可編程控制器(PLC)控制。PLC的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的控制能力、高精度、高可靠性，具有復(fù)雜的邏輯能力和運(yùn)算能力，因此可充分滿足對(duì)流水線的控制需求。自動(dòng)生產(chǎn)線不僅要求各個(gè)機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)地完成預(yù)定的各道工序，加工出合格的產(chǎn)品，而且要求在工件上下料、定位夾緊、工件在工序間的輸送、機(jī)械加工等都能自動(dòng)地進(jìn)行。為此，需要通過(guò)液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和可編程控制器將各個(gè)部分動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，使其按照規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行工作[111系統(tǒng)需求分析工業(yè)流水線是近年來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中使用越來(lái)越廣泛的產(chǎn)品加工生產(chǎn)線，它是由眾多不同流水線生產(chǎn)設(shè)備共同組成的。工業(yè)流水線在生產(chǎn)中，具有很多不可比擬的優(yōu)勢(shì)，例如可以根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境作出靈活的布局，可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的復(fù)雜程度對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整等。工業(yè)流水線的正常使用，也離不開(kāi)工作人員的日常維護(hù)。工業(yè)流水線包含的流水線設(shè)備有：皮帶輸送線、鏈板輸送線、滾筒輸送線、倍速鏈輸送線等，這些設(shè)備的使用特點(diǎn)有：1、板鏈?zhǔn)窖b配流水線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較重，和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡；生產(chǎn)的節(jié)拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送。2、 滾筒式輸送線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)、節(jié)拍運(yùn)行以及積放的功能；采用頂升平移裝置，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的離線返修或檢測(cè)而不影響整個(gè)流水線的運(yùn)行。3、 皮帶式流水線特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較輕，形狀限制少；和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡轉(zhuǎn)向；以皮帶作為載體和輸送，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送，噪音小；可以實(shí)現(xiàn)輕型物料或產(chǎn)品較長(zhǎng)距離的輸送。4、 倍速鏈輸送線特點(diǎn)：倍速鏈輸送流水線采用倍速鏈牽引，工裝板可以自由傳送，采用阻擋器定位使工件自由運(yùn)動(dòng)或停止，工件在兩端可以自動(dòng)頂升，橫移過(guò)渡。還可以在線可設(shè)旋轉(zhuǎn)、專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備、機(jī)械手等。1.2系統(tǒng)的技術(shù)要求在提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)行成本的理念下，系統(tǒng)的具體技術(shù)要求為：能夠根據(jù)實(shí)際溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)上、下料的速度，能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行精確控制，實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)速度。對(duì)于工業(yè)流水線的日常維護(hù)，可以依據(jù)不同流水線設(shè)備的維護(hù)方法進(jìn)行維護(hù)檢修。可以通過(guò)監(jiān)控界面實(shí)時(shí)監(jiān)視生產(chǎn)流程，對(duì)事故隱患進(jìn)行預(yù)警，出現(xiàn)事故立即報(bào)警。系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中以供用戶查詢和分析。結(jié)合已有的繼電器網(wǎng)絡(luò)，采取基于PLC的系統(tǒng)體系，將一部分傳統(tǒng)繼電器的邏輯線路用PLC內(nèi)部繼電器邏輯替代，充分發(fā)揮PLC通用性強(qiáng)、具備編程能力、可靠性高的優(yōu)勢(shì)，能夠滿足以上

的用戶需求，也能為生產(chǎn)廠家節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，降低維護(hù)費(fèi)用⑵。2PLC的選型與設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)基于PLC的玻璃生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循的原則如下：應(yīng)該實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線控制的自動(dòng)化和智能化，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)前期結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的實(shí)際情況，根據(jù)生產(chǎn)線機(jī)械部分的特點(diǎn)和工作人員的實(shí)際需求，一同做出設(shè)計(jì)方案。在滿足生產(chǎn)線控制需求的前提下，應(yīng)該盡可能使系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便。應(yīng)該保證系統(tǒng)的可靠性和安全性。(4)由于生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力有繼續(xù)提升的潛力，應(yīng)該在PLC容量設(shè)計(jì)中留下充裕的余量，便于配合擴(kuò)容⑶。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求用可編程控制器PLC和變頻器控制交流電動(dòng)機(jī)工作，由交流電動(dòng)機(jī)模擬帶動(dòng)流水線工作臺(tái)運(yùn)行，交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化的情況如圖1所示。

動(dòng)，直至n5速度結(jié)束。任何時(shí)刻$按停止按鈕電動(dòng)機(jī)立即減速停止?？蓡为?dú)選用任一檔速度恒速運(yùn)行，利用“單速運(yùn)行、調(diào)整/自動(dòng)運(yùn)行”選擇開(kāi)關(guān)按啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)，按停止按鈕停，旋轉(zhuǎn)方向都為正轉(zhuǎn)。檢修或調(diào)整時(shí)可采用點(diǎn)進(jìn)和點(diǎn)退，電動(dòng)機(jī)選用n1速度運(yùn)行.交流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為風(fēng)葉順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向冏。2.3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)啟動(dòng)停止目/手轉(zhuǎn)拱nl速度n2速度n3i￡S速度n謎度10.0啟動(dòng)停止目/手轉(zhuǎn)拱nl速度n2速度n3i￡S速度n謎度10.011.010,2M10.3QO.O10.1QQ.111.1Q0.2IL2Q0.3IL3Q0.4IL4IL5MIBj□C24VL+ST-224-i-iSB?—S&8一乙SB2一/SA3~zSA1 -L-_SB4V二SB6變頻器GND圖1交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化的情況表根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化的情況，編制半自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行程序。要求按一次啟動(dòng)按鈕，交流電動(dòng)機(jī)以n1速度啟

圖2硬件設(shè)計(jì)框圖3流水線整體設(shè)計(jì)流水線整體設(shè)計(jì)如圖3所示，在系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，可以根據(jù)開(kāi)關(guān)的具體狀態(tài)來(lái)選擇手動(dòng)程序、自動(dòng)程序與維修程序。溫控程序獨(dú)立于整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)加熱間的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

圖3流水線整體設(shè)計(jì)3.1順序控制圖3流水線整體設(shè)計(jì)在生產(chǎn)流水線工作過(guò)程中，占有重要位置的是順序控制.它根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程所需的工步，按預(yù)定的順序，用前一工步動(dòng)作的終止信號(hào)或預(yù)定開(kāi)關(guān)的輸入，使下一工步動(dòng)作開(kāi)始，從而依次完成各工步的控制工作。圖3順序控制程序流程設(shè)計(jì)3.2溫度控制溫度控制程序流程如圖4所示，該系統(tǒng)對(duì)于每一個(gè)加熱間的溫度進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，根據(jù)相關(guān)熱電偶的反饋值，溫度控制程序進(jìn)行自動(dòng)判斷，如果溫度已經(jīng)超過(guò)最高值，就停止加熱；如果溫度已經(jīng)低于最低值，就開(kāi)始繼續(xù)加熱，否則就維持原有狀態(tài)。圖4溫度控制程序流程設(shè)計(jì)4結(jié)束語(yǔ)PLC的特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的控制能力、高精度、高可靠性，具有復(fù)雜的邏輯能力和運(yùn)算能力，因此可充分滿足對(duì)流水線的控制。使系統(tǒng)高效工作，提高了效率與產(chǎn)品質(zhì)量。系統(tǒng)采用很少的控制器件，設(shè)備故障率大大降低，系統(tǒng)能夠有效記錄數(shù)據(jù)，故障檢修的時(shí)間也大大縮短了。此外，流水線的功能得到擴(kuò)充，當(dāng)產(chǎn)品工藝近似時(shí)，通過(guò)組態(tài)王軟件和PLC可以構(gòu)成控制系統(tǒng)，確定工作