2022年自动送料装车系统控制设计方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 自动送料装车系统掌握设计专业:电气工程及其自动化姓名:马宁指导老师:刘明华摘要 送料装车掌握系统在冶金、采矿运输、和生产制造等很多领域 中都得到了普遍的应用,它通过自动输送设备实现物料的传输、接 收、装运、处理、装配和储备的自动化,把工厂的各个生产部门、各个储存点联系起来;送料装车掌握系统的工作环境通常比较恶 劣,设备所处环境一般粉尘较大、操作分散,所以对送料装车掌握 系统工作的安全性、牢靠性、爱护简便性要求比较高;用可编程控 制器PLC)掌握的自动送料装车动作稳固,具备连续牢靠的工作的才能;本文以日本三菱FX2N 系列 PLC 为主掌握器掌握
2、运料小车的自动来回次序的掌握,实现了送料车的装料、送料、卸料的功能;次系统主要是由基本设备、运料储备装置和掌握系统三大部分组 成,重点讨论自动化生产线的掌握;关键词 自动送料装车, PLC,掌握系统 ABSTRACT Key Words: 1 绪论 1.1 自动送料装车掌握的进展 送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门;老式送料装车设备由于没有计量而存在多 装、少装的问题;特殊是在运输的过程中,不答应车辆超载,多装1 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 了,得卸掉,少装了,
3、得进行二次装车,使得装车工作进行特别缓 慢;随着当今社会科学技术的进展,各类物料输送的生产线对自动 化程度的要求越来越高,原有的生产送装料设备已经远远的不能满 足当前高度自动化的需要;由于掌握系统的不断进展和革新,使得 生产线的运输掌握也将得到不断的改善和生产效率的不断提高,送 料装车的掌握经受了以下几个阶段:1. 手动掌握:在 20 世纪 60 岁月末 70 岁月初期,便有一些工业 生产采纳 PLC 来实现送料装车的掌握,但是限于当时的技术仍不够 成熟,只能采纳手动的掌握方式来掌握机器设备,而且早期送料装 车掌握系统多为继电器和接触器所组成的复杂掌握系统,这种系统 存在设计周期长、体积大、成
4、本高等缺陷,几乎很多据处理和通信 功能,必需要有专人负责操作;2. 自动掌握:在20 世纪 80 岁月,由于运算机的价格普遍下降,这时的大型工控企业将 PLC 充分的与运算机相结合,通过机器人技术,自动化设备最终实现了 制方面的应用;PLC 在送料装车掌握系统中自动控3. 全自动掌握:现阶段,由于 PLC技术向高性能、高速度、大容量进展,大型 PLC 大多数采纳多 CPU结构,不断向高性能、高速度、大容量方向进展;将PLC 运用到送料装车掌握系统中,可实现送料装车的全自动掌握,降低了系统的运行费用;PLC 掌握的送料装车自动掌握系统具有连线简洁、掌握速度快、精度高、牢靠性和2 / 35 名师归
5、纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可爱护性好、修理和改造便利等优点;1.2 自动送料装车在国内外的进呈现状 在国内,大多数仍是仍是人工治理,智能掌握及需普及,国外 工程机械产品以电子、信息技术为先导,开发出各种工程机械相匹 配的软、硬件系统,使工程机械向信息化、智能化前进;国外大多数 PLC 品牌都有与之相应的开发平台和组态软件,软 件和硬件的相互结合使系统的性能大幅度的提高,人机界面更加的 友好;通讯技术的进展、现场总线的进展及以太网的进展时通讯能 力大大加强;在国外的送料装车掌握系统中已经广泛的应用 PLC 掌握系统
6、,而采纳牢靠性比较高的FX 2N 系列 PLC 软件来掌握该系统 ,实现送料装车系统的自动掌握过程,满意了系统牢靠性、稳固性和实时性的要求;1.3 自动送料装车掌握系统设计的目的和意义送料装车掌握系统的工作环境通常比较恶劣 境一般粉尘比较大、空气湿度相对高且操作分散, 设备四周所处的环 ,所以对送料装车控制系统工作的安全性、牢靠性、 爱护简便性要求比较高;在早期的送料装车掌握中通常都采纳继电器规律掌握 ,继电器控制系统中大多数采纳分立的继电器、接触器等电器元件作为掌握元件,其掌握系统复杂、操作难度大 , 并且安装接线时工作量大、修改掌握策略难、 爱护量大等问题,严峻影响了正常的工业生产;PLC
7、 所掌握的系统可以便利地通过转变用户程序,以实现各种3 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 掌握功能,从根本上解决了电器掌握系统掌握电路难以转变的问题;同时, PLC 掌握的系统不仅能够实现规律运算,仍具有数值运算及过程掌握等复杂的掌握功能;对于复杂的掌握系统,使用PLC后,可以削减大量的中间继电器和时间继电器,小型 PLC的体积相当于几个继电器大小,因此可将开关柜的体积缩小到原先的 1/2 1/10 ;PLC的配线比继电器掌握系统的配线要少得多,从而可以节约下大量的配线和附件,削减了大量的安装接线工作时,
8、可以削减大量费用;PLC不仅用于开关量掌握,仍可用于模拟量及数字量的掌握,可采集与储备数据,仍可对掌握系统进行监控;仍可联网、通讯,实现大范畴、跨地域的掌握与治理;家族中一个重要的角色;PLC已日益成为工业掌握装置2. 自动送料装车掌握系统设计 2.1 掌握系统的组成 本文设计中的自动送料装车系统由送料小车、轨道、料斗等设备装置组成,来完成对物料的运料、传输、卸料的过程;这类系统的掌握需要运料小车能够实现加速、减速、运行平稳等特性,具有连续牢靠的工作才能;通过3 条轨道和一台运料小车协作,才能稳定有效率地进行自动送料装车过程;系统示意图如图 2-1 所示:4 / 35 名师归纳总结 - - -
9、 - - - -第 4 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 料斗 1卸料仓库SQ1 轨道1料斗 2SQ2轨道 2轨道3SQ4SQ4料斗 3SQ3图 2-1 自动送料装车掌握系统示意图2.2 掌握系统的元件2.2.1 可编程掌握器可编程掌握器 Programmable Controller,PC)由于和个人计算机Personal Computer ,PC)混淆,故交们仍习惯地用 PLC 作为可编程序掌握器的简称;PLC 是一种数字运算操作电子系统,专为在工业环境下应用而设计;它采纳了可编程序的储备器,用来在其内部储备执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术运算等操作
10、的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,掌握各种类型的机械或生产过程;PLC 采纳了典型的运算机结构, 主要由CPU、储备器、采纳扫描方式工作的 I/O 接口电路和电源等组成,如图5 / 35 21 所示:名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 按钮电源接触器继电器输 入 电 路ROMCPURAM输 出 设 备电磁阀触电行程开关指示灯编辑器或外围设备图 2-2 PLC 硬件系统结构框图PLC 采纳循环扫描工作方式,集中进行输入采样,集中进行输出刷新; I/O 映像区分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中各结果的状态
11、;PLC 循环扫描工作方式一般包括五个阶段:内部处理与自诊断、与外设进行通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新五个阶段,如图 22 所示:6 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 开头内部处理自诊断通信处理STOP方式开关RUN输入采样程序执行输出刷新图 23 PLC 循环扫描的工作过程当 PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段;完成上述三个阶段称作一个扫描周期;在整个运行期间,复执行上述三个阶段;PLC的 CPU以肯定的扫描速度重目前, PLC 在国内外
12、已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个 行业,使用情形主要分为如下几类:1. 开关量规律掌握 取代传统的继电器电路,实现规律掌握、次序掌握,既可用于 单台设备的掌握,也可用于多机群控及自动化流水线;如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线 7 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 等;2. 工业过程掌握 在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和 速度等连续变化的量 即模拟量), PLC采纳相应的 A/D 和 D/A
13、 转换 模块及各种各样的掌握算法程序来处理模拟量,完成闭环掌握;PID 调剂是一般闭环掌握系统中用得较多的一种调剂方法;过程掌握在 冶金、化工、热处理、锅炉掌握等场合有特别广泛的应用;3. 运动掌握 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的掌握;一般使用专用的运 动掌握模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置掌握 模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合;4. 数据处理 PLC 具有数学运算 含矩阵运算、函数运算、规律运算)、数据 传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采 集、分析及处理;数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的 一些大型掌握系统;5. 通信及联
14、网PLC 通信含 PLC 间的通信及 着工厂自动化网络的进展,现在的 便利;2.2.2 三相沟通异步电动机PLC 与其它智能设备间的通信;随 PLC 都具有通信接口,通信特别三相沟通异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装8 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 置;它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成;对定子绕组通往三相沟通电源后,产生了旋转磁场并切割转子,就获得转矩;三相沟通异步电动机具有结构简洁、运行牢靠、价格廉价、过载才能强及使用、安装、爱护便利等优点, 被广泛应用于各个领域;图 2-4 三相
15、异步电动机 T = fs )曲线图 2-5 三相异步电动机 n = fT )曲线 2.2.3 传感器 传感器是能感受规定的被测量并依据肯定规律转换成可用输出 信号的器件或装置,通常由敏锐元件和转换元件组成;其中,敏锐 元件是指传感器中直接感受被测量的部分,转换元件是指传感器能 将敏锐元件的输出转换为适于传输和测量的电信号部分;9 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 传感器输出信号有很多形式,如电压、电流、频率、脉冲等,输出信号的形式由传感器的原理确定;通常,传感器由敏锐元件和转换元件组成;但是由于传感器输
16、出信号一般都很柔弱,需要有信号调剂与转换电路将其放大或变换 为简洁传输、处理、记录和显示的形式;随着半导体器件与集成技 术在传感器中的应用,传感器的信号调剂与转换可以安装在传感器 的壳体里或与敏锐元件一起集成在同一芯片上;因此,信号调剂与 26 所 转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分;如图 示:被测量敏锐元件转换元件信号调剂转换电路帮助电源图 26 传感器组成框图 2.2.4 变频调速技术 变频调速技术是一种以转变沟通电动机的供电频率来达到沟通 电动机调速目的的技术;大家知道,从大范畴来分,电动机有直流 电动机和沟通电动机;由于直流电动机调速简洁实现,性能好,因 此,过去生产机械的调
17、速多用直流电动机;但直流电动机固有的缺 点是,由于采纳直流电源,它的滑环和碳刷要常常拆换,故费时费 工,成本高,给人们带来不少的麻烦;因此人们期望,让简洁牢靠 价廉的笼式沟通电动机也能像直流电动机那样调速;这样就显现了 定子调速、变极调速、转子串电阻调速和串极调速等沟通调速方10 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式;直到 20 世纪 80 岁月,由于电力电子技术、微电子技术和信息 技术的进展,才显现了变频调速技术;它的显现就以其优异的性能 逐步取代其他沟通电动机调速方式,乃至直流电动机调速系统,而 成
18、为电气传动的中枢;2.3 掌握系统的要求 自动送料装车系统是由电机、运料轨道、限位开关等来掌握 的;本系统的设计要求:1. 本系统有三个不同的轨道轨道 1 与轨道 2、轨道 2 与轨道 3之间都相差 30 度角),运料小车运料时要对轨道进行挑选;故本设 计采纳了在运料小车上增加一个步进电机来掌握运料小车的转向;2. 要求运料小车运三种物料时每次装车重量要相同 500kg);一般可以采纳定时、电子秤或称重传感器等方法;本设计中采纳了 在小车底部安装一个称重传感器来测量所装的物料重量;3. 要求小车在每个运料轨道上都可以往复运动,即要求电动机 的正反转;4. 要求系统为一个循环系统,运料小车先在轨
19、道 1 上运物料1,再在轨道 2 上运物料 2,接着在轨道3 上运物料 3,如此循环往复直到停止按钮发出指令,整个系统停止运作;5. 特殊要求运料小车运料过程中小车要稳,加速、稳速、减速 要严格掌握,即对调速系统要求比较高;本设计采纳了变频调速技 术;6. 三种物料都卸放到同一个卸料仓库,且卸料时要由一个卸料11 / 35 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 油泵供应;7. 对于运料小车在运输轨道上的运行要求要有行程开关的控 制,以确定小车的精确到位;8. 对于运料装车系统要有一个照明及信号显示系统,当系统装 料或
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- 2022 自动 装车 系统 控制 设计方案
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