運料小車的PLC控制系統設計

2022-10-08 16:15:06 字數 2768 閱讀 8535

課題設計**

課題名稱:運料小車的plc設計

班級: p14電氣一班

姓名: 徐志浩

學號: 201403170015

指導教師: 張濤

2023年 10 月 16 日

製造業是現代經濟發展中占有關鍵地位,它的發展狀況主導著經濟發展的前景,但是,在我國,大部分鄉鎮企業、私營企業,由於受資金管理等方面的限制,一般來說,送料絕大多數是採用人工手動送料,嚴重缺乏保護裝置,這造成「效率低,勞動強度大,事故發生率大」等特點。

隨著資訊科技迅猛、市場經濟的發展,國內、國際市場競爭日益激烈,產品更新更為迅速,近年來,由於plc控制技術的發展,送料機構自動化水平也需越來越高。提高自動化的水平不僅可以提高生產效率,同時也能保證工人的人身安全。傳統的手工送料已經不再滿足要求,這時運料小車應運而生。

運料小車專門用於粒料、粉料、片狀料、帶狀等材料的輸送,這無疑是輕、重工行業不可缺少的裝置。

從世界第一台plc被設計出來到現在,plc歷經幾次更新換代,各方面的效能得到了很大完善,技術已經完全成熟。其中運料小車控制系統隨著plc的發展過程經歷一下幾個發展階段。

(1)手動控制:上世界六十年代末七十年代初,是plc發展的早期階段,那個時候便有一些工業過程運用了plc控制系統控制運料小車,但是由於那是技術並不成熟,只能採用人工手動控制機器,初期的運料小車控制系統多採用繼電器和接觸器組成的複雜控制系統,這種系統不僅體積龐大,系統穩定性也不高,故障率高,也沒有通訊模組,操作控制極為不便,控制效果也不佳。

(2)自動控制:至上世紀八十年代,電子科學技術飛速發展,計算機的成本及**變得越來越低,這種情況下,很多大型企業開始採用pc機與plc通訊控制方式,這種控制方式在控制方面更加靈活。

(3)全自動控制:本世紀開始科技迅猛發展,電子計算機的更新週期越來越短,電子裝置的向著高效能,低成本發展。運用今天高效能plc控制運料小車可以實現完全自動化,並且能滿足工業過程的各種要求,另外在裝置維護也極為方便,維護成本大大降低。

隨著科學技術的發展,自動化的實現水平在國民經濟的發展中起著越來越重要的作用,尤其是對機械行業的生產效率、製造精度、以及可靠性和安全性提出了更高的要求。對於自動運料裝置,目前的企業中多採用以下幾種運料方式。(1)機械手加穿梭小車式自動化輸送方案:

該自動化輸送系統也是自動沖壓生產線中最常用的系統,它主要是由自動上料,和取料機械手以及穿梭下車組成。目前沖壓車間裡由不同廠商提供的各式自動化輸送系統的都是基於該機構和原理進行設計製造的。乙個取料機械手,帶有中置並按工件形狀排部的真空吸盤式端拾器:

負責將工件從上一壓機取出安放在穿梭落車上。乙個穿梭小車:它負責將工件由取料機械手的放置位置移送到上料機械手的取料位置。

乙個帶有中置端拾器的上料機械手:負責將工件由穿梭下車拾起送入到下一台壓機。採用此種輸送方案工件將通過機械手簡單的「拾取和「擺放」動作由前一台壓機輸送到下一台軋機,其穿梭下車的主要功用是通過它的穿梭運動縮短取料和上料機械手的輸送行程,從而提高整線的生產效率。

其是優點可使用於多數大中小型企業。缺點是裝置較複雜,物料的運送步驟繁多,增加了加工時間,操作不便。(2)運用機械手進行送料方式:

機械手與小車相連,然後通過鋼索與滑塊相連,滑塊再連線重物,重物的上公升和下降控制著小車的前進與後退。保證了操作人的安全,同時提高了生產效率。優點是可以進行連續生產,

缺點是全部操作都需機械手,導致機械結構過多,機械故障多。(3)新型的多機連線自動搬運送料:這種方案是由四台開式雙電2500kn壓力機驅動,生產線絕大多數零部件都已國產化,其送料精度及生產效率達到國外生產線的同等水平,成本較國外生產線低廉,占用空間少。

優點是工作穩定高,步進電機控制,精度高,布矩一樣大,消耗功耗低,所需電壓也低。(4)氣缸傳動,生產效率以及送料準確性都比較低,無法滿足具體的生產需要,已經面臨淘汰。

第二章總體方案論述

運料小車由兩個電動機帶動,沿軌道行進。每個鍋爐之間的距離為80公尺,卸料位置由行程開關控制,裝料、卸料時間由plc定時器控制。為增加系統的穩定性,plc及一些控制項安裝在乙個電控櫃裡面,只有電動機安裝在運料小車內,兩個電動機同時帶動小車的兩個動力輪子,改善小車的平穩效能,提供足夠的機械動力。

電動機和控制櫃之間的線路通過劃線連線,電控櫃設定在軌道附近,便於操作。為避免運料過程中煤撒到軌道上影響行程開關正常工作,將行程開關設定在軌道的外側,而不是軌道的下方,通過輪子側面專門做的凸起部分觸碰行程開關,這樣更保證了系統的安全性、可靠性。運料小車工作示意圖如圖2-1所示。

可清晰直觀地理解送料過程。

圖2-1 運料小車工作示意圖

初始狀態時,運料小車處於起始位置e點。當按下啟動按鈕後,小車向前進到達a點(裝料處)進行裝料,裝料時間30秒。裝料結束運料小車後退,首先在b點卸料,卸料時間為15s;卸料結束返回a點裝料,裝料時間30秒,裝料結束向c點前進,途經b點位置不再停止,在c點卸料時間為15s;卸料結束返回a點裝料,裝料結束向d點前進,途徑b點、c點不再停車;卸料結束返回a點裝料,裝料結束向e點前進卸料,途徑b點、c點、d點都不再停車,e點卸料結束後,重新返回a點,如此反覆。

運料小車電氣控制系統主要包括可程式設計邏輯控制器、行程開關、接觸器、電機,具體如圖2-2所示。

圖2-2 運料小車控制系統框圖

plc作為一種發展成熟的控制器,在現代工業過程中的應用極為廣泛。其工作原理圖如圖2-3所示。

圖2-3 plc工作原理圖

plc控制系統的特點:(1)plc作為一種通用的工業主控制器,可靠性、穩定性高,在各種惡劣的工作環境都能很好地工作,不易發生故障,而且容易檢修,維護方便(2)plc在程式編寫上有多種方式,有好幾種程式語言程式設計,它擁有好幾種程式語言,包括梯形圖、指令表、順序功能圖、邏輯功能圖,其中梯形圖最簡單、直觀,最為常用。(3)plc本身的結構設計使得其在工業過程中使用很方便,很容易控制與操作。

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