电镀车间专用行车电控系统设计(完成)

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第一章概述1.1系统概述in电动专用行车是现代化生产中用于物料输送的重要设备,传统的控制方式下,大都采用 人工操纵的半自动控制方式,在许多场合,为了提高工作效率,促进生产自动化和减轻劳动 强度,往往需要实现电动行车的自动化控制,实现自动化控制,可以使行车能够按照预定顺 序和控制要求,自动完成一系列的工作。 专用行车生产线自动化的程度在德国、意大利、 美国等国家的发展水平已经较高,而在我国尚处于发展阶段。而本文介绍的工厂电镀车间的 电镀专用行车,分别利用继电器接触控制和PLC构成一套自动控制系统,实现对电镀专用行 车的自动控制过程。(1) 本设计方案中的控制对象电机均由交流接触器完成开、停的控制,电动机需采用 正、反向控制,正、反转之间具有互锁的功能。课程设计要求非PLC控制所以不可避免需要 大量的时间继电器和普通继电器!但也尽量要求减少用量以节约成本!(2) 为了精确的对各个行动部件(大车,小车)进行定位,采用行程开关和接近开关 对其进行定位的设计,选用的开关在现场进行安装,在选型和安装硬件以及编程时应考虑抗 干扰性能。选用的开关由于要进行反复的使用和承受高强度的负荷,选用开关时还要考虑其 耐磨损性。(3) 对于电镀车间小型行车系统而言,电镀环节是整个工序成败的关键,而进行电镀 的镀槽定位的信号是由装在电镀现场的行程开关录入的,所以行程开关的工作状况,即行程 开关在工作时的好坏对生产有极大的影响。而行程开关一般为无源电器元件,其动作为重复 性的机械动作,磨损和受压的次数最多,因而是整个工作的电气元件中最容易出现故障的装 置。所以在自动程序开始之前,先要对行程开关进行检测,进行检测时,是用检测电机(小 功率)驱动一个检测小车对行程开关进行通/断的测试。并且应为小车吊装工件时进行电镀 工作时!工件一般被要求悬停在水中,不和电镀池壁相接触从而影响电镀质量!并且在电镀 完成后进行上升的过程中往往不是上升到吊机的最高点! 一般只是露出水池沿一段距离!以 提高其加工效率!所以,这使我们很难再上下过程中安装按压式的传统行程开关!所以我在 此设计中在上下限位的开关选用上选用以红外感应为触发的红外线式开关!以达成上述要 求!(4) 课程设计基本要求:该设备为某电镀车间为提高工效、促进牛产自动化和减轻劳 动强度,而提岀制造的一台专用半自动起环设备。采用远距离控制,起吊重量在500kg以下。 起M物品是待进行电镀及表而处理的各种产品零件。根据工艺要求,专用行车的结构与动作 流程如图1所示。 5槽 4槓 3槽 2槽 1槽图1 电镀专用行车示意图在电镀生产线一侧,工人将待生产的加工零件装入吊篮,并发出信号,专用行车便提升 并自动逐段前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止,并自动下落,停留一定时间(各槽停 留时间预先按工艺调定)后自动提升,如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至生产线的 末端白动返回原位,卸下处理好的零件,重新装料发出信号进入下一加工循环。对于不同零件,其镀层要求和工艺过程是不相同的。该设备还压球电气控制系统能针对 不同工艺流程(如镀锌、镀洛、镀線镉等)有程序预选和修改能力。设备机械结构与普通小型行车结构类似,跨度较小,但耍求准确停位,一遍吊篮能准确 进入电镀槽内。工作时,除具冇自动控制的大车移动(前/后)与吊篮上/下运动外,还冇调 整吊篮位置的小车运动(左/右)。Z轴线X轴线(5)电机及行程开关定义:为满足上述要求故应对电机与行程开关进行定位和标定!系统 运行时主要对三个坐标轴上进行运动!三台电动机分别对一个轴进行驱动!并有每条轴线的 轨道上所分布的行程开关结合物理电路对其进行控制!及定义控制X轴在Y轴轨道上运行的 电机是M1,控制小车在X轴轨道上运行的为M2,控制工件吊装上下位移的电机为M3,并在X 轴上轨道上设立X1-X77个行程开关! X1-X5为5个加工电镀池的位置! X6为X的最远点限 位开关! X7为X轴最近点限位开关! Y1, Y2分别为Y轴轨道上的最远最近限位开关!并且 Y2位于电镀池的中心轴线上! X系与丫系皆为普通按压式行程开关! Z1, Z2为小车上的吊 机的行程开关! Z1为工件下水池信号开关,为下降沿触发。Z2为岀水池的吊机的行程开关, 为上升沿触发主要位置如图(2)所示。(6) 减速于制动方式:整个系统整体为一级机械减速!于X, Y, Z三轴都有能耗制动 以准确停车!在吊机上除能耗制动外还装有紧急情况下的抱闸制动!(7) 各行程开关安装方式:因为各厂的实地情况不同!和每个行程开关的在控制电机 和电机制动延时,惯性等情况在行程开关的安装上应在X,Y轴上对其进行一定行程上的提 前!而在Z轴上的行程开关上主要要注意其安装位置!这样才能保证工件的位置可以阻挡红 外射线!主要安装方式有两种!如图(3)所示。A种直接安装与电镀池中心线的墙壁上利 用红外线的远距离感应的作用进行控制!B种方案与小车上安装与小车同步运行的双竖杆于 竖杆上安装红外发射器和接收器!Z271o□ Z1图(3)第二章总体方案论证2.1电机的正反转控制本设计中,要求电机根据指令改变运动方向,即保证行车能够前/后、上/下、左/右 移动,实际上也就是要求电动机能够实现正反转。由三相异步电动机转动原理可知,若要 电机逆向运行,只要将接于电动机定子的三相电源线中的任意两相对调一下即可,可通过两 个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现[9]。电机的正反转控制线路如图(4)所 示。其中接触器KM1为正向接触器,控制电机M1的正转;KM2为反向接触器,控制电机M1 的反转。其中接触器KM3为正向接触器,控制电机M2的正转:KM4为反向接触器,控制电 机M2的反转。其中接触器KM5为正向接触器,控制电机M3的正转;KM6为反向接触器,控 制电机M3的反转。该正反转控制原理为:正转:合上刀开关一按下复合开关SB3-反转线路断开,线圈 KM1通电一KM1常开开关吸合,常闭开关打开一电机正转; 反转:合上刀开关一按下复合开 关SB2—正转线路断开,线圈KM2通电一KM2常开开关吸合,常闭开关打开一电机反转: 停 止:直接按下SB1,线路断开。该控制线路必须要求KM1和KM2不能同时通电,否则会引起主电路电源短路,所以要 求电路设置必要的联锁环节,即将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路 中,则任何一个接触器先通电后,即使按下相反方向的启动按钮,另一个接触器也无法接通, 这种利用两个接触器的辅助常闭触头实现相互控制的方式成为电气联锁。起互锁作用的常闭 触头称为互锁触头。为提高生产效率,简便正反操作,常利用复合按钮组成“正一反一停” 或“反一正一停”的互锁控制。复合按钮的常闭触头同样起到互锁作用,这样的互锁称为机 械互锁。该电路既有接触器常闭触头的电气互锁又有复合按钮常闭触头的机械互锁,即具有 双重互锁。2. 2能耗制动的控制耗制动是电气制动,三相异步电动机能耗制动时
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