自动送料小车要点.docx
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自动送料小车要点
摘要
小车循环送料对实际生产非常实用,而控制小车循环送料采用传统的电气控制,不仅能提高劳动生产率,同时相比PLC制造成本更低,促进了社会的发展。
本文主要介绍了送料小车控制系统即用传统——电气元件控制系统,通过系统的方法实现对小车循环送料的控制,并对控制的过程进行了详细的说明。
由于设计的控制系统需要相关的电气元器件,如电机、时间继电器、交流继电器等,本文也做了初略的说明,方便对控制系统的了解。
关键字:
循环送料电气控制系统时间继电器
前言
随着现代工业设备的自动化,越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、自动化程度越来越高。
电器控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺也得到了迅速发展。
现在运料小车电气控制系统多为PLC控制系统,PLC控制系统不仅成本高,维护不方便,还必须有专业技术人员安装调试。
继电器—接触器组成的运料小车控制系统具有连线简单,可靠性和可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。
在自动生产线上,各工序之间的物品常用有轨小车来转运。
小车通常采用电动机驱动,电动机正转小车前进,电动机反转小车后退。
自动生产线上使用的转运小车,是常用的生产设备,它运行正常否,对生产影响很大,该控制系统具有简单可靠等优点,有借鉴的价值。
目录
摘要…………………………………………………………………………………
前言…………………………………………………………………………………
第一章:
课题设计内容及要求……………………………………………………4
1.1小车的基本内容…………………………………………………………4
1.2设计的基本要求…………………………………………………………4
第二章:
设计系统的确定…………………………………………………………5
2.1制系统在送料小车中的作用和地位……………………………………5
2.2制系统的类型及其特点和适用场合……………………………………5
2.3系统的最终确定…………………………………………………………5
第三章:
设计系统方案……………………………………………………………
3.1 选择电动机、小车、时间继电器………………………………………6
3.2输出部分硬件的选择…………………………………………8
3.3流程图的设计……………………………………………………………9
3.4主电路及控制电路的设计……………………………………………10
附录一控制电路的电气原理图
附录二控制柜柜面控制图
附录三控制柜端子接线图
第四章系统设计总结……………………………………………………………12
结束语………………………………………………………………………………12
参考文献……………………………………………………………………………13
致谢…………………………………………………………………………………13
引言
随着现代工业设备的自动化发展,越来越多的工厂设备采用PLC、变频器等自动化控制,自动化程度越来越高。
PLC控制技术在生产工艺得到了迅速发展。
但PLC控制技术因为制造成本高,需专业技术人员维护等缺点使使用范围受到了限制。
第一章课题设计内容及要求
1.1小车的基本内容
小车行程
电动机拖动的运输小车,可以向A、B两个工作位运送物料,其动作过程如下图所示
小车的行程要求
小车把物料送到B处压下行程开关SQ2并停1分钟后返回,返回原位时压下行程开关SQ1并停1分钟。
以此往复。
小车的控制系统
小车在送料时,需要可靠的控制系统,这样就能准确的送到A、B两个位置;在生产中,也就能提高生产效率。
1.2设计的基本要求
通过送料小车的行程分析,并充分考虑小车送料在实际中的应用,设计出优良的控制系统,达到送料小车的行程要求。
由于控制系统是主体部分,要求设计的系统须经过充分的理论论证及实验才能投入实际运行。
第二章设计系统的确定
2.1控制系统在送料小车中的作用和地位
在现代化工业生产中,为了提高劳动生产率,降低成本,减轻人的劳动负担,要求整个工艺生产过程全盘自动化,这就离不开控制系统。
控制系统是整个系统的灵魂,对整个生产线起着指挥的作用,一旦控制系统出现故障,轻者影响生产线的的连续运行,重者甚至发生人生安全事故,这样将给企业造成重大损失。
2.2控制系统的类型及其特点和适用场合
2.21可编程控制系统
(1)20世纪60年代末,人们研制出了自动控制设备——PLC。
由于PLC具有优良的技术性能,因此它一问世就很快得到了推广。
现在,PLC不紧能进行逻辑控制,在模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据的采集、监控、通信连网及集散控制等方面都得到广泛的应用。
可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中,成为当代电控装置的主导,它应用范围广泛,几乎有控制要求,就会有PLC的应用,这种控制系统的特点是:
可靠性高,抗干扰能力强;接口模块功能强、品种多;硬件配套齐全,用户使用方便,适用性强;但这种控制系统因PLC价格昂贵,需专业技术人员维护,使用范围受到了限制。
2.22继电器控制系统
继电器问世以来,人们就用导线把各种继电器、定时器、计数器及其接点连接起来,然后按一定的逻辑关系控制各种生产机械,以此种方式构成的继电器控制系统为传统的继电器控制系统,这种控制系统的特点是:
价格便宜,性能价格比低,调试简单,因此它适用控制逻辑较简单、所需继电器数量较少的程序固定的场合。
2.3系统的最终确定
在作出系统控制方案的决策之前,要详细了解被控对象的控制要求,从而决定是否选用时间继电器进行控制。
通过对送料小车流程分析,控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行,因此,送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。
送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。
所以,对送料小车控制系统的设计予以重视。
对于以上两个控制系统各有其优点,但结合实际生产仔细考虑,小车控制系统简单,同时要求控制系统可靠性强,对全用继电器控制就能达到要求的,选用时间继电器控制系统比PLC控制系统更经济。
所以,此次送料小车的控制系统采用继电器控制。
第三章设计系统方案
3.1 选择电动机、小车、时间继电器
3.1.1电力拖动系统简介及电动机的选择
凡是由电动机拖动生产机械或工作机构,并按照一定的程序工作的系统,均称为电力拖动系统。
在控制系统中,电动机作为送料小车的原动机,电动机的性能也直接影响到控制系统的稳定,在选择电动机时也得慎重考虑。
电动机型号的选择
自20世纪50年代起,我国的三相笼型异步电动机的产品进行了多次更新换代,使电动机整体质量不断完善。
从20世纪90年代起,我国又设计开发了Y2系列三相异步电动机,Y2系列的异步电动机的设计已达到了国际同期先进水平。
Y2系列的电动机启动转矩大,采用F极绝缘,温升裕度大,且噪声低,电机结构合理,体积小,质量轻,外形新颖美观。
目前,我国已大批量生产Y2系列电动机。
根据送料小车的运行要求及电动机的市场特性,所以此送料小车的拖动系统的电动机也采用Y2系列的电动机。
电动机的功率选择
电动机的功率应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。
选择时应注意以下两点:
1)如果电动机功率选得过小,就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载,使其绝缘因发热而损坏,甚至电动机被烧毁。
2)如果电动机功率选得过大,就会出现“大马拉小车”现象,其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利,而且还会造成电能浪费。
此外,也可用类比法来选择电动机的功率。
所谓类比法就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。
在此送料小车系统中,考虑小车送料的能力及小车的行程问题,可选择功率不太大的电动机,这样就能满足小车的运动要求,不造成电能的浪费,提高生产效率。
3.1.2小车的选择
在图1——1中,小车运行路线是有规律的,而小车是靠电动机拖动的,这就可选用有轨小车。
驱动的小车底盘的前、后各装一导向销,地面上修有一组固定路线的沟槽,导向销嵌入沟槽内,保证小车行进时沿着沟槽移动。
此种小车停位比较准确,可靠性好,制造成本低。
3.1.3时间继电器的选择
早期在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔
节流原理来获得延时动作,它由电磁系统,延时机构和触点三部分组成。
凡是时间继电器感测元件得到动作信号后,器执行元件(触头)要延迟一段时间才动作的继电器为时间继电器。
目前时间继电器分以下几种:
空气阻尼时间继电器又称为气囊式时间继电器,它是根据空气压缩生产产生的阻力来进行延时的,其结构简单,价格便宜,延时范围大(0.4-180s)但延时精确度低。
电磁式时间继电器延时时间短(0.3-1.6s),但它结构比较简单,通常用在断电延时场合和直流电路中。
电动式时间继电器的原理与钟表类似,它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。
这种继电器延时精度高,延时范围宽(0.4-72h)但结构比较复杂,价格昂贵。
数字式时间继电器具有延时精度高、延时范围宽、寿命长、功耗低、触点容量大、延时调整方便直观等特点。
考虑系统要求及经济性本系统选择数字式时间继电器。
技术参数如下
3.2输出部分硬件选择
根据小车控制系统的要求所需电气设备如下
表3.1
元件名称
型号
变压器T
JBK5
交流接触器KM1
CJ0-40线圈电压110V50HZ
交流接触器KM2
CJ0-40线圈电压110V50HZ
热继电器FR
RL1-60/40
熔断器FU
JR0-10/3D整定电流为16A
组合开关QS
HZ2-60/3,10A,三级
时间继电器KA1
ST3P-2AC110V,50HZ
时间继电器KA2
ST3P-2AC110V,50HZ
十字开关SQ
HW1M-1111-22N9
行程开关SA1
LX1-11H
行程开关SA2
LX1-11H
按钮开关SB1
LA2110V5A
按钮开关SB2
LA2110V5A
3.3流程图的设计
对小车运行的控制要求为:
小车从原位SQ1出发驶向SQ2,抵达后立即返回原位SQ1;接着又从原位SQ1出发直接驶向SQ3,抵达后又立即返回原位SQ1;第三次还从原位SQ1出发,直接驶向SQ4,抵达后仍立即返回原位SQ1。
如图3—1所示:
图3——3小车运料示意图
由小车行驶示意图设计出流程图如下
图3——4小车行驶流程图
3.4主、控制电路的选择
3.4.1小车运行主电路选择
小车送料,需要前进和后退两个方向的运行,电动机也就要求正转和反转。
只要把电动机定子三相绕组任意两相调换一下接到电源上去,电动机定子相序即可改变,从而电动机就可改变方向了。
图3——3
如果用KM1、KM2两个接触器来完成电动机定子绕组相序的改变,那么由正转与反转控制线路就形成了。
主电路如3——3所示。
图3——5电
在电动机正、反转控制过程中,防止主电路的电源相间短路必须作为一个重要问题来考虑,引起短路的原因其一是正、反转对应的两个接触器同时通电动作;其二是主触点之路间的电弧引起短路,这种情况的发生是因电弧尚未熄灭,使断开的触点仍然处于通电状态,而另一接触器又通电,其触点闭合。
解决这类问题的有效方法之一是使用行程开关进行顺序控制,也就是在正转的控制线路上串行程开关的常闭触点SA1-1,时间继电器线路上串上同一行程开关的常开触点SA1-2;反转的控制线路上串行程开关的常闭触点SA2-1,时间继电器线路上串行程开关的常开触点SA2,从而实现顺序控制。
此外,主电路上还加了热继电器,用于过载保护。
3.4.2小车运行控制电路选择
小车控制电路原理图如图3-4所示
图3-4
小车自动循环控制
当选择自动时,按下SB2,KM1线圈得电自锁,电动机正转,小车有A向B运动,运动到B处压下行程开关SA1,此时SA1常闭触点SA1-1断开,线圈KM1失电,电动机停止转动,同时常开触SA1-2闭合时间继电器KT1线圈得电,时间继电器KT1开始计时当计时到1分钟时延时闭合触点KT1闭合,线圈KM2得电自锁,电动机反转,小车有B向A运动。
当运动到A处时压下行程开关SA2,此时SA2常闭触点SA2-1断开,线圈KM2失电,电动机停止转动,同时常开触点SA2-2闭合时间继电器KT2线圈得电,时间继电器KT2开始计时当计时到1分钟时延时闭合触点KT2闭合,KM1得电线圈KM1得电自锁。
以此循环。
小车的停止
在遇到紧急情况或需要小车停车时,可直接按下停止按钮SB1,电动机立即停转,小车也随之停止。
手动控制
当选择手动按钮时,执行手动操作,把十字开关打到左边,此时字开关左边此时SQ1-2闭合,SQ1-1常闭触断开,KM1得电并自锁,电动机正转,时间继电器KA2断开,如需停车按下SB1;同理把十字开关打到右边此时SQ2-2闭合,SQ2-1常闭断开,KM2得电并自锁,电动机反转,时间继电器KA2断开,如需停车按下SB1。
小车的停止
在遇到紧急情况或需要小车停车时,可直接按下停止按钮SB1,电动机立即停转,小车也随之停止。
第四章系统设计总结
小车循环送料系统在实际生产中运用广泛,将时间继电器——接触器应用到运料小车电气控制系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用。
继电器——接触器运料小车控制系统具有生产成本低、使用范围广、连线简单、可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。
此次设计的系统可让小车循环地向不同的两个工位送料,如果加以拓展,则可以向更多的工位送料,这种运用时间继电器——接触器控制的送料方式停位准确,自动化高,可操作性强,在工厂中是非常实用的。
在此次设计中,将控制系统优化,此控制系统使小车有自动循环、手动两种控制方式。
增强了送料的实用性,在生产线上有十分重要的意义。
同时系统设计也存在一些不足,可靠性不是很强。
结束语
毕业设计对我来说,主要的工作已经基本完成,回顾这一个多月来的感受,真是感慨万千于心头。
我所设计的课题在实际中很有实用价值,刚开始,就根据控制要求确定了控制系统,并结合相关资料充分发挥自己的想象力设计出了时间继电器——接触器控制系统。
本次设计使我对电气元件的工作原理有了更深一步的了解。
对于我的设计而言,无疑会存在一些不足或缺陷,因为只是在理论上通过,而没有实际实践。
若运用到实际中,将有很多想不到的情况。
通过毕业设计,我学到了很多东西:
如何学习,如何合作,如何做人。
学无止境,此刻我更能体会这四个字深刻含义。
大学即将毕业,但我要学仍然还有很多。
在毕业设计暴露出来的问题,在今后的工作生活中应当引以为鉴,努力克服。
在今后的工作学习中,应该坚持不懈的学习。
通过毕业设计,也增强了我的自信心。
我也相信能够胜任以后的工作岗位,在工作中学习,在学习中工作。
毕业设计中的挫折和喜悦,经验与教训将会是我今后工作的一笔重要财富。
参考文献
[1]主编代佳乐《电力拖动控制线路与技能训练》西安电子科技大学出版社2006.5
[2主编张万奎《机床电气控制技术》中国林业出版社北京大学出版社2007.9
[2]主编张爱玲《电力拖动与控制》机械工业出版社2003.5
[4]主编王其红《电工手册》河南科技出版社2007.5
致谢
本次设计是在赵老师细心的指导下完成的,他严肃的治学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地激励着我,在本次设计中给予我们很大的帮助,使我得到了不少的提高,这对于我们以后的工作和学习都有一种巨大的帮助。
从课题的选择到完成,赵老师都始终给予了我细心的指导和不懈的支持。
在此向赵老师表示真诚的感谢。
同时感谢学校及所有教导过我们的老师,他们都始终给予我细心的教导和无微不至的关怀,在此谨向所有老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此,还要感谢在一起度过大学生活的各位同学,正是有了你们的帮助和支持,我才克服一个又一个的困难,完成设计。
感谢各位老师的指点和提出的宝贵意见!
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