生產過程模擬控制 - 副本.

1、獨 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名： 日期：關于學位論文版權使用授權的說明本人完全了解桂林電子科技大學信息科技學院關于收集、保存、使用學位論文的以下規(guī)定：學院有權采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學院有權提供本學位論文全文或者部分內容的閱覽服務；學院有權將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流；學

2、院有權向國家有關部門或者機構送交論文的復印件和電子版。學位論文作者簽名： 日期：導師簽名： 日期：摘 要隨著工業(yè)的發(fā)展，不斷改善生產技術，提高生產效率，產品加工連續(xù)生產線，為了節(jié)省時間，提高經濟效益，生產線的控制程序，也引起了人們的關注。因為在操作過程中起著關鍵的作用，在整個過程中，PLC在工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用，可以控制簡單、可靠，所以，設計生產線的仿真，基于PLC的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)，可以提高生產部門的工作在一定程度上提高了工作效率。電動葫蘆是生產過程中主要起重設備的型號之一。它主要是由減速器，運行機構，卷筒裝置，吊鉤裝置，限位器，聯(lián)軸器，錐形轉子電動機等部分組成。電動葫蘆又可以叫升降

3、機，它是一種小型的升降設備。它可以用來升高或者降低物體，它是可以在水平方向上的起重運輸裝置。在生產過程中我們都能隨處看到電動葫蘆。它是一種輕型的設備，結構簡單，易于操作與維修。一般的電動葫蘆只有固定的工作速度，它的結構是起升結構和移動裝置。廣泛運用到生產線上貨物的起重。總的來說，電動葫蘆的優(yōu)點是操作簡單，靈活經濟，有很大的使用范圍和發(fā)展的空間。本設計的內容與功能是根據(jù)電動葫蘆工作原理設計的控制系統(tǒng)，使組裝好的電動葫蘆能夠順利的完成啟動、停止、上升、下降、左移、右移、限位和抱閘的功能，并且完成電氣控制的設計與組裝。關鍵詞：生產線；電動葫蘆；PLC；起重AbstractWith the devel

4、opment of the industry, and continuously improve the production technology, improve production efficiency and product processing continuous production line, in order to save time, improve economic efficiency, control program of the production line, also caused the people's attention. Because pla

5、ys a key role in the process of operation, in the whole process, PLC has been widely used in the field of industrial control can control is simple and reliable, so design and production line simulation, based on the PLC control system, the system can improve the production department work enhanced t

6、he working efficiency to a certain extent. Electric hoist is one of the main types of hoisting equipment in the production process. It is mainly composed of a speed reducer, running mechanism, reel, hook device, limiter, couplings, conical rotor motor and other parts. Electric hoist can also be call

7、ed a lift, it is a small lifting equipment. It can be used to raise or lower the object, it can be in the horizontal direction of the lifting and transportation device. In the production process, we can see the electric hoist everywhere. It is a kind of light equipment, simple structure, easy operat

8、ion and maintenance. The general electric hoist has only a fixed working speed, and its structure is a lifting structure and a moving device. Widely applied to the production of goods on the line. In general, the advantages of electric hoist is simple operation, flexible economy, there is a large ra

9、nge of use and development of space. The content and function of the design is according to the control system of electric hoist working principle of design, the assembled electric hoist to the smooth completion of start, stop, rise and fall, shifted to the left, shifted to the right, and brake func

10、tion limit and complete design and assembly of electrical control.Key words：Production line; electric hoist; PLC; lifting目 錄引言.11 緒論.11.1 研究目的與意義.11.2國內外現(xiàn)狀.11.3本文研究內容.11.2 研究背景.21.3 國內外的研究現(xiàn)狀.21.4 研究方法.22 系統(tǒng)結構設計.32.1 系統(tǒng)機械結構方案選擇.32.2 系統(tǒng)基本結構與功能.63 系統(tǒng)的硬件設計.63.1 電機選型.63.1.1電機選型.63.1.2電機驅動模塊.73.2 人體紅外感應模塊

11、.83.3 紅外避障頭.113.4 無線通信.123.4.1遙控器.123.4.2紅外接收頭.123.4.3紅外遙控概述.133.5 元器件說明.154 系統(tǒng)的軟件設計.174.1 軟件平臺開發(fā)介紹.174.2主程序流程圖.175 系統(tǒng)實物制作與調試.225.1 系統(tǒng)實物制作.225.2 系統(tǒng)硬件調試.225.3 系統(tǒng)軟件調試.236 結論.23謝辭.25參考文獻.26附錄.27 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 18 頁 共 39 頁引言 電動葫蘆它是一種重量輕體積小的一種起重的電氣裝置，自身重量輕，具有的體積小，操作簡便，使用簡單等優(yōu)點，用在生產車間，工廠企業(yè)等地方。

12、它的起重的重量一般為 0.270噸左右，它的提升的高度一般為2.525米左右。它由電動機、傳動帶和鏈輪機構或卷筒組成，一般可以分為鋼絲繩的電動葫蘆和環(huán)鏈的電動葫蘆這兩種。環(huán)鏈的電動葫蘆可以分為國產電動葫蘆或進口電動葫蘆；鋼絲繩的電動葫蘆一般有MD1型或CD1型；輕小型電動葫蘆、升降機、鋼絲繩的提升機設備。電動葫蘆的主要的結構有：減速的裝置，運行的機構，吊鉤的裝置，卷筒的裝置，聯(lián)軸設備，纜線電流的接入器，限位開關，電動機可以采用是錐形轉子型的電動機，集制動力和動力兩種功能。電動葫蘆的使用安裝：電動葫蘆有門式起重機，單梁的起重機，橋式起重機，懸掛起重機。要是進行系統(tǒng)的設計改造，還能作卷揚功能。因此

13、，它是提高了勞動的效率,改善了勞動條件的必備電氣設備。隨著近幾年我國的發(fā)展經濟速度越來越快，我國生產車間、企業(yè)工廠也是越來越多。所以，對電動葫蘆的研究深入設計，研制性能更加好的電動葫蘆起重系統(tǒng)是非常重要的。一個功能強大的電動葫蘆起重系統(tǒng)可以大大的提高一個生產車間的生產效率，同時還能保證操作者控制和使用者的安全。繼電器可以用來當做電控制的裝置，是當輸入的量變化值達到了規(guī)定的要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它達具有被控制系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間相互動作的關系。一般都應用在自動化電氣的控制電路中，它實際上就是用小的電流去改變大的電流運行的一種“自動開關”。所以在電路中有著轉換

14、電路、安全保護、自我調節(jié)的作用。用繼電器組成的控制系統(tǒng)具有著組裝方便，價格經濟等優(yōu)點。而PLC是在傳統(tǒng)的繼電器控制基礎上發(fā)展起來的，它具有功能完備、可靠性高、使用靈活方便的優(yōu)點。本論文主要介紹了此次設計的電動葫蘆電氣控制系統(tǒng)的設計過程、具體原理、調試過程和最終結果；還有實物硬件接線的具體過程、所遇到的的問題以及解決方法和最終結果等。1 緒論1.1 研究目的與意義電動葫蘆是常見的起重設備，長期以來，電動葫蘆的設計、制造、使用不重視能耗等因素，能源的浪費在所難免。而隨著科學技術的革新與經濟不斷的發(fā)展，生產工藝的不斷進步和改進，尤其是計算機技術的應用，新型控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術的面貌

15、，設計一個簡單并且性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)，更能適應經常變動的生產性能要求，取得更好的經濟效益是本設計的意義。1.2 國內外現(xiàn)狀電動葫蘆是結合電動機，減速機和鋼絲繩卷筒（或環(huán)鏈）為一體的一種小型起重設備，大多數(shù)還帶有行走小車，配合單梁橋式或門式起重機，組成一個完整的起重機械。電動葫蘆的主體，是鋼絲繩卷筒居中，一端是電動機，通過中間的轉動軸，將動力傳遞到另一端的減速機，減速機帶動卷筒（或環(huán)鏈）鋼絲繩起重?，F(xiàn)在電動葫蘆的電動機多采用錐形轉子電動機，這種電動機能夠在斷電時自行制動。以電動葫蘆作為起升機構的起重機統(tǒng)稱為葫蘆式起重機。這種起重機的核心是電動葫蘆，并多為鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈式電動葫蘆，以往電動葫

16、蘆除了作為單軌架空懸掛軌道起重運輸設備用之外，多用來與電動單梁起重機和電動單梁懸掛起重機配套，用于車間，倉庫等場所，隨著電動葫蘆性能參數(shù)的擴展，從80年代開始，這種葫蘆式起重機已不再局限于作為輕小起重設備，大起重量的電動葫蘆橋式起重機有代替起重量100t以下的輕，中工作級別的普通橋式起重機的趨勢，因為這種起重機自重輕，建筑高度低。隨著電動葫蘆結構形式的更新，特別是電動葫蘆運行小車出現(xiàn)了多種形式的支撐和懸掛方式，大大促進了葫蘆式起重機的品種類型的增多與應用范圍的擴大，80 年代在國外，特別是德國，芬蘭，日本，英國，法國及保加利亞等國家的廠家，不禁相繼研制生產出性能新進的電動單梁，懸掛和電動葫蘆橋

17、式起重機，還派生出先進適用的葫蘆門式起重機，葫蘆式抓斗起重機，葫蘆吊鉤抓斗兩用起重機，葫蘆吊鉤抓斗電磁三用起重機，葫蘆式旋臂起重機葫蘆式壁行起重機，葫蘆橋式堆垛起重機及立體倉庫用葫蘆式巷道堆垛起重機。葫蘆式起重機品種，類型，規(guī)格的不斷擴展及在起重運輸設備中所占比例的增加，將使各種類型的葫蘆式起重機形成一種獨立而重的起重運輸設備體系。 電動葫蘆作為一種輕小型的起重設備，廣泛用于國名經濟的各個領域，而國內電動葫蘆近幾年的發(fā)展卻十分緩慢。上世紀60年代到70年代初，我國從前蘇聯(lián)引進TV型鋼絲繩電動葫蘆，70年代初我國自行設計了CD1型鋼絲繩電動葫蘆取代TV型鋼絲繩電動葫蘆，至目前為止CD1型電動葫蘆

18、在國內生產制造，使用已達30多年歷史，期間，曾有一些廠家引進國外先進的生產制造技術，但均未獲得廣泛的推廣應用。電動葫蘆主要分為：微型電動葫蘆，HHXG型環(huán)鏈電動葫蘆，HC型電動葫蘆，DHP型環(huán)鏈電動葫蘆，CD1、MD1型鋼絲繩電動葫蘆等。1.3 本文研究內容 如圖1-1所示，它是由兩個結構上相互聯(lián)系的升降機構和移動裝置組成，分別由升降電動機和移動電動機拖動。升降機構電動機通過減速箱拖動鋼絲卷筒。升降的鋼絲卷筒1由電動機2經減速箱3拖動，住傳動軸和電磁制動器4的錐形圓盤相連接。電動葫蘆是借導輪的作用在工字梁上來回移動，而導輪由另一臺電動機5經圓柱形減速箱驅動。電動的行走機構設有電磁制動器，并用機

19、械撞塊限制前后兩個方向的移動行程。電磁制動器對主傳動軸制動，在升降吊鉤的極限位置裝有行程限位開關，移動機構電動機經減速箱拖動行走導輪，行走導輪可以在工字軌道上來回滾動。當它超出行程時，行程限制開關進行限位保護。為了安全，電動葫蘆采用電動控制，當操作人員離開崗位時，為了安全，電動葫蘆就自動停車，避免事故發(fā)生。圖1-1 電動葫蘆結構圖2 系統(tǒng)方案設計論證2.1 方案論證 目前電氣系統(tǒng)控制常用的方法有兩種：分別為基于PLC的控制系統(tǒng)和基于繼電器的控制系統(tǒng)。這兩種控制方式的基本原理都是差不多的，都是用PLC和繼電器作為系統(tǒng)的中樞達到自動運行以及手動控制的目的。電動葫蘆控制系統(tǒng)結構并不復雜，其基本原理是

20、兩臺電動機的正反轉。2.2 設計目標本設計的目標是利用繼電器控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)設計出一套電動葫蘆的控制系統(tǒng)，并且在保證使用者安全的前提下實現(xiàn)電動葫蘆起重機的上升、下降、左移、右移和抱閘等功能。2.3 系統(tǒng)流程 如圖2-1所示，按下啟動按鈕后，吊鉤開始下降，下降到低位停止。當操作者按下上升、下降、左移、右移任意一個按鈕時，吊鉤將會按照指定的方向移動。吊鉤碰到限位開關后停止等待操作者的下一個命令。當系統(tǒng)中控制吊鉤上升和下降的電動機處于停運狀態(tài)，控制吊鉤左移和右移的電機也處于停運狀態(tài)時，抱閘系統(tǒng)就會抱閘。圖2-1 電動葫蘆電氣控制系統(tǒng)流程圖3 硬件系統(tǒng)設計3.1 繼電器3.1.1 繼電器的概述

21、繼電器是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應機構（輸入部分）；有能對被控電路實現(xiàn)“通”、“斷”

22、控制的執(zhí)行機構（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進行耦合隔離，功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構（驅動部分）。3.1.2 繼電器的歷史與前景 繼電器如圖3-1所示，它起源于20世紀60年代中后期，是在英國、澳大利亞和美國的一些學者的倡導下開始進行研究的。60年代中期，有人提出用小型計算機實現(xiàn)繼電保護的設想，但是由于當時計算機的價格昂貴，同時也無法滿足高速繼電保護的技術要求，因此沒有在保護方面取得實際應用，但由此開始了對計算機繼電保護理論計算方法和程序結構的大量研究，為后來的繼電保護發(fā)展奠定了理論基礎。計算機技術在70年代初期和中期出現(xiàn)了重大突破，大規(guī)模集成電路技術

23、的飛速發(fā)展，使得微型處理器和微型計算機進入了實用階段。價格的大幅度下降，可靠性、運算速度的大幅度提高，促使計算機繼電保護的研究出現(xiàn)了垃圾。在70年代后期，出現(xiàn)了比較完善的微機保護樣機，并投入到電力系統(tǒng)中試運行。80年代，微機保護在硬件結構和軟件技術方面日趨成熟，并已在一些國家推廣應用。90年代，電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展到了微機保護時代，它是繼電保護技術發(fā)展歷史過程中的第四代。我國的微機保護研究起步于20世紀70年代末期、80年代初期，盡管起步晚，但是由于我國繼電保護工作者的努力，進展卻很快。經過10年左右的奮斗，到了80年代末，計算機繼電保護，特別是輸電線路微機保護已達到了大量實用的程度。我國

24、對計算機繼電保護的研究過程中，高等院校和科研院所起著先導的作用。從70年代開始，華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上的新一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機變壓器組保護也相繼于1989年、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式

25、方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993年、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。因此到了90年代，我國繼電保護進入了微機時代。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，并且應用于實際之中。 看到繼電器的歷史，感覺繼電器好像離我們生活很遠似的。其實不然，我們平常生活中就接觸了很多繼電器，只是我們并不知道它是由于繼電器的工作原理而產生工作的。舉個例子，我們生活中接觸的最多的就是電磁繼電器。它主要應用在3個領域，

26、分別是汽車領域、家用電器、工業(yè)控制繼電器。就拿家用電器來說，它主要應用于控制壓縮機電動機、風扇電動機和冷卻泵電動機，以執(zhí)行相關的控制功能。 繼電器無論在生活還是在工業(yè)生產中都發(fā)揮著巨大的作用，那么他的前景會如何呢？近年來，隨著電子信息產業(yè)的飛速發(fā)展，作為基礎元件的繼電器被廣泛應用在家電、通信、汽車、儀器儀表、機器設備、航空航天等自動化控制領域。最近的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在電子元件產品中，繼電器已經成為第一大產品。圖3-1 繼電器3.2 PLC3.2.1PLC的概述 可編程邏輯控制器簡稱PLC，它是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)出來的，然后逐漸發(fā)展成為了以微處理器為核心，把自動控制的技術、通信技

27、術與計算機技術融為一體的新型工業(yè)自動控制的裝置。簡單的來說PLC就是一臺微型計算機，PLC能專為工業(yè)控制應用而設計制作的一種控制的裝置。它具有很多的輸入輸出的接口，并且有很高的驅動的能力。而在實際的生產中。PLC并不單一的對某種工業(yè)的應用，在實際的應用過程中，它要根據(jù)硬件的需要來選用配置，軟件編程也根據(jù)控制要求進行設計。3.2.2PLC的歷史與前景 1969年，美國數(shù)字設備公司研制了世界第一臺可編程控制器，在美國的汽車生產線上首次應用成功，并實現(xiàn)了生產的自動控制。從此，這項技術迅速在世界各國得到推廣和使用，而我們國家在1974年也成功的研制出了第一臺PLC，在1977年開始進行工業(yè)推廣應用。到

28、了20世紀70年代初，出現(xiàn)微處理器，很快就被引入到可編程控制器中，是PLC增加了數(shù)據(jù)傳輸、運算和處理的功能，完成真正意義上有計算機特征的工業(yè)控制裝置。20世紀80年代初期，PLC在先進的國家中獲得了廣泛的應用。很多國家生產PLC日益增多，這標志著PLC進入了成熟的階段。到了20世紀末期，PLC的發(fā)展更加的適用現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期，適用PLC的工業(yè)控制的配套更加簡單，它的功能強大，所以成為了實現(xiàn)自動化生產、自動化管理的重要支柱。如圖3-1所示，為PLC的外部接口圖。圖3-1 PLC外部接口圖3.3 其他元器件（1）空氣開關空氣開關，又可以叫空氣斷路器，它是斷路器其中的一種。是一種電路中電流超

29、過額定電流會自動斷路的開關。空氣開關是低電壓和電力拖動系統(tǒng)中很重要的一種電器設備，它能控制和執(zhí)行多種保護功能。除了完成接觸和能分開斷電路以外，還能對電路或電氣設備發(fā)生短路、過載和欠電壓時進行保護，當然也可以用在不頻繁地控制系統(tǒng)電路中。（2）按鈕開關按鈕開關是能用作啟動、停止、正轉反轉、變速和互鎖等的基本控制的控制中。一般每一個按鈕開關都有兩對觸點。每一對觸點由一個常開接觸點和一個常閉接觸點組合而成。當按下按鈕開關時，這兩對觸點會同時執(zhí)行動作，當常閉觸點斷開時，常開觸點就閉合。為了避免操作失誤，會標明各個按鈕開關的作用，將按鈕開關帽制成不同的顏色，方便區(qū)分，一般的顏色有紅、綠、黃等。紅色一般表示

30、停止，綠色一般表示啟動，如圖3-2為按鈕開關。圖3-2 按鈕開關（3）指示燈指示燈的亮滅能表示系統(tǒng)控制的工作狀態(tài)，在系統(tǒng)中加入指示燈，系統(tǒng)執(zhí)行不同的輸入或輸出時，有了指示燈的顯示功能，可以讓我們知道系統(tǒng)的工作情況。（4）限位開關限位開關又能叫做行程開關，它能安裝在相對靜止的物體上或者可以安裝運動的物體上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和電機。限位開關就是用以限定機械設備的運動極限位置的電氣開關。（5）電源開關電源開關是能將交流轉為直流的電氣設備，還具有開關變壓器，當電氣設備輸入的電壓高于用電設備的額定電壓時，

31、接入電源開關，可以降低輸入電壓，輸出在電路中的用電設備所需要的工作電壓，以達到用電設備的正常使用。3.4 元件選型原則3.4.1斷路器的選擇a,般低壓斷路器的選擇（1）低壓斷路器的額定電壓不小于線路額定電壓。（2）低壓斷路器的額定電流不小于線路的計算負載電流。（3）低壓斷路器的極限通斷能力不小于線路中最大的短路電流。（4）線路末端單項地短路電流/低壓斷路器瞬時（或短延時）脫口整電流1.25.（5）脫口電流的額定電流不小于線路的計算電流。（6）欠壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。b，配電用低壓斷路器的選擇（1） 長延時動作電流整定值等于0.8-1倍導線允許載流量。（2）3倍延時動作電流整定值

32、的返回時間不小于線路中最大啟動電流的電動機啟動時間。（3）短延時的延時時間按被保護對象的熱穩(wěn)定校核。（4）無短延時時，瞬時電流整定值不小于1.1倍級下級開關進線瑞計算短路電流值。c，電動機保護用低電壓斷路器的選擇（1） 長延時電流整定值等于電動機的額定電流。（2） 6倍長延時電流整定值的可返回時間不小于電動機的實際啟動時間。按啟動時負載的輕重，可選用可返回時間為1、3、5、8、15s中的某一檔。（3） 瞬時整定電流：籠型電動機為（815）倍脫口器額定電流：繞線轉子電動機時為（36）倍脫扣器額定電流。d，照明用低壓斷路器選擇（1） 長延時整定值不大于線路計算負載電流。（2） 瞬時動作整定值等于（

33、620）倍線路計算負載電流。4 系統(tǒng)軟件設計4.1 控制系統(tǒng)接線設計如圖4-1所示，U、V、W三相交流電連接隔離開關QS。為了保證系統(tǒng)安全運行，還需要在隔離開關QS后再接上三個熔斷器FU。圖4-1中左半部分為電動葫蘆電氣控制系統(tǒng)的工作電路部分，M1和M2是兩臺三相鼠籠式異步電動機。它們?yōu)榈蹉^的移動提供動力。M1和M2分別經繼電器KM1和KM2、繼電器KM3和KM4接入三相電U、V、W。圖4-1中的左半部分是電動葫蘆電氣控制系統(tǒng)的控制電路部分，由U、V兩相提供220V交流電源，為了在故障時及時斷電，因此首先在U、V兩相上分別接了一個熔斷器FU，接著由U相引出四條線，分別接按鈕SB1的常開觸點、按

34、鈕SB1的常閉觸點、按鈕SB3的常開觸點、按鈕SB3的常閉觸點。然后按鈕SB1的常開觸點接按鈕SB2的常閉觸點，按鈕SB1的常閉觸點接按鈕SB2的常開觸點，按鈕SB1與按鈕SB2形成了互鎖。接著按鈕按鈕SB3的常開觸點接按鈕SB4的常閉觸點，按鈕SB3的常閉觸點接按鈕SB4的常開觸點，按鈕SB3與按鈕SB4形成了互鎖。然后四條線分別連接限位開關SQ、SQ2、SQ3、SQ4。最后四個限位開關接至V相形成回路。4.2 控制系統(tǒng)運行過程4.2.1工作電路運行過程 如圖4-1所示，圖中的左半部分為工作電路。當繼電器KM1得電時，電流經常開觸點KM1流入電動機M1，電動機M1帶動吊鉤上升。當繼電器KM2

35、得電時，電流經常開觸點KM2流入電動機M1，同時KM1會斷開，電動機M1帶動吊鉤下降。當繼電器KM3得電時，電流經常開觸點KM3流入電動機M2，電動機M2帶動吊鉤右移。當繼電器KM4得電時，電流經常開觸點KM4流入電動機M2，同時KM3會斷開，電動機M2帶動吊鉤左移。當繼電器KM1或KM2失電時，也就是說吊鉤在上行或下行的過程中電動機停止了運行，此時抱閘線圈YB就會生效，防止吊鉤下墜。4.2.2控制電路運行過程如圖4-1所示，圖中的右半部分為控制電路。按SB1、SB2、SB3、SB4分別控制吊鉤的上升、下降、左移、右移。當操作者按下任意一個按鈕后，相應的線圈（KM1KM4）就會得電，從而控制對

36、應的電機完成相應的功能。并且按鈕SB1與SB2互鎖，KM1與KM2也互鎖，也就是說電機M1一次只能完成一個功能（驅動吊鉤上升或下降）。按鈕SB3與SB4互鎖，KM3與KM4也互鎖，同理電機M2一次也只能完成一個功能（驅動吊鉤左移或右移）。這樣可以保證操作的安全性與正確性。圖4-1 電氣原理圖4.3 基于PLC控制設計 為了滿足控制系統(tǒng)的需要，本次選用的PLC為三菱FX2N系列PLC，它有25路輸入，25路輸出，而本設計只需要10路輸入，11路輸出，完全滿足了控制設計需要。如表5-1為分配表，如圖5-2為外部接線圖，如圖5-3、圖5-4為程序梯形圖。表5-1 分配表輸入輸出X0啟動Y0上升X1停

37、止Y1下降X2上升Y2左移X3下降Y3右移X4左移Y4上升指示燈X5右移Y5下降指示燈X6上限位Y6左移指示燈X7下限位Y7右移指示燈X10左限位Y10啟動指示燈X11右限位Y11停止指示燈Y12抱閘指示燈通過上表，能看出各個按鈕開關，輸入及輸出分別的作用。圖5-2 外部接線圖根據(jù)控制原理設計出的外部接線圖，并能實現(xiàn)控制要求。有了接線圖，在進行實物接線時，減少了失誤率，避免各種故障的發(fā)生。我們一般做實物，都會先設計其原理圖，只要原理是正確的，并且根據(jù)原理做出的實物，才不會存在問題。在做這次的畢業(yè)設計時，很多實物材料都是自己準備的，除了必要的元器件，其他的安裝器材，都要自己設計。圖5-3 程序梯

38、形圖圖5-4 程序梯形圖這里畫的程序梯形圖用到了GX Developer軟件，GX Developer軟件它是三菱PLC的一種編程的軟件，由于我們采用的是三菱的PLC控制，所以GX Developer軟件能夠很好的執(zhí)行程序的設計、梯形圖的編寫以及調試。而根據(jù)電動葫蘆控制系統(tǒng)的原理，再通過GX Developer軟件進行了程序的設計、編寫，最終能夠執(zhí)行PLC控制。5 調試過程5.1 PLC實物接線與調試在進行實物接線的時候，這里接的是直流220V,并通過接入一個DC24V的電源開關，再接上繼電器。當接上電源后，首先接的是空氣開關，以保證系統(tǒng)的安全性。根據(jù)原理圖，并進行接線。接線完全后，按下啟動按

39、鈕X0，系統(tǒng)得電，Y10指示燈亮，按下停止按鈕X1，Y11指示燈亮，按下上升按鈕X2，Y4指示燈亮，當上升到限位開關X6的位置時，系統(tǒng)斷路，按下下降按鈕X3，Y5指示燈亮，下降到限位開關X7位置，系統(tǒng)斷路；按下左移按鈕X4，Y6指示燈亮，左移到限位開關X10位置，系統(tǒng)斷路，按下右移按鈕X5，Y7指示燈亮，右移到限位開關X11位置，系統(tǒng)斷路。5.2 出現(xiàn)的問題及解決方法剛開始接線的時候，沒有注意接線的走位，而導致接線的錯亂，按下啟動按鈕，系統(tǒng)沒有啟動，啟動顯示燈沒有亮，仔細檢查后，確認接線是正確的，輸入輸出都沒有問題。這時候想到有可能是程序寫入的時候學錯了，并開始重新的程序寫入，重新檢查接線。在電腦上進行相關的程序梯形圖的調試，通過調試，確定程序的正確，然后繼續(xù)實物的接線。完成接線，按下啟動按鈕，空氣開關斷開，這可能是某一個接觸點短路，繼續(xù)檢查原因，發(fā)現(xiàn)接線板上的接線短路，并排除故障。再次按下啟動按鈕，又出現(xiàn)了一些問題，沒有按下降按鈕時，電機自動下降，再次檢查下降的按鈕開關，發(fā)現(xiàn)按鈕開關的常開觸點和常閉觸點接錯了，接在了常閉的觸點上，導致沒有按下按鈕，系統(tǒng)就直接得電，所以一直開路，達不到控制的要求，這里把常閉接回常開就可以了。在進過仔細的接線、程序的調試、開關接觸的檢查，最終完成了實物的接線，并可