畢業(yè)設計--大型調直機plc控制液動調位裝置設計

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1．1 大型鋼桿調直機及其送料裝置的特點 </p><p>　　1.1.1 調直機的介紹 </p><p>　　隨著工業(yè)的發(fā)展，調直機已經成為現(xiàn)在工業(yè)生產中很重要的設備之一。調直機的主要作用是整形。比如在鋼管的生產和軋鋼的生產中，調直機都是必不可少的生產設備。其加工工件的的

2、范圍比較廣，大到直徑為幾千毫米，小到幾十毫米的工件都科技進行加工。本設計所涉及的調直機是用于大型鋼桿的生產中。用來調整生產出來的鋼桿的圓形尺寸。它對改善鋼桿外形和提高成材率具有重要意義。</p><p>　　1.1.2 送料裝置的作用</p><p>　　送料裝置在現(xiàn)代生產中也占有很重要的位置。調位裝置是各種自動化設備應用很廣泛的裝置，屬于送料裝置的一種。它是利用液壓或電機等，做動力源，通

3、過機器手或夾具之類，對要加工的工件進行軸向或周向移動，以方便加工。隨著科學技術的進步，人們越來越明白，人工操作調位，不僅浪費人力，又浪費工時。對于簡單加工調位來說，這種浪費不是很明顯。但是，對于大型工件加工來說，這種浪費就是顯而易見的了。因此，送料裝置的自動化，將大大提高生產效率。</p><p>　　1．2 采用PLC和液壓技術以后的特點</p><p>　　1.2.1 PLC控制發(fā)展及

4、應用特點</p><p>　　隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，PLC、單片機、變頻器在工廠設備改造中得到了廣泛應用。尤其是大型設備，其工作環(huán)境比較惡劣，而且重載下頻繁起動、制動、旋轉等操作，所以傳統(tǒng)的繼電控制已呈現(xiàn)出許多的缺點，對這一類生產機械的改造已十分必要。</p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是為工業(yè)控制應用而設計制造的專用計算機控制裝置，是20世

5、紀60年代發(fā)展起來的一種控制設備。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 Programmable Logic Controller，簡稱 PLC，主要作用就是替代繼電器實現(xiàn)控制。工業(yè)控制領域的快速發(fā)展和不斷增長的新需求，使得目前這類裝置的功能已經大大超出了邏輯控制的范圍。隨著現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術出現(xiàn)和推廣，更加有力地促進了 PLC 產品在工業(yè)領域的廣泛應用。 隨著 PLC 在控制領域的不斷推廣普及，PLC產品的種類和數(shù)量也越來越多

6、，而且功能日趨完善。對 PLC 產品可以根據(jù)不同的視點進行分類，最常見的分類方法是按其控制點數(shù)和功能分為大型、中型和小型 PLC。還有一種將 PLC 按地域劃分的理念很有特色，是將當前的 PLC 產品按地域分為三個流派：美國產品，歐洲產品，日本產品。</p><p>　　隨著PLC技術的迅速發(fā)展，PLC作為一種以微電腦技術為核心的自動控制裝置，己被廣泛應用于機械制造、冶金、化工、輕工、能源、交通等各種行業(yè)。特別是

7、近幾年來，隨著計算機在操作系統(tǒng)、應用軟件、通信能力上的飛速發(fā)展，大大增強了PLC的通信能力，豐富了PLC編程軟件和編程技巧，增強了PLC的過程控制能力。因此，無論是單機還是多機控制、生產流水線控制及過程控制都可以采用PLC推廣和普及PLC技術對提高我國的工業(yè)自動化水平及生產效率具有十分重要的意義。</p><p>　　在全世界，美國羅克韋爾自動化公司(Rockwell Autamation )所屬艾倫一布拉德利公

8、司Cliten-Bradley公司，簡稱A-B公司)的PLC產品無論在技術上、規(guī)模上還是市場占有率上，都處于領先地位，其優(yōu)良的PLC產品在網(wǎng)絡功能方面有著特別強的技術優(yōu)勢，在中國工業(yè)自動控制領域的應用也越來越廣泛。雖然其進人中國市場相對較晚，但近幾年來，其自動化控制產品卻以每年30%的銷售額在增長。</p><p>　　早期的可編程序控制器主要由分立元件和中小規(guī)摸集成電路組成，它采用了一些計算機技術但簡化了一汁算

9、機內部電路，對工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境適應性較好;而且指令系統(tǒng)簡單，一般只具有邏輯運算功能。隨著微電子技術和集成電路的發(fā)展，特別是微處理器和微計算機的迅速發(fā)展，在70年代中期，美、日、德的一些廠家在可編程序控制器中開始更多地引人微機技術，微處理器及其它大規(guī)模集成電路芯片成為其核心部分，這使可編程序控制器的性能價格比產生了新的突破。微處理器CPU、只讀存儲器ROM,隨機存取存儲器RAM等已成為PLC的核心。PI,C不僅用邏輯編程取代了硬連線邏輯，還增

10、加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，而且隨著其速度、容量、功能、通信能力等的增強，它已真正成為了一種電子計算機工業(yè)控制設備。</p><p>　　從本世紀20年代起，人們開始用導線將各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起.來組成控制系統(tǒng)，以控制各種生產機械。這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)。由于它結構簡單、容易掌握、價格便宜，能在一定范圍內〔特別是在工作模式固定、工作方式簡單的場合)滿足自

11、動控制的需要，因而使用面甚廣，這使它在一定時期內成為工業(yè)控制領域中占主導地位的設備。但是隨著生產的發(fā)展，控制要求愈來愈復雜，繼電器的類型和數(shù)量不得不大量增加，電器之間的連接也變得非常復雜口首先，由于控制柜的體積越來越龐大，大大增加了生產控制柜的難度;其次，在繼電接觸器控制系統(tǒng)中，即使一個繼電器或一條連線出現(xiàn)故障，都會造成整個系統(tǒng)運行的不正常，而且由于系統(tǒng)的復雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便;另外，當生產工藝或對象改變時，原來的

12、接線和控制柜就要改接或更換，可見繼電接觸器控制系統(tǒng)的通用性和靈活性都遠遠不夠。因此，為了滿足現(xiàn)代生產的需求，人們自然對控制系統(tǒng)提出了更可靠、更經濟、更通用、更靈活、易維修等要求。</p><p>　　從60年代開始，人們相繼開發(fā)了各式各樣的控制裝置來滿足上述要求，如半導體邏輯元件控制裝置。半導體邏輯元件是一種由半導體電子器件(各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等)組成的自動化元件，它種類很多，如各種邏輯門(與

13、、或、非)、觸發(fā)器、延時元件、振蕩器、開關放大器、電平檢測器、接近開關、交流可控硅開關等等。用這些元件，可按某種控制需要構成相應的無觸點邏輯控制系統(tǒng)及控制裝置;也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。最常用的一種順序控制裝置是利用二極管矩陣來實現(xiàn)輸入輸出邏輯關系，此時，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動作的順序，即可大大增加控制系統(tǒng)的靈活性。后來，由于小型計算機的出現(xiàn)和大規(guī)模的生產以及多機群控技術的發(fā)展，人們也曾試圖用小型計算機

14、來實現(xiàn)工業(yè)控制的要.求，但由于價格昂貴、輸人輸出電路的不匹配及編程技術復雜等原因〔因為當時汁算機的接口技術、編程技術還遠遠沒有達到目前的水平)，并未得到推廣應用。</p><p>　　到60年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭趨向激烈，各生產廠家汽車型號不斷更新，由于其加工的生產線亦必須隨之改變，因而要求對整個控制系統(tǒng)重新配置1968年，美國通用汽車公司(GM)公開招標，并對控制系統(tǒng)提出具體要求:</p>

15、<p>　　編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；</p><p>　　維修方便，采用模塊化結構，即插件式;</p><p>　　可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)，能在惡劣環(huán)境下工作；</p><p>　　體積小于繼電器控制柜；</p><p>　　價格便宜，成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭；</p><p>　　輸人、輸出可以采

16、用市電，電流達到一定要求(2A以上)，可直接驅動繼電器和電磁閥；</p><p>　　具有數(shù)據(jù)通信功能，數(shù)據(jù)可直接送人管理計算機；</p><p>　　易于系統(tǒng)擴展，在擴展系統(tǒng)時只要很小的改變；</p><p>　　用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K以上。</p><p>　　這些要求實際上提出了將繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、使用方便、價格低的

17、優(yōu)點與計算機的功能完善、靈活性、通用性好的特點結合起來，將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉變?yōu)橛嬎銠C的軟件邏輯編程的設想。1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)根據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生產線上首次應用成功。當時人們把它稱為可編程序邏輯控制器PLC(Programmahle Logir Controller)，但只是用它取代繼電接觸器控制，功能僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計時、計數(shù)等?？删幊绦蚩刂破鲉柺篮?，發(fā)展

18、極為迅速。1971年日本開始生產可編程序控制器;1913年歐洲開始生產可編程序控制器;到現(xiàn)在，世界各國一些著名的電氣制造商幾乎都在生產PLC裝置，如美國羅克韋爾自動化公司的A-B、歐洲的西門子、日本的三菱和OMRUN、美國的GE等。 PLC已作為，一個獨立的工業(yè)設備被列人生產中，成為當代電控裝置的主導。</p><p>　　PLC之所以應用如此廣泛，主要是由于PLC有諸多優(yōu)點：</p><p&

19、gt;<b>　　編程軟件簡單易學</b></p><p>　　PLC最常用的語言是面向控制的梯形圖語言。它采用了與實際電氣控制非常接近的圖形編輯形式，既繼承了傳統(tǒng)繼電器控制線路清晰直觀的特點，又考慮帶大多數(shù)工礦企業(yè)電氣技術人員的讀圖習慣，易學易用，不需要專門的計算機知識和語言，只要有一定的電工和工藝知識即可在短時間內學會。對于企業(yè)中一般的電氣技術人員和技術工人，由于這種面向生產、面向用戶的

20、編輯方式，與常用的微機語言相比更容易被接受。盡管現(xiàn)代的PLC也用高級語言編制復雜的程序，但梯形圖仍廣泛地被應用。</p><p>　?。?）可靠性高、抗干擾能力強</p><p>　　PLC采用了LSI芯片，組成LSI的電子組件都是由半導體電路組成。以這些電路充當?shù)能浝^電器等開關是無觸點的。逐個使得PLC的平均無故障時間可達幾十萬小時。為了保證PLC在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣的情況下能夠可靠工作，

21、在其設計和制造中采取了一系列硬件和軟件的抗干擾措施，其主要方法是對所有輸入/輸出（I/O）接口電路采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響。</p><p>　?。?）設計、安裝容易，調試周期短，維護簡單</p><p>　　PLC已實現(xiàn)了產品的系列化、標準化、通用化，設計者可在規(guī)格繁多、品種齊全的PLC產品中選用高性價比的產品。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼

22、電器、時間繼電器、記數(shù)器等器件，從而使控制柜的設計、安裝接線工作量大為減少。用戶程序的大部分可以在實驗室模擬進行，調試好后再將PLC控制系統(tǒng)放到生產現(xiàn)場聯(lián)機調試，這樣既快速又方便安全，從而大大縮短了設計和調試周期。</p><p>　?。?）模塊品種豐富、通用性好、功能強大</p><p>　　現(xiàn)代的PLC具有工業(yè)控制所要求的各種控制功能，它既可控制單臺設備，又可控制一條生產線或全部生產工

23、藝工程。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可與相同或不同廠家和類型的PLC聯(lián)網(wǎng)，并可與上位機通信構成分布控制系統(tǒng)。兼容性的優(yōu)劣是判斷PLC產品性能、質量的標準之一。</p><p>　?。?）體積小、能耗低</p><p>　　PLC采用LSI或VLSI芯片，其產品結構緊湊、體積小、重量輕、功耗低。自從美國數(shù)字設備公司（DEC）于1969年研制出第一臺PLC，PLC已經經過了將近40年的發(fā)展，現(xiàn)在已

24、發(fā)展到第五代。隨著微電子技術的迅猛發(fā)展，以單片機或者其他16位、32位的微處理器作為PLC的主控制芯片將更多地應用于PLC。今后，PLC主要朝以下幾個方向發(fā)展。</p><p><b>　?。?）高速化</b></p><p>　　目前，PLC的處理速度與計算機相比還比較慢，其最高級的CPU也不過是80486，將來會全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU并行處理、

25、分時處理或分任處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使PLC的處理速度達到納秒級。</p><p>　　（2）模塊種類將豐富多彩</p><p>　　為了適應各種特殊功能的需要，各種智能模塊將層出不窮。智能模塊是以微處理器為基礎的功能部件，他們的CPU與PLC的CPU并行工作，占用主機的CPU時間很少，有利于提高PLC的掃描速度和完成特殊的控制要求。</p&

26、gt;<p>　?。?）可靠性進一步提高</p><p>　　隨著PLC進入過程控制領域，對可靠性的要求進一步提高，糾錯能力將進一步得到加強。除通過PLC的自診斷功能檢測故障外，各PLC生產廠家還在發(fā)展專門用于檢測外部故障的專用智能模塊，以進一步提高PLC系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　（4）統(tǒng)一化、標準化</p><p>　　PLC發(fā)展已將近40

27、年，一直沒有一個統(tǒng)一標準，這為各個生產廠家及用戶帶來極大的不便，隨著PLC的高速發(fā)展，這種矛盾更加突出。其標準化一方面保證了產品的出廠質量，另一方面也保證了各廠家產品的相互兼容。</p><p>　　（5）小型化、低成本</p><p>　　小型PLC的基本特點是價格低，簡單可靠，適用于回路或設備的單機控制，便于機電一體化。除此之外，小型PLC有靈活的組態(tài)特性，能與其他機型連用。</

28、p><p>　?。?）編程語言的高級化</p><p>　　除了梯形圖，語句表，流程圖外，一些PLC增加了BASIC，C等編程語言。另外，將出現(xiàn)通用的、功能更強的組態(tài)軟件，進一步改善開發(fā)環(huán)境，提高開發(fā)效率。</p><p>　　1.2.2 液壓傳動技術發(fā)展及特點</p><p>　　一部完整完整的機器是由動力裝置、傳動裝置、控制調節(jié)裝置和工作裝

29、置四部分組成。傳動裝置只是一個中間環(huán)節(jié)，其作用是把動力裝置（電動機、內燃機等）的輸出功率傳送給工作裝置。傳動有多種類型，如機械傳動（齒輪、軸、曲軸等）、電力傳動（感應電動機、直線電動機、轉矩電動機等）、液體傳動、氣體傳動以及它們的組合——復合傳動等。</p><p>　　用液體作為工作介質來進行能量傳遞的傳動方式稱為液體傳動。按照其工作原理的不同，液體傳動可分為液壓傳動和液力傳動。液壓傳動主要是利用液體的壓力能來

30、傳遞能量；而液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量。液壓傳動又稱為容積式液壓傳動。由于液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它被廣泛地應用于機械制造、工程機械、建筑機械、石油化工、交通運輸、軍事器械、礦山冶金、航海、輕工、農業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)等各方面。同時，它也被應用到航天航空、海洋開發(fā)、核能工程、地震預測等各個技術領域中。</p><p>　　液壓傳動相對于機械傳動來說是一門新學科，但相對于計算機等，它又是一門較老的技術

31、。如果從17世紀中葉帕斯卡提出靜壓傳動原理，18世紀末英國制成第一臺水壓機算起，液壓傳動已有二三百年的歷史。只是由于在早期還沒有成熟的液壓傳動技術和液壓元件，而使它沒有得到普遍應用。</p><p>　　液壓傳動系統(tǒng)的組成分為五部分：</p><p>　?。?）液壓動力元件。液壓動力元件指液壓泵，它是將動力裝置的機械能轉換成為液壓能裝置，其作用是為液壓傳動系統(tǒng)提供壓力油，是液壓傳動系統(tǒng)的動

32、力源。</p><p>　?。?）液壓執(zhí)行元件。液壓執(zhí)行元件指液壓缸或液壓馬達，它是將液壓能轉換為機械能的裝置，其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度或轉矩和轉速，以驅動工作裝置做功。</p><p>　　（3）液壓控制調節(jié)元件。它包括各種閥類元件，其作用是用來控制液壓傳動系統(tǒng)中油液的流動方向、壓力和流量，以保證液壓執(zhí)行元件和工作裝置指定工作。</p><p>　　（

33、4）液壓輔助元件。液壓輔助元件如油箱、油管、濾油器大呢感，它們對保證液壓傳動系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。</p><p>　　（5）液壓工作介質。工作介質指傳動液體，通常被稱為液壓油或液壓液。</p><p><b>　　液壓傳動的特點：</b></p><p>　　①液壓傳動可方便地實現(xiàn)大范圍內的無級調速。調速范圍可達1000：1；調速功能不

34、受功率大小的限制。這是機械傳動和電傳動都難以做到的。</p><p>　　②與電傳動相比，液壓傳動具有質量輕、體積小、慣性小、響應快等突出優(yōu)點。統(tǒng)計表明，液壓泵和液壓馬達的單位功率的質量，目前僅為電動機的1/10左右，或者說液壓泵和液壓馬達單位質量的能容量為電機10左右。液壓馬達的轉矩與轉動慣量比（驅動轉矩與轉動慣量之比）約為電動機的10倍，故加速性能好。液壓馬達的這種特點對伺服控制系統(tǒng)具有重大意義，它可以提高系

35、統(tǒng)的動態(tài)性能，使增益提高，頻帶變寬。</p><p>　?、垡簤簜鲃泳鶆蚱椒€(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定；并且具有良好的低速穩(wěn)定性。液壓馬達最低定轉速可小于1r/min。這是任何電動機都難以做到的。</p><p>　　④借助于各種控制閥，可實現(xiàn)過載自動保護，也易于實現(xiàn)其他自動控制或機器運行自動化。特別是液壓控制與電氣控制、電子控制或氣動控制結合使用時，易于實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)和進行遠程控制。

36、</p><p>　?、萦捎谝簤涸怯霉艿肋B接的，故可允許執(zhí)行元件與液壓泵相距較遠；根據(jù)設備要求與環(huán)境液壓元件可以靈活安裝，適應性強。</p><p>　　⑥液壓系統(tǒng)通常以液壓油作為工作介質，具有良好的潤滑條件，可延長元件使用壽命。</p><p>　　⑦液壓元件易于標準化、系列化和通用化，便于設計、制造和推廣應用。</p><p>　　當

37、然，液壓傳動也存在一些缺點。比如：效率較低、泄露問題、對污染敏感、檢修困難、對溫度敏感、對液壓元件加工精度要求較高等等。盡管液壓傳動有這些缺點，但是優(yōu)點畢竟占主導地位，并且某些缺點已在不同程度上得到克服，這也是液壓傳動技術迅速發(fā)展和應用日益廣泛的原因。</p><p>　　由于液壓傳動和控制技術具有獨特的優(yōu)點，從民用到國防，從一般傳動到精度很高的控制系統(tǒng)，都得到了廣泛地應用。例如：國防業(yè)中的武器裝備，機床工業(yè)，工

38、程機械，汽車工業(yè)，冶金工業(yè)，船舶工業(yè)，輕紡化工和食品工業(yè)等等。</p><p>　　2 設計要求與方案確定</p><p>　　2．1 設計任務和要求</p><p>　　所設計設備用于大型鋼管制造中的調直工序，是實際應用題目。設備由升降裝置、進給裝置、控制系統(tǒng)組成，統(tǒng)稱大型調直機的輔助系統(tǒng)。畢業(yè)設計完成設備的總體設計、滑車設計、PLC控制系統(tǒng)設計。</p

39、><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　支承工件最大直徑：800mm；</p><p>　　支承工件最小直徑：250mm；</p><p>　　支承工件重量： 2000kg；</p><p>　　支承工件長度：6m；</p><p>　　圓周轉動速度

40、：2000mm/min；</p><p>　　軸向移動速度：2000mm/min。</p><p>　　支承導軌型號： 24kg/m；</p><p><b>　　畢業(yè)設計包含內容：</b></p><p>　　設備主要技術參數(shù)的擬定；典型工況分析；技術性能分析；總圖及相關系統(tǒng)圖的繪制；滑車裝配圖的繪制；零件圖的繪制；P

41、LC控制系統(tǒng)設計；控制程序設計；編寫畢業(yè)設計說明書。</p><p>　　2．2 輔助系統(tǒng)在大型調直機組中的工作原理</p><p>　　大型或巨型鋼管作為鋼結構桿件在現(xiàn)代建筑中有著廣泛的應用。其中，鋼板成形直縫鋼管，由于其截面型式多，力學特性好，便于制成錐塔形，生產設備相對簡單等特點，成為巨型鋼管中應用較多的品種。這類鋼管生產過程中，整形、調直、合縫、段焊是重要的生產工序（以下簡稱：合

42、焊工序）。由于鋼板冷壓成形誤差的不可精確預見性，單件小批生產中，合焊工序常采用簡單機械的手工作業(yè)方式。這種作業(yè)方式生產效率低，勞動強度大。近年來，由于市場的需求量的增長，鋼板成形直縫鋼管的生產已發(fā)展為批量生產。開發(fā)經濟、適用的批量生產專用設備也成為業(yè)界技術人員普遍關注的課題。行車式大型調直機組的研制成功是一項重要的成果。調直機組可加工最大工件直徑800mm，最小直徑250mm。最大工件長度達6m，最大工件質量2000kg，適用于圓型、棱

43、形截面的直管和錐管制造。工作原理如下：</p><p>　　調直工序的內容是把已經預成形的縱向開口管形在制品逐段整形，成為定形的鋼管在制品。機組實現(xiàn)截面整形功能。其中，軸向工位調置是以工件放置，輥子轉動的方式進行的。機組包括由同一導軌支承的八個獨立的滑車?；噭t被動移動。當滑車固定以后，工件的運動由滑車上的滾輪控制。分為周向轉動和軸向進給。這種方式只適合于尺寸相對較小，質量相對較輕的工件。</p>

44、<p>　　2．3 總體布局的確定</p><p>　　根據(jù)工作需要，確定設備的總體布局情況，工作狀態(tài)如圖2.1所示</p><p>　　圖2.1 總體布局</p><p>　　為了進一步提高大型調直機的自動化程度，此設備為我所設計的，經過自動化改造以后的輔助設備。</p><p><b>　　3 機械裝置設計<

45、;/b></p><p><b>　　底座</b></p><p><b>　　機 械 主 體</b></p><p><b>　　支架</b></p><p>　　機械部分 升 降 機 構 液壓裝置</p><p>　　周

46、向 運 動 </p><p><b>　　電動裝置</b></p><p><b>　　軸 向 運 動 </b></p><p><b>　　PLC控制模塊</b></p><p>　　電器部分 無線接收裝置</p><

47、p><b>　　無線發(fā)射裝置</b></p><p>　　3．1 機械部分的計算</p><p>　　3.1.1 液壓缸的計算校核</p><p>　　本設備中：最大工件直徑是Ф800m</p><p>　　活塞桿直徑62mm，導程：200mm</p><p>　　運動速度：2000mm

48、/min</p><p>　?。?）缸體厚度及外徑強度校驗</p><p>　　缸體厚度的取值由強度條件決定。當/D0.8時可按薄壁公式校驗強度，即</p><p>　　式中 ———— 最高工作壓力，單位為Pa；</p><p>　　———— 材料許用應力，=，為材料抗拉強度，為安全系數(shù)，一般=5。</p><p&g

49、t;　　D ———— 液壓缸內徑</p><p>　　當/D=0.08~0.3時，按下式校驗強度，即</p><p>　　當/D0.3時，按壁厚圓筒公式校驗強度，既</p><p>　　本設備中，液壓缸壁厚為10mm，D=125mm，=1.2Pa。則/D=10/125=0.08</p><p>　　因此，本校驗采用公式 </p>

50、;<p>　　計算得10=4.5 所以滿足要求</p><p>　　則 外徑=125+210=145（mm）</p><p>　　（2）活塞桿直徑強度校驗</p><p>　　活塞桿直徑強度按下式校驗強度，既</p><p>　　式中 ———— 液壓缸負載，單位為N；</p><p>　　———

51、— 材料許用應力，=，為材料抗拉強度，單位為Pa，為安全系數(shù)，一般=1.4。</p><p>　　本設備中，液壓缸活塞桿的直徑為63mm，=350N</p><p>　　經計算得 63=13.6 所以滿足要求</p><p><b>　　。</b></p><p>　　3.1.2 齒輪的校核：</p>

52、<p><b>　　齒輪的設計：</b></p><p>　　（1）.齒輪材料選定及齒數(shù)確定</p><p>　　1） 齒輪材料的選定</p><p>　　小齒輪材料為選40Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調質） ，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>

53、　　2） 初確定齒輪齒數(shù)</p><p>　　選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)，取。</p><p>　　（2）.按齒面接觸強度設計</p><p>　　由設計計算公式進行試算，即</p><p>　　1）確定公式內的各種計算數(shù)值</p><p><b>　　①試選載荷系數(shù)</b></p>

54、<p>　　②計算小齒輪傳遞的轉矩</p><p>　　輸入功率為0.55Kw,小齒輪轉速為</p><p><b>　?、圻x取齒寬系數(shù)</b></p><p>　?、懿榈貌牧系膹椥杂绊懴禂?shù)</p><p>　?、莅待X面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限；</p><

55、;p><b>　?、抻嬎銘ρh(huán)次數(shù)</b></p><p>　　工作壽命為10年（每年工作300天）一班制</p><p>　?、?查得接觸疲勞壽命系數(shù); </p><p>　?、嘤嬎憬佑|疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1</p><p><b>

56、　　2）計算</b></p><p>　　①試算小齒輪分度圓直徑代入中較小的值</p><p><b>　?、?計算圓周速度</b></p><p><b>　　③ 計算齒寬b</b></p><p>　?、?計算齒寬與齒高之比b/h</p><p><b&

57、gt;　　模數(shù) </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p><b>　?、?計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù) v=0.009m/s，查得動載系數(shù)；</p><p>　　直齒輪，假設。查得；</p><p><b&g

58、t;　　查得使用系數(shù)=1；</b></p><p>　　小齒輪相對支承非對稱布置時，</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　由，得；故載荷系數(shù)</b></p><p

59、>　?、?按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑得</p><p><b>　　⑦ 計算模數(shù)m</b></p><p>　?。?）.按齒根彎曲強度設計</p><p>　　彎曲強度的設計公式為</p><p>　　1）確定公式內的各計算數(shù)值</p><p>　　①查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限

60、；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；</p><p>　　②查得彎曲疲勞壽命系數(shù),；</p><p>　?、塾嬎銖澢谠S用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得</p><p><b>　?、苡嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p><b>　?、莶槿↓X形系數(shù)</b&g

61、t;</p><p><b>　　查得；。</b></p><p><b>　?、薏槿πＵ禂?shù)</b></p><p><b>　　查得；。</b></p><p>　?、?計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)

62、值大</b></p><p><b>　　2）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，取由彎曲強度算得的模數(shù)2.65并就近圓整為標準值m=3mm,按接

63、觸強度算得的分度圓直徑取=90mm，算出小齒輪齒數(shù)</p><p>　　大齒輪齒數(shù) ，取。</p><p>　　這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。</p><p><b>　?。?）.幾何尺寸計</b></p><p><b>

64、　　1）計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　2） 計算中心距</b></p><p><b>　　3）計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取 ，</b></p><p><b>　?。?）.驗算</b><

65、;/p><p><b>　　合適。</b></p><p>　　3.1.3 軸承的校核：</p><p>　　為了減少各部件之間的摩擦，需要在一些部位安裝軸承，根據(jù)軸承中摩擦性質的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標準化，選用、潤滑、維修都很方便，因此在一般機械中應用較廣。</p

66、><p>　　滾動軸承可以概括地分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。主要承受徑向載荷的軸承叫向心軸承，在安裝托輥的時候，由于托輥主要承受徑向載荷，所以選用向心軸承。所選的軸承代號為6205.</p><p>　　滾動軸承壽命的計算：</p><p>　　滾動軸承壽命的計算公式為</p><p>　　式中的單位為。為指數(shù)。對于球軸承， ；對

67、于滾子軸承，。</p><p>　　如果改用小時數(shù)表示壽命，代表軸承的轉速（單位為r/min），則以小時數(shù)表示的軸承壽命（單位為h）為</p><p>　　如果載荷P和轉速n為已知，預期計算壽命又已取定，則所需軸承應具有的基本額定動載荷C（單位為N）可根據(jù)上式計算得出：</p><p>　　滾動軸承的基本額定動載荷是在一定的運轉條件下確定的，如載荷條件為：向心軸承僅

68、承受純徑向載荷，推力軸承僅承受純軸向載荷。實際上，軸承在許多應用場合，常常同時承受徑向載荷和軸向載荷。因此，在進行軸承壽命計算時，必須把實際載荷轉換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷，用字母P表示。這個當量動載荷，對于以承受徑向載荷為主的軸承，稱為徑向當量動載荷，常用表示；對于以承受軸向載荷為主的軸承，稱為軸向當量動載荷，常用表示。當量動載荷P（或）的一般計算公式為</p><p>　　式中，X、

69、Y分別為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)。</p><p>　　實際上，在許多支承中還會出現(xiàn)一些附加載荷，如沖擊力、不平衡作用力、慣性力以及軸撓曲或軸承座變形產生的附加力等等，這些因素很難從理論上精確計算。為了記及這些影響，可對當量動載荷乘上一個根據(jù)經驗而定的載荷系數(shù)，故實際計算時，軸承的當量動載荷應為：</p><p>　　選取的軸承代號為6207，它的基本額定負荷：，</p>

70、<p>　　查表查的徑向動載荷系數(shù)X=0.56，軸向動載荷系數(shù)Y=1.5；</p><p>　　已確定軸承徑向載荷，軸向載荷,取</p><p>　　軸承轉速為，為球軸承取</p><p><b>　　當量動載荷</b></p><p><b>　　軸承壽命為</b></p>

71、;<p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　3．2 驅動機構的相應計算</p><p>　　一個電氣系統(tǒng)由電動機、電源裝置和控制裝置三部分組成。它們有多種設備或線路可供選擇。本章的任務是如何根據(jù)生產機械負載性質，工藝要求及環(huán)境條件選擇傳動方案。</p><p>　　3.2.1 電機選擇</p>

72、<p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，為了實現(xiàn)生產過程自動化的要求，機電傳動不公包括拖動生產機械的電動機，而且包含控制電動機的一整套系統(tǒng)，也就是說，現(xiàn)代機電傳動是和由各種控制元件組成的自動控制系統(tǒng)緊密地聯(lián)系在一起的。從現(xiàn)代化生產的要求出發(fā)，機電傳動控制系統(tǒng)所要完成的任務，從廣義上講，就是要使生產機械設備生產線，車間、甚至整個工廠都實現(xiàn)自動化。從狹義上說，則專指控制電動機驅動生產機械，實現(xiàn)生產產品數(shù)量的增加、質量的提高、生產成本的降低、工人

73、勞動條件的改善以及能量的合理利用。隨著生產工藝的發(fā)展，對機電傳動控制系統(tǒng)提出了愈來愈高的要求。例如，一些精密機床要求加工精度達百分之幾毫米，甚至幾微米，重型鏜床為保證加工精度和控制粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進給，即要求在很寬的范圍內調速;軋鋼車間的可逆式軋機及其輔助機械，操作頻繁，要求在不到一秒的時間內就是完成從正轉到反轉的過程，即要求能迅速地啟動、制動和反轉;對于電梯和提升機則要求啟動和制動。</p><p>

74、　　3.2.1.1 電動機傳動系統(tǒng)的組成：</p><p><b>　?。?）電動機</b></p><p>　　1）電氣傳動系統(tǒng)的類型及自然機械特性。</p><p><b>　　直流電動機：</b></p><p>　　勵磁直流電動機分為：他勵電動機，串勵電動機和復勵電動機。永磁直流電動機。&

75、lt;/p><p><b>　　交流電動機：</b></p><p>　　異步電動機分為：籠式電動機，繞線電動機。同步電動機分為：普通同步電動機無換向器電動機磁組電動機。</p><p>　　2）電動機的外殼結構形式</p><p>　　開啟式，防護式，防滴防濺式，封閉式，防爆時，密閉式六種。而封閉式又分為自然冷卻式，管道通

76、風式，自冷式。</p><p><b>　　（2） 電源裝置：</b></p><p>　　電動機電源裝置分為機組交流裝置及電力電子交流裝置兩大類。</p><p>　　（3）電器傳動控制系統(tǒng)：</p><p>　　電器傳動控制系統(tǒng)按所用器件分類：電器控制又稱繼電器控制，與母線供電配合使用 。電機放大機和磁放大機控制：與

77、機組供電裝置配合使用，在30-60年代盛行，隨著電子技術的發(fā)展，已被淘汰。電子控制裝置又分為電子管控制和半導體控制。</p><p>　　(4)電氣傳動系統(tǒng)按工作原理</p><p>　　邏輯控制： 通過電氣控制裝置控制電機啟動，停止，正反轉或有機調速，控制信號來自主令電器或可編程序控制器。連續(xù)速度控制： 與機組或電子電力交流裝置配合使用，連續(xù)改變電機轉速。這類系統(tǒng)按控制系統(tǒng)原則分為開環(huán)控

78、制，閉環(huán)控制和復合控制 。按控制信號分為數(shù)字控制，模擬控制及數(shù)字模擬混合控制。直流電機調速一般都采用電壓頻率比控制，轉差率控制及矢量控制。</p><p>　　3.2.1.2 生產機械的負載類型及生產機械和電動機工作制</p><p>　?。?） 生產機械的負載類型</p><p>　　生產機械的負載轉矩Tl隨轉速n而變化的特性稱為負載特性，通常分為以下三類：&

79、lt;/p><p>　　1）恒轉矩負載負載轉矩Tl與轉速n無關，在任何轉速下，Tl總保持恒定或大致恒定，這種負載稱為恒轉矩負載，他多數(shù)呈反抗性的，即Tl的極性隨轉速方向的改變而改變總是起反阻轉矩作用，還有一種位勢性轉矩負載，Tl的極性不隨轉速的方向改變而改變. </p><p>　　2）某些負載,負載轉矩與轉速成正比形成恒功率負載。負載的恒功率性質是就一定的速度變化范圍而言，當轉速很低時，

80、受機械強度限制，Tl不可能無限增大，在低速區(qū)專為恒轉矩性質。負載恒功率和恒轉矩對傳動方案的選擇有很大影響。電動機在恒磁轉速時，最大輸出轉矩不變-恒轉矩調速；而在弱磁調速時，最大輸出轉矩與轉速成反比-恒功率調速。如果電機的恒功率和恒轉矩調速范圍和負載的恒功率和恒轉矩區(qū)一致，電動機及供電裝置功率最小，但若負載恒功率區(qū)很寬，要繼續(xù)維持上述關系，將要求特殊的寬弱磁調速范圍點機，這給電機制造及控制帶來困難，成本反而增高，這是需要找一個折中的方案，

81、適當增大電機功率，減小弱磁調速范圍。</p><p>　?。?）生產機械的工作制</p><p><b>　　1）長期工作制</b></p><p>　　生產機械長期恒速(或變化不大)運行，根據(jù)負載施加方式不同，分為三類：平穩(wěn)負載 負載轉矩長期不變或變化不大，這尅機械對電氣傳動裝置的要求簡單，只要有足夠的功率和啟動轉矩就行。波動或重復短時負載

82、 負載施加，但大小波動或周期性重復施加。短時負載 勢加負載時時間短，在負載周期中占比例小。這類機械通常有較大的飛輪力矩，施加負載時，速度降低，飛輪飛出的能量做功，電機功率可適當減小。對電機傳動裝置要求有足夠的啟動和過載轉矩，電機發(fā)熱效率一般不成問題。</p><p>　　2）短時和重復工作制:短期工作制,生產機械經長時間將惡氣艇或加減速一次，完成一個工作循環(huán)。重復短時工作制,生產機械周期性的起停間隔較短。&l

83、t;/p><p>　?。?）對應于生產機械的各種工作制，通常將電動機的工作類型分為八類:</p><p><b>　　連續(xù)工作制</b></p><p><b>　　短期工作制</b></p><p><b>　　斷續(xù)周期工作制</b></p><p>　　

84、包括啟動的斷續(xù)周期工作制</p><p>　　包括電制動的斷續(xù)周期工作制</p><p><b>　　連續(xù)周期工作制</b></p><p>　　包括電制動的連續(xù)周期工作制</p><p>　　包括負載與轉速相應變化的連續(xù)周期工作制</p><p>　　在上述八種工作之中，工作制s1可以按照電動機

85、的名牌給出連續(xù)定額作連續(xù)運行。對于工作制，電機應在實際冷狀態(tài)下啟動，并在規(guī)定的時限內運行。</p><p>　　短時工作的時限一般規(guī)定為10，30，60或90min，視電機而定。</p><p>　　對于s3和s6，每一工作周期時間為10min。</p><p>　　對于s4,s5,s7和s8等四種工作制，每小時等效啟動的次數(shù)一般為150，300或600次，并應給出

86、電動機的轉動慣量和折算軸上的全部外加轉動慣量之值。</p><p>　　3.2.1.3 電動機類型的選擇</p><p>　　1）直流與交流電動機的選擇</p><p>　　交流電動機結構簡單，價格便宜，維護量小，但起動機調速性能不如直流電動機。因而在交流電動機能滿足生產需要的場合都應采用交流電動機，僅在起制動和調速方面不能滿足要求時，才考慮直流電動機。所以本設計

87、選用交流電機。</p><p>　　2）交流電動機的選擇： 需要較大起動轉矩和恒功率調速的機械，所以選用三相異步電動機。注意要按生產機械的恒轉矩和恒功率調速范圍，合理選擇電動機的基速及弱磁倍數(shù)。</p><p>　　3.2.1.4 電動機的功率計算</p><p>　　電動機的功率計算一般有機械設計部門選定，按負載預先選定一臺電機然后校驗：發(fā)熱校驗,根據(jù)生產機械的

88、工作制及負載圖，按等效電流法或平均損耗法進行設計。有些生產機械負載圖不易確定，可通過試驗實測或對比等方法校驗。啟動校驗,設計啟動時電源電壓的降低，檢驗啟動過程中最小轉矩是否大于負載轉矩，以保證電機順利啟動。過載能力校驗,對于短時工作制，重復工作制和長期工作制，電動機需要校驗電極最大過載轉矩是否大于負載最大峰值轉矩。電動機GD2的校驗,某些機械對電機的動態(tài)性能有特殊要求，許校驗電機GD2能否滿足要求。其他一些特殊校驗。</p>

89、<p>　　在本設計中，機器頻繁啟停、轉速低、轉矩小，必須選用減速器.因功率不大，因此，每個車上選用一臺三相異步小功率電機即可。初選電動機時，首先可以根據(jù)機械工程手冊式67.1-17計算出所需電動機的功率P，再從電動機產品樣本中選擇JC值與此機構工作類似相當?shù)摹㈩~定功率與此相近的電機。</p><p><b>　　P=</b></p><p>　　式中

90、η ——機構總效率</p><p>　　V ——為運動速度m/s</p><p>　　W ——沿運動v方向的運動阻力kgf</p><p>　　其中W可安下列經驗公式確定：</p><p>　　W = （w+7v）+∑C A kgf </p><p>　　式中—— 運動部分總重量 tf</p><

91、;p>　　W —— 阻力系數(shù)，用滾動軸承時w=10-12kgf/tf;</p><p>　　用滑動軸承時w=25 kgf/tf，</p><p><b>　　所以w取10</b></p><p>　　由于調直機工作環(huán)境在沒在戶外所以</p><p><b>　　=0</b></p>

92、<p>　　所以W= （w+7v）</p><p>　　電動機帶動工件和輥子，所帶的總重量=20+2000=2020kg</p><p>　　所以W=2.02（10+7*0.17）=22.6kw</p><p>　　P==0.05kw=50w</p><p>　　所以選用Y801-4-型三相異步電動機，額定功率550w，轉速13

93、90r/min,額定轉矩2.3Nm。</p><p>　　輥輪直徑200mm，周長3.14×200＝628mm。 </p><p>　　旋轉速度v=2000mm/min=33mm/s</p><p>　　pw＝Fv/1000=2020×10×0.1×33／1000=66.66W</p><p>　　最

94、大起動功率pd=66.66/0.94=71w</p><p>　　由于工件由兩個小車的兩個電機驅動，則：最大起動功率小于電動機額定功率即：71w<550w,滿足電動機起動要求。因此，電動機選擇合理。</p><p><b>　　圖3.1電機外型</b></p><p>　　三相異步電機Y801-4型，轉矩2.3N.M 轉速1390r/mi

95、n 功率：550W。</p><p>　　電機的外型如圖3.1所示。</p><p>　　因為要求輥輪的轉速為3.2r/min，所以整個傳動裝置的總傳動比為：i==434</p><p>　　3.2.2 減速器的選擇</p><p>　　減速器是原動機和工作機或執(zhí)行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大

96、轉矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。在現(xiàn)代機械中應用廣泛。</p><p>　　減速器的種類很多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們互相組合起來的減速器；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。</p><p>　　減速

97、器的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器，按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀不同可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置又可分為展開式、分流是式和同軸式減速器。</p><p>　　本設計選擇行星齒輪減速器。</p><p>　　行星減速器是一種新型的機械傳動變速機構。與普通齒輪傳動相比,具有體積小,重量輕,

98、結構簡單,傳動比范圍大(單級傳動比為40～350,多級傳動比可達1600～100000),傳動效率高(單級傳動效率η≥85%),傳動精度高, 承載能力強等特點,可廣泛用于航空、航天、工業(yè)機器人、機床微量進給、通訊設備、紡織機械、化纖機械、造紙機械、差動機構、印刷機械、食品機械和醫(yī)療器械等領域。 </p><p>　　行星減速器的傳動性能: </p><p>　　1.傳動比大(單級傳動比為4

99、0～350,多級可達100000); </p><p>　　2.傳動精度高,傳動平穩(wěn),無噪音; </p><p>　　3.輸入軸與輸出軸同心; </p><p>　　4.可向密封區(qū)域傳遞運動和動力。 </p><p>　　目前,該產品已經形成標準化、系列化。研制單位加工、測試、實驗設備齊全,技術力量雄厚,產品質量可靠,在諧波齒輪的研究、生產及

100、測試實驗方面積累了豐富的經驗,具有全國領先水平。該產品曾榮獲國防科工委科技成果三等獎和原航天部科技進步獎。 </p><p>　　本傳動系統(tǒng)的總減速比為434，由于還有出論傳動，傳動比為4/3，所以選用行星減速器PLE120，傳動比為320，外形為3.2圖</p><p>　　圖3.2行星減速器PLE120型外形</p><p>　　電機的轉速為1390r/min，

101、輥子的轉速為3.2r/min，減速器的傳動比為320，齒輪的傳動比為4/3，則：=3.2 </p><p>　　所以選用的減速器滿足要求</p><p>　　4 電氣控制系統(tǒng)及程序的設計</p><p>　　PLC已經在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中得到廣泛的應用。PLC專為工業(yè)場合設計，采用了典型的計算機結構，硬件電路由CPU、電源、存儲器和專門的輸入輸出接口電路以及編程器等外

102、接口組成。生產PLC的廠家為了使自己生產的可編程序控制器連網(wǎng)的適應性強一些，對通信協(xié)議的物理層通常配置好幾種接口標準，如RS-232C和RS-122等;其數(shù)據(jù)異步傳送的格式也有兩種以上，用戶可根據(jù)應用需要，用硬件開關或向指定單元寫人控制字的方法進行選擇。在大型集散系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中已很少使用集中式〔主從式)存取控制方法，而在PLC網(wǎng)絡中主從式存取控制方法仍在使用，因為主從式存取控制方法簡單，實現(xiàn)方便。不過，隨著PLC網(wǎng)絡規(guī)模的不斷增大及標

103、準化進程，符合MAP規(guī)約的PLC及PLC網(wǎng)絡愈來愈多。PLC網(wǎng)絡中的過程數(shù)據(jù)多數(shù)是觸點的開通與關斷，數(shù)據(jù)更短，而且若受干擾出錯就整個錯了，因此對差錯控制要求較高。在可編程序控制器中，可使用“異或碼”進行校驗。</p><p>　　隨著PLC的推廣普及，PLC產品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國等國引進的PLC產品及國內廠家組裝或自行開發(fā)的產品已有幾十個系列、上百種型號。PLC的

104、品種繁多，其結構型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側重。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC在控制系統(tǒng)中的應用起著重要作用。</p><p>　　羅克韋爾白動化的Logix5000平臺提供了單一的集成化控制架構能夠實現(xiàn)離散、傳動、運動、以及過程控制。Logix平臺提供了通用的控制工具、軟件編程環(huán)境以及跨多個硬件平臺的通訊支持。所有的Logix控制器都運行在多任務、多處理過程的操作

105、系統(tǒng)上并且支持多種編程語言編寫的同一組指令。一個RSLogix 5000編程軟件包可對所有Log ix控制器編程。并且所有的Logix控制器都是NetLinx架構體系中的一員可通過EtherNet/IP、 ControlNet、以及DeviceNet網(wǎng)絡進行通訊。</p><p>　　梯形圖(Ladder)是一種最典型的也是最基本的編程方式，它采用圖形符號，沿用了繼電器的觸點、線圈、串聯(lián)等術語和圖形符號，并增加

106、了一些繼電接觸控制沒有的符號。</p><p>　　梯形圖形象、直觀，對于熟悉繼電器方式的人來說，非常容易接受，而不需要學習更深的計算機知識。這是一種最為廣泛的編程方式，適用于順序邏輯控制、離散童控制、定時/計數(shù)控制等。</p><p>　　梯形圖一般由多個不同的階梯(RUNG )組成，每一階梯又由輸人及輸出指令組成。</p><p>　　在一個階梯中，輸出指令應出

107、現(xiàn)在階梯的最右邊，而輸人指令則出現(xiàn)在輸出指令的左邊。</p><p>　　圖4.1梯形圖示意圖</p><p>　　如圖4.1所示。當輸人指令所表示的階梯條件為真則執(zhí)行輸出指令，否則不執(zhí)行輸出指令。因此，允許在一個階梯中無輸人指令—表示階梯條件永遠為真;也允許有多個輸人指令串、并聯(lián):串聯(lián)意味著幾個條件之I可是“與”的關系，并聯(lián)則意味著幾個條件之間是“或’，的關系。輸出指令則不允許串聯(lián)，但允

108、許并聯(lián)，表示階梯條件為真時，幾個輸出指令可一并執(zhí)行。梯形圖掃描的順序是從左到右，從上而下。</p><p>　　可編程序控制器處理器除了微處理器以外，還包括存貯器，其中一部分是用戶存貯器。用戶存貯器中的程序存貯器用來存放用戶程序文件，而數(shù)據(jù)文件用來存放數(shù)據(jù)文件。</p><p>　　程序文件用以存貯用戶程序,PLC-5可以有100p個程序文件，用編號}^-999(十進制數(shù))表示。其中()文

109、件是用來存放系統(tǒng)信息的，屬系統(tǒng)文件，1號文件一般預以保留(如普通PLC-5是作為順序功能圖文件予以保留的)，而2^-999號文件則可以由用戶定義，它們既可以是梯形圖程序，也可以是SFC，甚至結構文本(有些處理器支持這種編程方式)。 </p><p>　　對于PLC-5而言，用戶程序可以具有多于16個主程序文件，每一個程序文件完成一特定的功能，這些主程序中的每一個叫做主控程序(MCP) d定義這is個主控程序時可以

110、任意混用SFC和梯形圖程序，并且所有MCP使用的是同一個數(shù)據(jù)表〔也就是說，每個IVICP沒有一個獨立的數(shù)據(jù)表).</p><p>　　利用主控程序，就可以將SFCC順序功能流程圖)和梯形圖邏輯分開，把用戶過程更好地結構化，并使故障的排除變得更容易。例如，可以指定一個SFC程序來確定過程中事件的次序，另外指定一個獨立的梯形圖邏輯程序來控制輸出。</p><p>　　PLC機型選擇的基本原則是

111、，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。</p><p>　　在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，建議選用整體式結構的PLC；其它情況則最好選用模塊式結構的PLC。</p><p>　　對于開關量控制以及以開關量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶A/D轉換、D/A轉換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能

112、的低檔機就能滿足要求。</p><p>　　而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復雜程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。</p><p>　　對于一個大型企業(yè)系統(tǒng)，應盡量做到機型統(tǒng)一。這樣，同一機型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同

113、時，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術力量的培訓、技術水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設備通用，資源可以共享，因此，配以上位計算機后即可把控制各獨立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個多級分布式控制系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。</p><p>　　（1）輸入/輸出的選擇</p><p>　　PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產設備或工業(yè)生產過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產現(xiàn)場。它與工

114、業(yè)生產過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。</p><p>　　通過I/O接口模塊可以檢測被控生產過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制信息對被控對象進行控制。同時通過I/O接口模塊將控制器的處理結果送給被控設備或工業(yè)生產過程，從而驅動各種執(zhí)行機構來實現(xiàn)控制。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設備的控制信號都需經過一定距離，為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實際需