范文一:机电专业毕业论文
论文题目:电动机的原理及运行维护
班 级: 机电
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摘要
近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中,更需要有大量的中、小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要,电动机机应用广泛,种类繁多、性能各异,分类方法也很多。 本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理及电动机的运行维护。
关键词:工作原理;运行维护
目录
摘要 ————————————————————————————————————2 引言 ————————————————————————————————————4 第一章 电动机分类、发展现状 —————————————————————5 1.1电动机分类 ———————————————————————————————5 1.2电动机技术发展现状 ———————————————————————————6 第二章 电动机的工作原理 ———————————————————————7 2.1 三相异步电动机的结构及工作原理 —————————————————————7 2.2三相异步电动机的结构———————————————————————————10 第三章 电动机的运行维护 ———————————————————————11 3.1 电动机启动前的准备 ———————————————————————————11 3.2 启动时应注意的问题 ———————————————————————————11 3.3 电动机运行中的监视 ———————————————————————————12 3.4电动机的定期检查和保养 —————————————————————————13 第四章 结论————————————————————————————————14
引言
转瞬间三年的在校生活即将结束,回忆在校的日子里,是那样丰富多彩。在这个学校里,使我们不仅学到了知识,也学到了即将踏入社会的我们,如何面对这样一个竞争激烈的时代,如何在竞争激烈的社会大潮中立足、生存、发展。作为一名高职毕业生,一名学习电气专业并取得高级电工证的毕业生,首先要给自己一个准确的定位。只有把心态摆正,把定位作准确,才能实现将来的理想得到发展的道路,我给自己的定位是一名普通的技术工人。
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在校学习的三年里,我学习了大量的电气专业理论知识,也锻炼了深厚的实习操作技能先后考取了中级电工证、高级电工证等职业资格证书,成为一名技术工人。但是在这样的社会中,不一定你拥有多少证书,你就一定得到发展,你必须还有一定的手上和脑子里的真东西,必须有过硬的操作能力。
在两年的生活学习中,我们接触都是机电类的多,虽然在校里的电机制作得到了好评,但还不够,整理一下两年来学的东西,苦于一直没时间,今天就借这个机会来写一写我所了解的关于电动机的一些知识。
电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。常见的电动机可分为交流电动机和直流电动机。
单相电机不能理解为直流电机.交流电机分单相电动机和三相电动机.没有两相电机. 一、三相异步电动机的旋转原理
三相异步电动机要旋转起来的先决条件是,三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道,三相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场, 定子绕组产生旋转磁场后,转子导体(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流,转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力,电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向旋转起来。一般情况下,电动机的实际转速低于旋转磁场的转速不同步。为此我们称三相电动机为异步电动机。
二、单相交流电动机的旋转原理
单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。单相电不能产生旋转磁场,要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度,即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动。
一、 电动机分类、发展现状
1.1 电动机分类
电动机应用广泛,种类繁多、性能各异,分类方法也很多。
1. 根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2. 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
3. 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容运转式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。按用途分类。电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其它通用小型机械设备用电动机。控制用
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电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
4. 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。 5. 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。 1.2 电动机技术发展现状
电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的,反过来,电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电动机的基本结构变化不大,但是电动机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机,控制电动机具有高可靠性)好精确度)快速响应的特点,已成为电动机学科的一个独立分支。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械。
在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单)调节性能好)耗损小)经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。
按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程,交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
二、电动机的工作原理
2.1 三相异步电动机的结构及工作原理
目前较常用的主要是交流电动机,它可分为三相异步电动机和单相交流电动机两种。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍电动机的工作原理。
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2.1.1 三相异步电动机的结构
三相异步电动机的结构主要由两个部分组成,一是固定不动的部分(简称定子),二是可以自由旋转的部分(简称转子)。定子与转子之间有一个很小的气隙。此外,还有机座、端盖轴承、接线盒、风扇等其他部分。
异步电动机根据转子的绕组的结构不同,可分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式异步电动机的转子绕组本身自成闭合回路,整个转子形成一个坚实的整体,其结构简单牢固、运行可靠、价格便宜,应用最为广泛,小型异步电动机绝大部分属于这类。绕线式异步电动机的结构比鼠笼式复杂,但启动性能较好,需要时还可以调节电动机的转速。三相鼠笼式异步电动机的结构。 1. 定子
定子是用来产生旋转磁场的,主要由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。鼠笼式和绕线式异步电动机的定子结构是完全一样的。
2.转子
转子是异步电动机的转动部分,它在定子绕组旋转磁场的作用下获得一定的转矩而旋转,通过联轴器或皮带轮带动其他机械设备做功。转子由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。 3.机座
机座是电动机的外壳和支架,它的作用是固定和保护定子铁心、定子绕组并支撑端盖,所以要求机座具有足够的机械强度和刚度,能承受运输和运行过程中的各种作用力。中、小型异步电动机通常采用铸铁机座,定子铁心紧贴在机座的内壁,电动机运行时铁心和绕组产生的热量主要通过机座表面散发到空气中去,因此,为了增加散热面积,在机座表面装有散热片。对大型异步电动机,一般采用钢板焊接机座,此时为了满足通风散热的要求,机座内表面与铁心隔开适当距离,以形成空腔,作为冷却空气的通道。对称三相交流电流通入对称三相绕组时,便产生一个旋转磁场。下面选取各相电流出现最大值的几个瞬间进行分析。
当ωt=0?时,U相电流达到正最大值,电流从首端U1流入,用表示,从末端U2流出,用?表示;V相和W相电流均为负,因此电流均从绕组的末端流入,首端流出,故末端V2和W2应填上 ,首端V1和W1应填上?,合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上。
当ωt=120?时,V相电流为正的最大值,因此V相电流从首端V1
入,用表示,从末端V2流出,用?表示。U相和W相电流均为负,则U1和W1端为流出电流,用?表示,而U2和W2为流入电流,用表示,此时合成磁场的轴线正好位于V相绕组的轴线上,磁场方向已从ωt=0?时的位置沿逆时针方向旋转了120?。
当ωt=240?和ωt=360?时,合成磁场的位置。当ωt=360?时,合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上,磁场方向从起始位置逆时针方向旋转了360?,即电流变化一个周期,合成磁场旋转一周。由此可见,对称三相交流电流通入对称三相绕组所形成的磁场是一个旋转磁场。旋转的方向从U?V?W,正好和电流出现正的最大值顺序相同,即由电流超前相转向电流滞后相。如果三相绕组通入负序电流,则电流出现正的最大值的顺序是U?W?V。通过图解法分析可知,旋转磁场的旋转方向也为U?W?V。
综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原则是:
(1)三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场,其转速为异步转速且
n=60f/p
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式中: f为电源频率,单位为Hz; p为电机极对数。
(2)转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。
(3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转矩,驱使电动机转子转动,其转速小于同步转速。异步电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速,即同步转速,因为如果到达同步转速,则转子导体与旋转磁场之间没有相对运动,随之在转子导体中不能感应出电势和电流,也就不能产生推动转子的电磁力。因此,异步电动机的转速总是低于同步转速,即两种转速之间总是存在差异,异步电动机因此而得名。又因为异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的,所以又称为感应电动机。
(4)异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致,而旋转磁场的方向又取决于异步电动机的三相电流相序,因此,三相异步电动机的转向与电流的相序一致。要改变转向,只要改变电流的相序即可,即任意对调电动机的两根电源线,便可使电动机反转。
2.2三相异步电动机的结构
1.定子结构:
交流电机(包括异步机和同步机)其定子结构相同。
*定子铁芯:是磁路的一部分,用0.5mm硅钢片迭成,且片间绝缘。
*定子绕组:绝缘漆包线制成,用于通三相交流电源。
定子铁芯槽内嵌放三相绕组:U相.V相.W相 2.转子结构
*转子铁芯:用0.5mm硅钢片迭成,且片间绝缘。
第三章 电动机的运行维护
3.1 电动机启动前的准备
为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:
检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤, 电动机接线板上接头有无松动或氧化,检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。
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传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活, 检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等, 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。
检查负载机械是否妥善地作好了启动准备,对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。
3.2 启动时应注意的问题
接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。
启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。 3.3 电动机运行中的监视
电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。
3.3.1 监视电动机的温度
电动机正常运行时会发热,使电动机温度升高,但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大,使用环境温度过高,通风不畅或运行中发生故障,就会使其温度超出允许限度,导致绕组过热烧毁,因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志,在运行中经常检查。判断电动机是否过热,可以用以下方法:
(1) 凭手的感觉:如果以手接触外壳,没有烫手的感觉,说明电动机温度正常;如果手放上去烫得马上缩回来,说明电动机已经过热。
(2) 在电动机外壳上滴2-3滴水,如果只冒热气没有声音,则说明电动机没有过热,如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声,说明电动机已经过热。
(3) 判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量,发现电动机过热应该立即停车检查,等查明原因,排除故障后再行使用。
3.3.2 监视电动机的电流
一般容量较大的电动机应装设电流表,随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表,但也经常用钳形表测量。
3.3.3 监视电动机的电压
电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关,以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡,特别是三相电源缺相,都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车,待查明原因,排除故障后再使用。
3.3.4 注意电动机的振动、响声和气味
电动机正常运行时,应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动,噪音和焦臭气味,应停车进行检查修理。
3.3.5 注意传动装置的检查
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电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。
3.3.6 注意轴承的工作情况
电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。
3.3.7 注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花
电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。 3.4电动机的定期检查和保养
为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:
(1) 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。 (2) 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
(3) 定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。 (4) 定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。
(5) 定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。 (6) 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。
(7) 除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。
第四章 结论
电动机从发展至今,一代代的产品的问世,都是围绕着基本的工作原理而开发的,如何去运行和维护电动机是我们目前主要工作的重中之重。
电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国加入WTO后,我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源,保护环境出发,高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来,推广中国的高效率电动机是非常有必要的。
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致 谢
在本次论文设计过程中,梁倍源老师该论文从选题,构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模,导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神,将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此,谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意~
最后,我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅,评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。
参考文献
, 1《电动机的使用与维修》北京:化学工业出版社. 2008
2《电动机原理与实用技术》北京:科学出版社.2005
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范文二:机电专业毕业论文
渤海船舶职业学院
毕业设计(论文) 题目:测深仪原理及电气控制系统分析
系:机电工程系 专业:机电一体化 姓名: 指导教师: 班级:09G451 评阅教师: 学号:09 完成日期:
毕业设计说明书(论文)中文摘要
题目:测深仪原理及电气控制系统图
摘要: 回声探测设备是最早的一类水下声学仪器,这种设备得到了广泛地应用。所有这样的设备都有一个共同的特点:它们都利用一组发射换能器在水下发射声波,使声波沿海水介质传播,直到碰到目标后再被反射回来,反射回来的声波被接收换能器接收。然后再由声纳员或计算机处理收到的信号,进而确定目标的参数和类型。
回声探测设备也是不尽相同的,所以他们也往往会使用不同的发射和接收换能器,因此,声信号的频率和波形也有所不同。其实,不同回声探测设备的不同差别最主要的差别主要是在对回波信号的不同处理方法上。现在,、这种原理已经被广泛地应用在以下水电设备中:回声测深仪、侧扫声纳、声学多普勒海流计和鱼探仪等。这些仪器设备的发明和使用为研究海洋、开发海洋、利用海洋做出了重要的贡献。
关键词:回声测深仪 声波反射
目录 一、船舶知识简介
1.船舶定义
2.发展历程
3.分类及主要性能
4.船舶构造及吨位
二、船用测深仪原理分析 2.1 船用测深仪简介
2.2 船用测深仪原理分析 三、电气控制系统分
前言
测深仪是航海电子仪器的的重要组成部分,对于保证航行安全起到重要的
安全作用.
用于船舶测深的方法很多,除了最原始的测深尺外,还有微波测深法,激光测深法,超声波测深法,超声波具有束射和反射特性,基本上可以沿直线传播,其能量远远大于相同振幅的低频声波,超声波在水下传播的距离要比光和电磁波要远的多,故广泛应用在水下障碍物的探测和识别,定位和导航中。
回声测深仪或超声测深仪是利用超声波的性质和特点研制的测深设备,用以测定船舶所在海域的水深,即测量船底到海底之间距离的一种声学测量设备,它为船舶航道航行提供深度,并确定航行障碍物的性质和深度。
1. 船舶定义
用于交通、运输、捕捞水生物、开发海底矿藏、港湾服务、运动游览、科学调查及测量、工程作业、救险、国防军事等水上、水面及水下各种运载工具的统称船舶,各种船只的总称。海商法中所称的船舶仅指以商业行为为目的,能够在海上(包括与海相通的水域)航行的船舶。这种船舶的特点是:(1)必须专以商业贸易为目的的商船,不包括军舰、公务船、海船和灯船等。但有的国家的立法(如前苏联的海商法典,也有将捕鱼和其他用途的船舶包括在内);(2)必须是可以在海上航行的船舶,凡是不能出海的船舶或者浮坞,以及不符合一定规格的船舶,例如总吨数不满二十吨的机动船舶或摇橹船等都不包括在内。海商法中的船舶还需具有下述不动产性和人格性的特征:(1)不动产性是指船舶虽然是动产,但在法律上视为不运产。对船舶的所有权,抵押权和租赁权的保存、设定、移转、变更、限制、处分或消灭,必须向有关国家主管机关登记。有关动产买卖的法律,不适合于船舶买卖;(2)人格性是指船舶类似自然人的人名、国籍和住所,因此,船舶必须有名称、国籍和船籍港,船舶依其国籍可分为本国船舶和外国船舶;依其经营方式可区分为班轮,不定期轮和租船;依其用途,可区分为客船、货船和客货船等等。 2. 发展历程
船舶从史前刳木为舟起,经历了独木舟和木板船时代,1879年世界上第一艘钢船问世后,又开始了以钢
船舶
船为主的时代。船舶的推进也由19世纪的依靠人力、畜力和风力(即撑篙、划桨、摇橹、拉纤和风帆)发展到使用机器驱动。
1807年,美国的富尔顿建成第一艘采用明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号,时速约为 8公里/小时;1839年,第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”号问世,主机功率为58.8千瓦。这种推进器充分显示出它的优越性,因而被迅速推广。
1868年,中国第一艘载重600吨、功率为288千瓦的蒸汽机兵船“惠吉”号建造成功。1894年,英国的帕森斯用他发明的反动式汽轮机作为主机,安装在快艇“透平尼亚”号上,在泰晤士河上试航成功,航速超过了60公里。
早期汽轮机船的汽轮机与螺旋桨是同转速的。后约在1910年,出现了齿轮减速、电力传动减速和液力传动减速装置。在这以后,船舶汽轮机都开始采用了减速传动方式。
1902,1903年在法国建造了一艘柴油机海峡小船;1903年,俄国建造的柴油机船“万达尔”号下水。20世纪中叶,柴油机动力装置遂成为运输船舶的主要动力装置。
英国在1947年,首先将航空用的燃气轮机改型,然后安装在海岸快艇“加特利克”号上,以代替原来的汽油机,其主机功率为1837千瓦,转速为3600转/分,经齿轮减速箱和轴系驱动螺旋桨。这种装置的单位重量仅
船舶
为2.08千克/千瓦,远比其他装置轻巧。60年代先后,又出现了用燃气轮机和蒸汽轮机联合动力装置的大、中型水面军舰。
当代海军力量较强的国家,在大、中型船舰中,除功率很大的采用汽轮机动力装置外,几乎都采用燃气轮机动力装置。在民用船舶中,燃气轮机因效率比柴油机低,用得很少。
原子能的发现和利用又为船舶动力开辟了一个新的途径。1954年,美国建造的核潜艇“鹦鹉螺”号下水,功率为11025千瓦,航速33公里;1959年,前苏联建成了核动力破冰船“列宁”号,功率为32340千瓦;同年,美国核动力商船“萨瓦纳”号下水,功率为14700千瓦。
现有的核动力装置都是采用压水型核反应堆汽轮机,主要用在潜艇和航空母舰上,而在民用船舶中,由于经济上的原因没有得到发展。70,80年代,为了节约能源,有些国家吸收机帆船的优点,研制一种以机为主、以帆助航的船舶。用电子计算机进行联合控制,日本建造的“新爱德丸”号便是这种节能船的代表。
古代中国是当时造船和航海的先驱。春秋战国时期就有了造船工场,能够制造战船;汉代已能制造带舵的楼船;唐、宋时期,河船和海船都有突出的发展,发明了水密隔壁;明朝的郑和七次下西洋的宝船,在尺度、性能和远航范围方面,都居世界领先地位。
近代中国造船业发展迟缓。1865,1866年,清政府相继创办江南制造总局和福州船政局,建造了“保民”“建威”“平海”等军舰和“江新”“江华”等长江客货船。
新中国成立后,船舶工业有了很大发展,50年代建成一批沿海客货船、货船和油船。60年代以后,中国的造船能力提高得很快,陆续建成多型海洋运输船舶、长江运输船舶、海洋石油开发船舶、海洋调查船舶和军用舰艇,大型海洋船舶的吨位已达30万以上载重吨。除少数特殊船舶外,中国已能设计制造各种军用舰艇和民用船舶。
近年来,中国造船在世界造船市场的份额迅速提高,2008、2009年这两年中国的造船业在国际市场的地位进一步的提高:2008年,中国造船完工量、承接新船订单和手持船舶订单分别占世界市场份额的29.5%、37.7%和35.5%;与2007年的同期相比,完工量和手持订单量分别提高了6.5%和2.5%;中国造船完工量、手持船舶订单量连续6年保持了快速的增长,三大造船指标已经全面超过日本成为世界第二造船大国。2009年,中国造船完工量、新接船舶订单量、手持船舶订单量分别占世界造船市场份额的34.8%、61.6%和38.5%;比2008年底分别提高了5.3%、23.9%和3%;从年新接船舶订单来说,2009年底中国已经成为世界第一;从年底手持订单的份额来说,2009年底中国已经成为世界第一;从年底造船完工量来说,中
国2009年底已经成为世界第二;三大造船指标中的两项都超过了日本,至此,中国已堪称世界造船第一大国。
3. 分类及主要性能
。 船舶分类方法很多,可按用途、航行状态、船体数目、推进动力、推进器等分类
船舶
。
按用途,船舶一般分为军用和民用船舶两大类。军用船舶通常称为舰艇或军舰,其中有直接作战能力或海域防护能力者称为战斗舰艇,如航空母舰、驱逐舰、护卫舰、导弹艇和潜艇,以及布雷、扫雷舰艇等,担负后勤保障者称为军用辅助舰艇。民用船舶一般又分为运输船、工程船、渔船、港务船等。
按船舶的航行状态通常可分为排水型船舶、滑行艇、水翼艇和气垫船;
按船舶的船体数目可分为单体船和多体船,在多体船型中双体船较为多见;
按推进动力可分为机动船和非机动船 ,机动船按推进主机的类型又分为蒸汽机船(现已淘汰)、汽轮机船、柴油机船、燃气轮机船、联合动力装置船、电力推进船、核动力船等;
按船舶推进器又可分为螺旋桨船、喷水推进船、喷气推进船、明轮船、平旋轮船等 ,空气螺旋桨只用于少数气垫船;按机舱的位置,有尾机型船(机舱在船的尾部),中机型船和中尾机型船;按船体结构材料,有钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥船、玻璃钢艇、橡皮艇、混合结构船等。
按照国籍分为国轮(指在内国登记并悬挂内国国旗的船舶)与外轮(指在外国登记并悬挂外国国旗的船舶)。
按照航程远近分为近海轮与远洋轮。两者的航行能力是不同的。
船舶的主要技术特征有船舶排水量,船舶主尺度、船体系数、舱容和登记吨位、船体型线图、船舶总布置图、船体结构图、主要技术装备的规格等。
根据阿基米德原理,船体水线以下所排开水的重量,即为船舶的浮力,并应等于船舶总重量。船的自重等于空船排水量。船的自重加上装到船上的各种载荷的重量的总和(载重量)是变化的,即等于船的总重量。
船舶载重量包括货物、燃油和润滑油、淡水、食物、人员和行李、备品及供应品等的重量。通常预定的设计载货量与按预定最大航程计算的油、水、食物等的重量之和,称为设计载重量。设计载重量时的排水量称为设计排水量或满载排水量。
船舶主尺度包括总长、设计水线长度、垂线间长、最大船宽、型宽、型深、满载(设计)吃水等。钢船主尺度的度量指量到船壳板内表面的尺寸,称为型宽和型深,水泥船、木船等则指量到船体外表面的尺寸。
舱容指货舱、燃油舱、水舱等的体积,它是从容纳能力方面表征船舶的装载能力、续航能力,它影响船舶的营运能力。登记吨位是历史上遗留下的用以衡量船舶装载能力的度量指标,作为买卖船舶、纳税、服务收费的依据之一。登记吨位和载重量分别反映船舱的容纳能力和船的承重能力。它们虽互有联系,但 属不同的概念。
船体形线图是表征船舶主体(包括舷墙和首楼、尾楼)的型表面的形状和尺寸,是设计和建造船舶的主要图纸之一。它由三组线图构成:横剖线图、半宽水线图和纵剖线图。三者分别由横剖面、水线面和纵剖面与船体型表面切割而成。
船舶总设计图是设计和建造船舶的主要图纸之一,它反映船的建筑特征、外形和尺寸、各种舱室的位置和内部布置、内部梯道的布置、甲板设备的布局。总布置图由侧视图、各层甲板平面图和双层底舱划分图组成。
船体结构图是反映船体各部分的结构情况 ,船体各相关部分的结构既独立又相互联系。船舶主体结构是保证船舶纵向和横向强度的关键,通常把它看成为一个空心梁进行设计,并用船中横剖面结构图来反映它的部件尺寸和规格。
4. 船舶构造及吨位
船舶是由许多部分构成的,按各部分的作用和用途,可综合归纳为船体、船舶动力装置、船舶舾装等三大部分。
船体是船舶的基本部分,可分为主体部分和上层建筑部分。主体部分一般指上甲板以下的部分,它是由船壳(船底及船侧)和上甲板围成的具有
特定形状的空心体,是保证船舶具有所需浮力、航海性能和船体强度的关键部分。船体一般用于布置动力装置、装载货物、储存燃油和淡水,以及布置其他各种舱室。
为保障船体强度、提高船舶的抗沉性和布置各种舱室,通常设置若干强固的水密舱壁和内底,在主体内形成一定数量的水密舱,并根据需要加设中间甲板或平台,将主体水平分隔成若干层。
上层建筑位于上甲板以上,由左、右侧壁,前、后端壁和各层甲板围成,其内部主要用于布置各种用途的舱室,如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。上层建筑的大小、层楼和型式因船舶用途和尺度而异。
船舶动力装置包括:推进装置——主机经减速装置、传动轴系以驱动推进器(螺旋桨是主要的型式);为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统,如燃油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等;船舶电站,它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力 ;其他辅助机械和设备,如锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。通常把主机(及锅炉)以外的机械统称为辅机。
船舶舾装包括舱室内装结构(内壁、天花板、地板等)、家具和生活设施(炊事、卫生等)、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。
船舶的其他装置和设备中,除推进装置外,还有锚设备与系泊设备;舵设备与操舵装置;救生设备;消防设备;船内外通信设备;照明设备;信号设备;导航设备;起货设备;通风、空调和冷藏设备;海水和生活用淡水系统;压载水系统;液体舱的测深系统和透气系统;舱底水疏干系统;船舶电气设备;其他特殊设备(依船舶的特殊需要而定)。
二、船用测深仪原理分析
2.1 船用测深仪简介
回声探测设备是最早的一类水下声学仪器,这种设备得到了广泛地应用。所有这样的设备都有一个共同的特点:它们都利用一组发射换能器在水下发射声波,使声波沿海水介质传播,直到碰到目标后再被反射回来,
反射回来的声波被接收换能器接收。然后再由声纳员或计算机处理收到的信号,进而确定目标的参数和类型。
回声探测设备也是不尽相同的,所以他们也往往会使用不同的发射和接收换能器,因此,声信号的频率和波形也有所不同。其实,不同回声探测设备的不同差别最主要的差别主要是在对回波信号的不同处理方法上。现在,、这种原理已经被广泛地应用在以下水电设备中:回声测深仪、侧扫声纳、声学多普勒海流计和鱼探仪等。这些仪器设备的发明和使用为研究海洋、开发海洋、利用海洋做出了重要的贡献
以前人们采用各种各样的方式探测海深,但是效果都不理想,而且存在着误差。现在人们最常用的探测海深的设备就是回声测深仪。
那么,回声测深仪又是如何测量海深的呢?回声测深仪是基于回声测距的原理而研制的。发射换能器从海面向下发射声脉冲,声脉冲在水中向下传播,遇到密度不同的海底介质时发生反射,反射后的声脉冲在海水中向上传播,并被海面的接收换能器所接收。根据声脉冲在海水中往返的时间和它在海水中的声速,就能算出换能器至海底的直线距离,即水深。例如,在常温下,海水中声速的典型值为1500米/秒,如果测得声脉冲在水中往返的时间为3秒,则海水的深度为2250米。由于声波在海水中的传播速度随海水的温度、盐度和压力的变化而变化,所以,计算时还要作必要的修正。
主要用途
在特殊情况下,可通过测量水深来辨别船位
在开辟新区或浅水航行时,可用于导航,以确保船舶航行
在航道及港口测量方面,它可提供准确的可靠的水深资料
回声测深仪的发明为广大海洋工作者提供了一个强有力的水深测量手段,由于它可以在船只航行时快速而准确地测得水深的连续数据,所以很快便成为水深测量的主要仪器,现在它已广泛地应用于航道勘测、水底地形调查、海道测量、船只导航定位等方面。
今天,对大洋地形地貌的全部了解和认识,都是回声测深仪的功劳。过去人们根据数量很少的一些海上锤测资料,曾经认为世界大洋底是一片平坦的大地。回声测深仪的出现,才使人们眼界大开。因为测量结果显示,洋底和陆地一样崎岖不平,既有崇山峻岭,也有深沟峡谷;既有恢宏高原,起伏的丘陵,也有辽阔的平原、阶地,形态万千,蔚为壮观。 回声测深仪的问世,使海深测量技术发生了根本性的变革。目前已有升沉补偿测深仪、拖曳式测深仪、多波束测深仪等多种不同类型的测深仪器,这些都是由于海洋勘探的需要而发展起来的设备。
人们根据工作深度的不同,设计制造了大小不同的测深仪器。小型测深仪的工作频率在100千赫兹左右,换能器尺寸较小,可在小艇上使用,用于测量几十米到几百米水深的海洋深度。而大型测深仪的工作频率为数千赫兹左右,换能器尺寸较大,可测量深达10000米的世界海洋最深处的水深。
此外,还有一种双频测深仪。所谓双频测深仪就是指能用高、低两种不同频率工作的测深仪器。这种测深仪适用于测量沉积有稀泥的航道,它能用较低的上作频孕探测较硬的真海底,或用较高的工作频率探测稀泥表面。
现在,回声测深仪的显示、记录方式也有多种不同类型。近代测深仪除用放电或热敏纸记录器记录外,还有数字显示及存储,甚至可以和计算机结合起来而自动绘制海底地形图等多种不同方式。
2.2 船用测深仪原理
回声测深仪的工作原理是利用换能器在水中发出声波,当声波遇到障碍物而反射回换能器时,根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度,就可以求得障碍物与换能器之间的距离。声波在海水中的传播速度,随海水的温度、盐度和水中压强而变化。在海洋环境中,这些物理量越大,声速也越大。常温时海水中的声速的典型值为1500米,秒,淡水中的声速为1450米,秒。所以在使用回声测深仪之前,应对仪器进行率定,计算值要加以校正。
三、电气控制系统分
范文三:机电专业毕业论文
机电专业毕业论文
摘 要:中等职业学校机电技术应用专业实施性教学计划的制订都有它的历史性、时效性和地方特色性。在当今市场经济时期,机电技术应用专业的培养目标是培养能适应社会主义市场经济发展的中等技术“应用型”人才。根据市场的变化对计划实时地进行一些新的调整是非常必要的。
关键词:机电专业;实施性教学计划;滚动修改;课程优化
随着现代科技进步的日新月异,中等职业学校各专业实施性教学计划的修改和完善必须与时俱进。机电技术应用专业实施性教学计划的滚动修改是指每隔一定的周期对原实施性教学计划中的培养目标、课程设置、实践环节等,在市场调查和预测的基础上进行有目的的修改。
一、修改的指导思想
机电技术应用专业实施性教学计划的制订都有它的历史性、时效性和地方特色性。随着科学的发展、人类的进步,世界上的万事万物每天都有新的变化,因而计划的修改也是滚动的。这种滚动的修改不是盲目的,而是要站得高,看得远,对未来的人才市场具有预测性。
1、培养目标应与人才市场相适应
学校的“产品”是人才,人才的出路靠市场。产销不对路,必然形成“产品”积压;学能致用,毕业生定会供不应求。
在计划经济时期,由于人才的贫乏,中等职业学校机电技术应用专业的培养目标是培养能适应社会主义计划经济发展的中等“技术型”人才。而在当今市场经济时期,机电技术应用专业的培养目标是培养能适应社会主义市场经济发展的中等技术“应用型”人才。
如何使学校培养出来的人才与市场相适应,关键在“应用型”三字上下功夫。首先在制定计划时应有一定的超前性和预测性,合理地判断未来三年后用人市场的需求。
另外修订的新的计划在执行的过程中也并不是一成不变的,在不影响课程间的衔接前提下,在执行新的计划过程中,根据市场的变化对计划进行一些新的调整也是相当必要的。
2、知识结构应与个性发展相适应
由于学生性格、爱好、志向的差别,为了构建学生合理的知识结构,在进行课程设置时,在保证机电技术应用专业主干课程的前提下,同时应兼顾学生的个性发展。
一是照顾一部分学生毕业后继续深造,因此相关的课程在计划中应突现出来;二是根据学生不同的兴趣爱好,合理修改计划中的选修课及第二课堂活动;三是尽可能创造条件,允许学生选修第二专业或其它某些课程。
二、修改的方式方法
计划的修改应有计划性、组织性、科学性和严密性。在教务处的统一部署下,充分发挥教研室和专业教研组的作用。
1、以市场调查为依据
在修订新一轮教学计划前,反复进行市场调查是非常必要的,要真正实现“产销对路”。
调查的项目:一是对毕业生就培养目标、课程设置、动手能力等进行追踪问卷调查;二是对用人单位就人才的需求、企业发展动向进行走访调查;三是对政府人事部门就人才发展动向进行咨询调查;四是对科研机构就未来科学发展进行预测调查;五是对兄弟学校就办学经验进行交流调查。
2、以去陈求新为前提
这里的“陈”是指陈旧而过时的课程内容,“新”是指机电技术应用专业未来发展的“四新”内容,即新知识、新工艺、新设备、新技能。比如针对未来用人市场的走向,在2007级机电专业实施性教学计划中,我校开设了PLC技术、数控编程与加工技术等新内容。而对原计划中的机械制图、公差、机械原理与零件、机制工艺、金属材料与热处理、机床、刀具等课程中不适用的内容进行了大幅的删减或调整,积极开发综合课程,组织我校专业骨干教师编写校本教材。 社会的进步,生产力的发展,“四新”内容越来越丰富,如果我们长期足不出门,课程体系不跟上时代的节拍,每天仍然按部就班地向学生灌输早已过时的内容,这样等待我们的命运只有一条----“慢性自杀”,而导致学生学无所长,无法适应当前激烈竞争的就业市场。
3、以课程优化为核心
中等职业学校机电技术应用专业的学制一般为三年,要想在有限的时间内尽可能多地安排必要的教学内容,那就必须进行课程优化。课程的优化表现在下面几个方面。
一是课时比例的确定。即公共基础课、专业基础课、专业课和选修课四者之间总课时的比例分配。如我校机电技术应用专业近两年课时比例如下: 年级
公共课
专基课
专业课
选修课
07机电
37.1% 34(2% 19(3% 9.4%
08机电
35.6% 33.5% 22.7% 8.2%
二是实践环节与理论环节比例的确定。这个比例可参照国家指导性计划执行。办
学条件好的学校也可适当增大实践环节的比重。以增强学校的办学特色。
在机电技术应用专业计划中,我校除安排课程大纲要求的实验课外,还安排了实
践环节专用周。主要有:
实践名称 周
实践名称 周
实践名称 周
军训
1
钳工训练 6
电工实习 4
机加工实习 3
计算机操作 2
数控实习 3
综合实习 13
三维造型
2
CAD
3
三是课程学时的确定。每个专业都有它的特色课程,如需统考、考技能等级证和一些主干课程在课时分配时,可以适当加强。我校注重的能力结构有: 1)提高学生英语听说写的能力;
2)加强计算机应用基础教学,并通过国家一级B考试;
3)集中时间进行计算机辅助设计的教学,并使学生获得CAD证书; 4)强化学生钳工技能训练,使学生通过中级钳工考试;
5)充分发挥我校优势,理论与实践相结合,合理安排电工电子教学,集中安排实践操作,使学生能通过中级电工考证;
6)根据市场对数控技术的需求,理论与实践相结合,培养学生数控机床的操作能力,并使学生获得数控技术操作证书。
7)培养学生具有机电设备的安装、调试、操作、检修、营销的能力。 四是课程的优化组合。将那些类型比较相似、联系比较密切、知识比较连贯的课程,优化组合成一门课程,适时进行模块化教学和实践技能训练。 例如将“机制工艺”、“机床夹具设计”、“金属切削原理与刀具”“金属切削机床”课程改成“机械制造概论”课程。整合理由:
(1)利于合理地组织教学
机电技术应用专业关于“机”方面的课程很多,牵涉到金属工艺学、机械制造工艺学、机床夹具设计、金属切削原理与刀具、金属切削机床等方面的知识。这些课程中有些内容互相渗透,互相联系,分别教学时往往出现内容重复,缺乏知识的连贯性。把这些课程整合在一起,用《机械制造概论》这门课程取代,采用一本教材、一人教学、一学期完成,能有效地保证知识的系统性、连续性和完整性,同时可以避免不必要的课程内容重复。
(2)有利于节省课时
在进行《机械制造概论》教学中,由于避免了机械制造工艺学、机床夹具设计、金属切削原理与刀具、金属切削机床等方面的知识不必要的课程部分内容的重复,这样可以大大地节省了教学的时间。
三、修改的后续举措
为使实施性教学计划能顺利地执行,当计划制定后,接下来应完成如下的工作。 1、教学大纲的修改
由于课时进行了调整,课程进行了整合,实践环节进行了修订。因此原有的大纲与新的计划不配套。在进行大纲修改时,一是要注意课时的吻合,即计划课时与大纲课时应一致;二是要把握课程应知应会的知识点,删除不适用的内容,注重应知应会内容,增补新的内容。
2、实验实训的准备
由于课程内容的需要,有的课程比原计划增加了一些实验实训环节,在课程教学之前,应完成实验实训室的筹建工作和实验实习指导书的编写工作。积极为修改后新计划的实施创造好必备的条件。
3、师资队伍的培养
在修改后的计划中,新增了“四新”内容。由于教师继续教育工作的滞后,会涉及到教师力量不足问题。因此学校在新计划相关内容执行之前,应作好师资力量的准备,可以采用进厂顶岗锻炼、培训提高或人才引进的方法。 总之,滚动修改实施性教学计划是人才市场的需要,是学校主动适应社会发展的需要。只要我们面对市场、开拓进取,急社会之所需,急学生之所求,注重研究,注重改革和创新,重视学生文化课和专业课的教学,强化学生的外语和计算机的技能训练,努力提高学生的综合素质,让学生拥有“一张文凭,多种证书”,达到“学习一技之长,工作一步到位”,职业技术学校的前景将是一片光明。
参考文献:
[1](刘哲,对高职机电专业课程体系构建的思考,J,, 职业教育研究,2005年01期,29-30
[2](王建东,王志军;浅谈机电专业教学改革,J,,职教通讯,1997年11期,34
[,](胡林,关于机电专业一体化教学的探索,J,,职业教育研究,2004年10期,74
范文四:机电专业毕业论文
摘 要
本文是介绍采用三菱 FX2-40MRCD4511PLC 编写数字显示电子钟,显示器采用七段 LED 显示器,共接入 6位,从左至右分别表示秒、时、分的个、时位。采用 BCD 码驱动器 CD4511把 PLC 输出的时、 分、 秒等显示 BCD 码变换成对应的显示器所要求的 7段驱动信号。 由于显示位数较多, 故显示采用动态显示方式, PLC 的输出类型为晶体管源输出 (正逻辑) , 其中输出端子 Y0~Y3输出第一组显示器的 BCD 信号, Y10~Y13输出第二组显示器的 BCD 信号, Y4~Y7依次为各组显示器的选通信号。
关键词:PLC ;驱动器; 晶体管
目录
一、 PLC 概述
目 录
第 1章 PLC概述 . ...................................................................................................................... 1 1.1 PLC的产生 ......................................................................................................................... 1 1.2 PLC的功能和特点 ........................................................................................................... 1 1.3 PLC的结构与工作过程 .................................................................................................. 4 1.4 PLC的应用与发展 ........................................................................................................... 7第 2章 PLC控制的数字显示电子钟 ................................................................................. 8 2.1设计目的 .............................................................................................................................. 8 2.2设计要求 .............................................................................................................................. 8 2.3电子钟的显示数值范围、 PLC 控制的硬件接口及软件设计 ............................. 8
2.4数字电路 CD4511的原理(引脚及功能 ) .............................................................. 12第 3章 程序设计 .................................................................................................................... 20 3.1数字显示电子钟主程序 ................................................................................................ 20 3.2梯形图 ................................................................................................................................. 23 3.3接线图 ................................................................................................................................. 25 结 论 .................................................................................................................................... 31 致 谢 .................................................................................................................................... 32 参考文献 .................................................................................................................................... 33
一、 PLC 概述
(二) PLC 的功能和特点
PLC 是应用面很广,发展非常迅速的工业自动化装置,在工厂自动化 (FA)和计 算机集成制造系统 (CIMS)内占重要地位。 今天的 PLC 功能, 远不仅是替代传统的 继电器逻辑。
1.2.1 PLC的功能
1. PLC 系统一般由以下基本功能构成:·多种控制功能 ·数据采集、存储 与处理功能 ·通信联网功能 ·输入 /输出接口调理功能 ·人机界面功能 ·编 程、调试功能 控制功能逻辑控制:PLC 具有与、或、非、异或和触发器等 逻辑运算功能,可以代替继电器进行开关量控制。
定时控制:它为用户提供了若干个电子定时器,用户可自行设定:接通延 时、关断延时和定 时脉冲等方式。
计数控制:用脉冲控制可以实现加、减计数模式,可以连接码盘进行位置 检测。
顺序控制:在前道工序完成之后,就转入下一道工序,使一台 PLC 可作为 多部步进控制器使用。
2.数据采集、存储与处理功能数学运算功能:
基本算术:加、减、乘、除。
扩展算术:平方根、三角函数和浮点运算。
比较:大于、小于和等于。
数据处理:选择、组织、规格化、移动和先入先出。
模拟数据处理:PID 、积分和滤波。
3.输入 /输出接口调理功能具有 A/D、 D/A转换功能,通过 I/O模块完成对模 拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。
具有温度测量接口,直接连接各种电阻或电偶。
4. 通信、 联网功能现代 PLC 大多数都采用了通信、 网络技术, 有 RS232或 RS485接口,可进行远程 I/O控制,多台 PLC可彼此间联网、通信,外部器件与一台 或多台可编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、 数据文档转移、监视和诊断。
通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数 据的转移。如西门 子 S7-200的 Profibus 现场总线口,其通信速率可以达到 12Mbps 。
在系统构成时,可由一台计算机与多台 PLC 构成“集中管理、分散控制” 的分布式控制网络, 以便完成较大规模的复杂控制。 通常所说的 SCADA 系统, 现 场端和远程端也可以采用 PLC 作现场机。
5、 人机界面功能提供操作者以监视机器 /过程工作必需的信息。 允许操作者和 PC 系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整。
实现人机界面功能的手段:从基层的操作者屏幕文字显示,到单机的 CRT 显示与键盘操作和 用通信处理器、专用处理器、个人计算机、工业计算机的分 散和集中操作与监视系统。
6、编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和 操作屏,进行编程、调试、监视 、试验和记录,并通过打印机打印出程序文件。 1.2.2 可编程控制器的主要特点
1.可靠性高 PLC 的 MTBF 一般在 40000~50000h 以上,西门子、 ABB 、松下等 微小型 PLC 可达 10万 h 以上,而且均有完善的自诊断功能,判断故障迅速,便 于维护。
2.模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品,通常采用模块结构来完成不 同的任务组合。 I/O从 8~8192点,有多种机型、多种功能模板可灵活组合,结 构形式也是多样的。
3.功能强 PLC 应用微电子技术和微计算机,简单型式都具有逻辑、定时、计 数等顺序控制功能。基本 型式再加上模拟 I/O、基本算术运算、通信能力等。 复杂型式除了具有基本型式的功能外,还具有扩展的计算能力、多级终端机制、 智能 I/O、 PID 调节、过程监视、网络通信能力、远程 I/O、多处理器和高速数 据处理能力。
4.编程方便 PLC 适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能 表图 (SFC)编程, 不需要太多 的计算机编程知识。 新的编程工作站配有综合的软 件工具包,并可在任何兼容的个人计算机上编程。
5.适应工业环境 PLC 的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环 境下工作,能在强电磁干扰环境 下可靠工作。这是 PLC 产品的市场生存价值。 6.安装、维修简单与计算机系统相比, PLC 安装不需要特殊机房和严格的屏 蔽。 使用时只要各种器件连接无误, 系统便可工作, 各个模件上设有运行和故障 指示装置, 便于查找故障, 大多数模件可以带电插拔, 模件可更换, 使用户可以 在最短的时间内查出故障, 并排除, 最大限度地压缩故障停机时间, 使生产迅速 恢复。然后再对故障模件进行修复,这对大规模生产场合尤为适宜。一些 PLC 外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成, 结构简单, 上面带有散热槽, 在高 温 下,该外壳不像塑料制品那样变形,还可抗无线电频率 (RF高频 ) 电磁干扰、 防火等。
7.运行速度快随着微处理器的应用,使 PLC 的运行速度增快,使它更符合处 理高速度复杂的控制任务,它与微型计算机之间的差别不是很明显。
8. PLC 的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低,虽然软件价格占的比重 有所增加,但是各 厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外,采用 PLC 还可以 大大缩短设计、编程和投产周期,使总价格进一步降低。
PLC系统与工业总线计算机和 DCS 系统相互渗透, 互为借鉴, 相互竞争而发展。 促进了工业的 进步。 PLC 产品面临现场总线的发展,将再次革新,满足工业与 民用控制的更高需要。
1.3 PLC的结构与工作过程
1.3.1 PLC系统组成及各部分的功能
一.系统组成。
CPU 运算和控制中心,存储器,输入 /输出接口,编程器,
二.各部分的作用。
1. CPU运算和控制中心
起“心脏”作用。
当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中, 然后 CPU 根据系统所赋予的 功能 (系统程序存储器的解释编译程序) , 把用户程序翻译成 PLC 内部所认可的 用户编译程序。
横:输入状态和输入信息从输入接口输进, CPU 将之存入工作数据存储器中或输 入映象寄存器。 然后由 CPU 把数据和程序有机地结合在一起。 把结果存入输出映 象寄存器或工作数据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
组成:CPU 由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。 CPU 通过地址总线、数据总线与 I/O接口电路相连接。
2. 存储器
具有记忆功能的半导体电路。
分为系统程序存储器和用户存储器。
系统程序存储器用以存放系统程序, 包括管理程序, 监控程序以及对用户程序 做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、 ROM 组成。厂家使用的,内容不可 更改,断电不消失。
用户存储器:分为用户程序存储区和工作数据存储区。 由随机存取存储器 (RAM ) 组成。 用户使用的。 断电内容消失。 常用高效的锂电池作为后备电源, 寿命一般 为 3~5年。
3.输入 /输出接口
(1)输入接口:
光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。
发光二级管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号, 发光二极管就产生与 输入信号变化规律相同的光信号。
光电三级管:在光信号的照射下导通, 导通程度与光信号的强弱有关。 在光电 耦合器的线性工作区内,输出信号与输入信号有线性关系。
输入接口电路工作过程:当开关合上, 二极管发光, 然后三极管在光的照射下导 通,向内部电路输入信号。当开关断开,二极管不发光,三极管不导通。向内部 电路输入信号。 也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成 PLC 内部所能 接受的数字信号。
(2)输出接口
PLC 的继电器输出接口电路
工作过程:当内部电路输出数字信号 1,有电流流过,继电器线圈有电流,然 后常开触点闭合,提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号 0,则 没有电流流过, 继电器线圈没有电流, 然后常开触点断开, 断开负载的电流或电 压。 也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动 作。
三种类型:
继电器输出:有触点、寿命短、频率低、交直流负载
晶体管输出:无触点、寿命长、直流负载
晶闸管输出:无触点、寿命长、交流负载
4.编程器
编程器分为两种, 一种是手持编程器, 方便。 我们实验室使用的就是手持编程 器。二种是通过 PLC 的 RS232口。与计算机相连。然后敲击键盘。通过 NSTP-GR 软件(或 WINDOWS 下软件)向 PLC 内部输入程序。
1.3.2 PLC的基本工作原理
一. PLC 采用“顺序扫描,不断循环”的工作方式
1.每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
2.输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状 态,新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时,新状态才被读入。
3.一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。
4.元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5.扫描周期的长短由三条决定。(1) CPU 执行指令的速度(2)指令本身占有 的时间(3)指令条数
6.由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入 /输出滞后的现象,即输入 /输出响应延迟。
二. PLC 与继电器控制系统、微机区别
1. PLC 与继电器控制系统区别
前者工作方式是“串行”,后者工作方式是“并行”。
前者用“软件”,后者用“硬件”。
2. PLC 与微机区别
前者工作方式是“循环扫描”。后者工作方式是“待命或中断”
PLC 编程方式
PLC 最突出的优点采用“软继电器”代替“硬继电器”。用“软件编程逻辑”代 替“硬件布线逻辑”。
PLC 编程语言有梯形图、布尔助记符语言,等等。尤其前两者为常用。
梯形图语言特点:
1.每个梯形图由多个梯级组成。
2.梯形图中左右两边的竖线表示假想的逻辑电源。当某一梯级的逻辑运算结果 为“ 1”时,有假想的电流通过。
3.继电器线圈只能出现一次,而它的常开、常闭触点可以出现无数次。
4.每一梯级的运算结果,立即被后面的梯级所利用。
5.输入继电器受外部信号控制。只出现触点,不出现线圈。
1.3.3主要技术性能
用户程序存储容量:是衡量可存储用户应用程序多少的指标。通常以字或 K 字为单位。 16位二进制数为一个字, 每 1024个字为 1K 字。 PLC 以字为单位存储 指令和数据。一般的逻辑操作指令每条占 1个字。定时 /计数,移位指令占 2个 字。数据操作指令占 2~4个字。
1.4.1 PLC的发展趋势
1. 向小型化、专业化、低成本方向发展 ;
2. 向大容量 , 高速度方向发展 ;
3. 智能型 I/O模块的发展 ;
4. 基于 PC 的编程软件取代编程器 ;
5.PLC 编程语言的标准化 ;
6.PLC 通信的易用化 ;
7. 组态软件与 PLC 的软件化 ;
8.PLC 与现场总线相结合
1.4.2 PLC的应用领域
PLC 已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装 卸、纺织、环保和娱乐等行业。 PLC 的应用范围可分成 5种类型。
(1)顺序控制
如印刷机械、包装机械、机床装配生产线及电梯控制等。
(2)运动控制
PLC 把描述目标位置的数据送给模块,其输出移动一轴或数轴到目标位置。 (3)过程控制
PLC 还能控制大量的过程参数,如温度、流量、压力和液位。一个具有 PID 控制 能力的 PLC 可用于过程控制。
(4)数据处理
在机械加工中 ,PLC 作为主要的控制与管理系统可以完成大量的数据处理工作。 (5)通信网络
第 2章 PLC控制的数字电子钟
2.1设计目的
1. 熟悉集成电路的引脚安排。
2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3. 了解数字钟的组成及工作原理。
4. 熟悉数字钟的设计与制作。
2.2设计要求
1.设计指标
时间以 24小时为一个周期;
显示时、分、秒;
有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间; 计时过程具有报时功能,当时间到达整点前 5秒进行蜂鸣报时;
为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
2.设计要求
画出电路原理图(或仿真电路图);
元器件及参数选择;
电路仿真与调试;
3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。
4. 编写设计报告 写出设计与制作的全过程, 附上有关资料和图纸, 有心得体会。 2.3电子钟的显示数值范围、 PLC 控制的硬件接口及软件设计
1. 电子钟的显示数值范围
电子钟显示的内容通常有月、日、星期、时、分、秒等。本系统只显示月、 日、时 、分、秒,采用七段显示器显示各位数字,显示数值的范围如表 1所示。 表格括号中的数字表示显示的数字范围,×表示不显示状态。
月份显示共有 1~12这十二种数字。月的个位显示数的基本值为 0~9,月份 的十位数字显示 1或不显示。日的个位显示值为 0~9,日的十位有×、 1、 2、 3四种情况。时的显示有 12小时和 24小时之分,取 24小时显示,则时的个位显 示为 0~9,时的十位显示为×、 1、 2。分和秒的显示数字完全相同,在实际显 示情况下,秒值不一定显示,而以∶的闪动形式来表示,闪动频率为 1Hz 。分显 示值为 00~59,分的个位显示值为 0~9,分的十位显示为 0~5六个数字。
2. PLC 控制硬件接口
用 PLC 实现电子钟的硬件接口电路如图 1所示。 图中 PLC 采用三菱 FX2-40MR , 显示器采用七段 LED 显示器,共接入两组共 8位,其中第一组(上面) 4位用来
表示小时、分 , 从左至右分别表示月的十位、月的个位、日的十位、日的个位。 采用 BCD 码驱动器 CD4511把 PLC 输出的月、日、时、分等显示 BCD 码变换成对 应的显示器所要求的 7段驱动信号。 由于显示位数较多, 故显示采用动态显示方 式, PLC 的输出类型为晶体管源输出(正逻辑),其中输出端子 Y0~Y3输出第 一组显示器的 BCD 信号, Y10~Y13输出第二组显示器的 BCD 信号, Y4~Y7依次 为各组显示器的选通信号。图中秒信号输出为 1Hz 方波,可作秒点∶闪动信号, 与电子手表中的秒点闪动相同, 表示在走时; 图中的时信号输出为一脉冲, 表示 整点小时时刻到的定时脉冲信号,可作控制用,如每小时放一次音乐控制。 3. 软件设计
本系统采用软件定时,在程序的控制下得到月、日、时、分信号,由 PLC 输 出端输出 BCD 码, 通过驱动器驱动各 7段显示器。 系统软件分为主程序和中断服 务程序, 分别如图 2、 图 3所示。 在执行正常的程序运行前, 应用键操作输入月、 日、 时、 分秒信息, 才能使 PLC 在下个正确的时刻开始执行计时程序。 初始化开 中断等待中断开始执行计时程序。
1)主程序
主程序主要完成月、日、时、分、秒等数据寄存器的初始化,设置中断指针 及开放中断等功能。 当然, 当定时时钟只是 PLC 控制系统的一部分, 则主程序还 包括控制系统的其它控制功能。
FX2的中断有两种方式:外部输入信号触发中断及定时器中断。 对外部输入信 号触发中断, 输入信号为 X0~X5; 对定时器中断, 定时时间范围为 10ms ~99ms , 定时器中断号为 6~8。本系统采用定时器中断方式,定时时间为 10ms ,所以中 断指针为 I610,即每隔 10ms 就执行标号为 I610后面的中断程序,并根据 IRET 指令返回。
2)中断服务程序
中断服务程序完成计时及月、日、时、分、秒等信次数,每 10ms 中断一次, 若 D2=50表示为 0. 5秒, D2=100表示为 1秒,根据 D2内容即可输出频率为 1Hz 的方波秒信号。其它分、时、日、月也有相应的存贮单元如数据寄存器 D3、 D4、 D5、 D6,各按相对应的关系进行计数。当分的存贮单元内容为 60时,应输 出时信号。
月、日、时、分的显示采用动态显示,考虑到动态显示方式下,每位扫描间 隔时间不能太长,不然会出现闪烁甚至走动现象,所以采用定时器中断(10ms ) 显示的方法, 在中断服务程序中, 执行一位 LED 的显示输出操作。 显示子程序如 图 4所示。图中 D0为第一组显示器的输出数据存储器, D1为第二组显示器输出 数据存储器。
图四
图 4中显示输出采用带锁存的 7段显示指令,指令梯形图如下:
指令中参数 K 用于选择 7段显示器数据输入、选通信号的正/负逻辑及显示 单元的组数(1或 2),它取决于 PLC 逻辑与 7段显示逻辑的相互配合,其配合 如表 2、表 3所示。
对二组 4位显示, 当 7段显示的数据输入及选通信号的逻辑与 PLC 逻辑相同 时,参数 K 取 4。本系统为二组四位显示,且 PLC 为正逻辑,显示数据输入为正 逻辑,选通信号为正逻辑,所以参数取 4,即为 K4。
2.4 数字电路 CD4511的原理(引脚及功能)
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码 器,特点:具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路 能提供较大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。
CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存 /7 段译码 /驱动器,引脚排列如图 2 所示。其 中 a b c d 为 BCD 码输入, a 为最低位。 LT 为灯测试端,加高电平时,显示器 正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“ 8”,各笔段都被点亮,以检查 显示器是否有故障。 BI 为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示 时, B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进 制数 9(1001)时, 显示字形也自行消隐。 LE 是锁存控制端, 高电平时锁存, 低电 平时传输数据。 a ~g 是 7 段输出, 可驱动共阴 LED 数码管。 另外, CD4511显示 数“ 6”时, a 段消隐;显示数“ 9”时, d 段消隐,所以显示 6、 9这两个数时, 字形不太美观 图 3是 CD4511和 CD4518配合而成一位计数显示电路, 若要多位 计数,只需将计数器级联,每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓 共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的,在应用中应接地。限流 电阻要根据电源电压来选取,电源电压 5V 时可使用 300Ω的限流电阻。
CD4511引脚图
其功能介绍如下:
BI:4脚是消隐输入控制端,当 BI=0 时,不管其它输入端状态如 何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。
LT:3脚是测试输入端, 当 BI=1, LT=0 时, 译码输出全为 1, 不管输入 DCBA 状态如何,七段均发亮,显示“ 8”。它主要用来检测数码管是否损坏。
LE:锁定控制端,当 LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是 锁定保持状态,译码器输出被保持在 LE=0时的数值。
A1、 A2、 A3、 A4、为 8421BCD 码输入端。
a、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g :为译码输出端,输出为高电平 1有效。 1. CD4511的引脚
CD4511具有锁存、 译码、 消隐功能, 通常以反相器作输出级, 通常用以驱动 LED 。 其引脚图如 3-2所示。
各引脚的名称:其中 7、 1、 2、 6分别表示 A 、 B 、 C 、 D ; 5、 4、 3分别表示 LE 、 BI 、 LT ; 13、 12、 11、 10、 9、 15、 14分别表示 a、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g 。左边 的引脚表示输入,右边表示输出,还有两个引脚 8、 16分别表示的是 VDD 、 VSS 。 CD4511的工作原理
2.CD4511的工作真值表如表
表 CD 4511的真值表
3. 锁存功能
译码器的锁存电路由传输门和反相器组成 , 传输门的导通或截止由控制端 LE 的 电平状态。 当 LE 为 “ 0” 电平导通, TG2截止; 当 LE 为 “ 1” 电平时, TG1截止, TG2导通,此时有锁存作用。如图
(1)译码
CD4511译码用两级或非门担任,为了简化线路,先用二输入端与非门对输入数 据 B 、 C 进行组合,得出 四项,然后将输入的数据 A 、 D 一起用 或非门译码。
(2)消隐
BI 为消隐功能端,该端施加某一电平后,迫使 B 端输出为低电平,字形消隐。 消隐控制电路如图所示。
消隐输出 J 的电平为
J==(C+B) D+BI
如不考虑消隐 BI 项,便得 J=(B+C) D
据上式,当输入 BCD 代码从 1010---1111时, J 端都为“ 1”电平,从而使显示 器中的字形消隐。
8421 BCD 码对应的显示见下图:
CD4511驱动共阴极 LED 数码管的典型接线
静态特性
第 3章 程序设计 3.1 数字显示电子钟主程序
说明:X0复位按钮; X5为手动时, X2手动调秒, X3手动调分, X4手动调时; X5手动关时, 整个程序实现时、 分、 秒自动运行; K1Y0、 K1Y4进行秒显示; K1Y10、 K1Y14分显示、 K1Y20、 K1Y24时显示。
1. 比较指令 CMP
CMP 指令时将两个操作数大小进行比较,然后将比较结果通过指定的位元件(占 用连续的 3个点)进行输出的指令,指令的输出结果如图所
CMP 指令的目标 [D.]假如指定为 M0,则 M0M1M2将被占用。当 X0为 ON ,则比较 的结果通过目标元件 M0M1M2输出; 当 X0为 OFF , 则指令不执行, M0M1M2的状态 保持不变,要清除比较结果的话,可以使用复位指令或区间复位指令。
2. 传送指令 MOV
常数可以传送到数据寄存器, 寄存器与寄存器之间也可以传送, 此定时器或计数 器的当前值也可以被传送到寄存器。
MOV 指令除了进行 16位数据传送外,也可以进行 32位数据传送,但必须在 MOV 指令前加 D 。
3. 区间复位指令 ZRST
在 ZRST 指令中, [D1.]和 [D2.]应该是同一类元件,而且 [D1.]的编号要比 [D2.]小,如果 [D1.]的编号比 [D2.]大,则只有 [D1.]指定的元件复位。
3.2 梯形图
说明:0:整体复位
6:自动计时和手动调时,初始条件 20:秒个位
50:秒十位
80:分个位
115:分十位
145:时个位
204:时十位
X000是复位按钮, X5是自动计时和手动调时的初始条件, C1为 1时, C2是复位 C1, C1为常闭时自动计时。 M8013是一秒脉冲, D0是秒个位存储器, X2是秒个 位手动调整, 当 M1为 1时秒个位进位到秒十位, 从 20-80是完成秒的运算。 M11是分的个位进位, M21则是分进位到十, M31是进位到时的个位, C0是控制一天 的 24小时,如果满 24小时 Y000-Y017复位, D0-D10复位, MH 是时位到十。如 果 X5在自动计时时,就这样 0-24小时的循环下去。
3.3 接线图
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码 器,特点:具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路 能提供较大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。
结 论
经过这次的课程设计,使得我对 PLC 的掌握进一步的增强,加深了对 PLC 它们的理解, 并对 PLC 产生了浓厚的兴趣, 但是我也深深的知道自己的不足之处, 比如说对应用指令的不熟悉, 大大地加深了我的程序复杂程度。 多在学习过程中 不能想通的问题, 在 PLC 调试过程中, 终于得以解决。 可以看出它对理论教学起 到了必要的补充和额拓宽作用, 对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力 的人才必不可少。 在这次的课程中, 我发现 PLC 在工业控制中的作用很大, 它能 使人的控制转变成电脑的控制, 大大地降低了产品的成本, 很大地提高生产效率。 在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。 当时编完一个程后感觉是正 确的。 就是这样还要仔细检查自己的程序。 考虑到各种可能发生的情况。 经过这 次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。 学习的过程是痛苦 的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。 相信通过这次课程设计它对我以后的学 习及工作都会产生积极的影响。
采用 PLC 的定时中断功能实现定时, 不仅定时精度高, 编程简单, 显示效果 稳定可靠, 同时硬件接口简单, 显示器可采用各种不同大小的 7段显示器件, 具 有较大的实用价值。
致 谢
为期近半年的论文写作即将画上一个圆满的句号, 在论文写作的过程中, 从 论文的选题到确定思路, 从资料的搜集、 提纲的拟定到内容的写作与修改, 继而 诸多观点的梳理,都得益于我的导师——彭基龙老师的悉心指导和匠心点拨。 论文的点评中总是闪烁着智慧的火花, 与他的每次交谈我都能从中获益。 他 渊博的学识, 敏锐的学术洞察力, 严谨的治学态度, 一丝不苟的负责精神, 以及 对学生孜孜不倦的教诲都给予了我极其深刻的印象, 让我受益匪浅。 在此, 谨向 彭老师表示我最衷心地感谢和最诚挚的敬意。
同时, 也向两年来所有教授过我和帮助过我的教授老师表示感谢, 感谢您们 对我的谆谆教诲、耐心指导和无私的帮助。
感谢我的同学和朋友们, 感谢你们在我论文写作过程中给予我的鼓励、 关心 和无私的帮助。
最后,衷心地感谢我的家人,感谢你们一直以来给予我的支持和鼓励。
参考文献
1. 《可编程控制器实用技术》 王兆义 主编 机械工业出版社
2. 《流行 PLC 实用程序及设计》 贺哲荣 主编 西安电子科技大学出 版社
3. 《电气控制与可编程序控制器技术》 史国生 主编 化学工业出版社
4. 《可编程控制器应用技术》 张万忠 主编 化学工业出版社
5. 《电器控制及可编程控制器》 张凤珊 主编 中国轻工业出版社 [原创 ]七段共阴数码管电子钟 PLC 程序设计原理
七段共阴数码管电子钟 PLC 程序设计原理
控制要求:
1. 用四个七段数码管分别显示“时十位” 、 “时个位” 、 “分十位”和“分个位” 。
2. 用两个发光二极管显示“秒闪烁” 。
3. 有“预置”和“校对”时间功能。
I/O分配:
X0— 运行开关, X1— 预置按钮; Y0— A , Y1— B , Y2— C , Y3— D , Y4— E , Y5— F , Y6— G ; Y7— “秒闪烁”指示; Y15— “时十位”显示, Y14— “时个位”显示, Y13— “分十位”显示, Y12— “分个位”显示。
COM 端接线:COM1和 COM2(Y0— Y7所对应的公共端)接 24V 直流电源“ +”极, COM3(Y12、 Y13所对应的公共端) 、 COM4(Y14— Y15所对应的公共端)和 COM 接 24V 电源“ -”极。
一、 总体设计思想
为了减少输出点数和接线,可以将四个共阴数码管的阳极都用 Y0— Y6来驱动, 但让其依次轮班接通; 四个数码管的阴极分别用 Y12— Y15来同步控制其接通 “ -” 极的时间,以期达到四个数码管轮番显示的目的。
二、 具体设计过程
1. 用两个定时器 T0和 T1产生秒脉冲,用 Y7输出。
2. 用计数器 C0将秒脉冲变成分脉冲。
3. 用位左移指令 [SFTL]形成分个位左移码。
4. 用位左移指令 [SFTL]形成分十位左移码。
5. 用位左移指令 [SFTL]形成时个位左移码。
6. 用位左移指令 [SFTL]形成时十位左移码。
7. 用位左移指令 [SFTL]安排四个数码管轮番接通。
8. 将四个位左移码分别译成七段数码管的字显示码,并考虑四个数码管轮番接 通问题。
9. 将字显示码用 Y0— Y6输出。
这是用 M8013、 M8012、 M8011、 M8000等特殊辅助继电器、 C0、 C1、 C2等计数器 和 BCD 、 SEGD 、 ALT 、 SFTL 等功能指令设计的实验程序,只用了 89步。
范文五:机电专业毕业论文
南通农业职业技术学院 毕 业 论 文 (设 计 )
课 题 名 称 气流除尘机 PLC 控制系统设计 专 业 及 班 级 机电系 机电 3092班
学 号 096XXXXXXX
姓 名 XXX
指 导 老 师 XXX
2012年 3月 8日
气流除尘机 PLC 控制系统设计
摘 要
PLC 发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于 各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代 PLC 大多具有完善的数 据运算能力, 可用于各种数字控制领域。 近年来 PLC 的功能单元大量涌现, 使 PLC 渗 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统 设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备 经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种于体积小很容易装入机械 内部,是实现机电一体化的理想控制设备。本文介绍三菱 FX 系列的可编程控器 (PLC)在气流除尘机上的应用,在满足控制要求的前提下,控制系统可以简单, 经济。因此在此次设计中给出了气流除尘机的系统控制方案 ,程序设计,控制箱 及控制面板的元器件布置图及接线图的设计。通过多次的调试和实际运行中表明 本系统功能强,性能好,可靠性高,同时实现了生产过程的自动化.
关键词 气流除尘机 PLC 系统控制
Designed the control system of air and dust removal based on PLC
Abstract
PLC to today, has formed a series of large, medium and small size products. All sizes can be used for industrial control applications. In addition to logic processing functions, most modern PLC has a sophisticated data processing power, can be used for various areas of digital control. PLC function of cell proliferation in recent years, the PLC seepage connection logic PLC storage logical instead, greatly reduced the external wiring of control device, control system design and construction period is greatly shortened, while maintenance is also easy. More important is to make possible the same device after changing the program to change the production process. This is for more variety in small volume easily mounted inside the machine, it is an ideal control of electromechanical integration equipment. Describes Mitsubishi FX series of programmable logic controller (PLC)in application of gas and dust removal machine, under the premise that the control requirements are met, the control system can be simple and economic. Air Duster is given in the design of the system of control, programming, control box and control panel layout of components and design of the wiring diagram. Through a series of debugging, and indicates that the system functions in the actual running, good performance, high reliability, while enabling the automation of the production process
Keywords Airduster PLC Systemcontrol
目 录
1引 言 .......................................................................................................................... 1 2除尘机的概述......................................................1 2.1除尘机的发展历史 .............................................................................................. 1 2.2除尘机的分类 ...................................................................................................... 1 2.3除尘机的组成 ....................................................1 2.3.1除尘机按其作用原理分成以下五类 . ............................. 1 2.3.2除尘机按照除尘方式分类.......................................2 2.4除尘机选型需要考虑的因素........................................3 2.4.1处理风量.....................................................3 2.4.2使用温度.....................................................3 2.4.3出口含尘浓度.................................................3 2.4.4压力损失.....................................................3 2.4.5. 操作压力.....................................................3 2.5负压反吹滤袋除尘机概况及净化机理................................3 2.5.1部分除尘机原理................................................3
3除尘机的设计概况 .................................................................................................... 4 3.1除尘机的设计内容................................................4 3.1.1情况简介.....................................................5 3.1.2气流除尘电力拖动方式介绍.......................................5
3.2除尘机的设计要求 .............................................................................................. 6
4除尘机控制箱的设计 .............................................................................................. 6 4.1控制箱元器件的选择 .......................................................................................... 6 4.1.1交流接触器的选用..............................................6 4.1.2熔断器的选择原则..............................................6 4.1.3滤波器的选用..................................................7 4.2控制面板的元器件的布置图 .............................................................................. 7 4.2.1元器件的主控电路 ..............................................7 4.2.2控制面板布置图................................................8 4.2.3控制箱的元器件布置图..........................................8
4.3控制箱的元器件布置图 .................................................................................... 12
5除尘机的程序设计 ................................................................................................ 12 5.1I/O接线图 ......................................................................................................... 12 5.1.1PLC 控制 I/0分配表............................................12
5.1.2PLC 外部接线..................................................13
5.2梯形图 ................................................................................................................ 13
6除尘机的程序调试 ................................................................................................ 13全文结论 .................................................................................................................... 19致 谢 ........................................................................................................................ 20参考文献 .................................................................................................................... 21附录 A ..............................................................22
1引言
在工业自动化发展的当今社会,工厂对除尘机的需求越来越多,尤其是大型 生产的流水在线。生产线灰尘较多,工作环境恶劣,造成环境污染严重。而随着 气流除尘机的迅猛发展,大大减轻了这一难题。很多生产商把气流除尘机电气控 制部分用 PLC 作为控制核心,配以触摸接触屏作为人机接互接口,实现了除尘生 产线无人操作,生产过程远程监控和实时计数统计功能。目前,PLC 控制的气流 除尘机成功应用于大型生产环境, 该设备运行稳定, 除尘效果好, 满足工厂需求, 从而也改善了工人的操作环境。
2除尘机的概述
2.1除尘机的发展历史
近年来,环境污染问题,日益突出,国家对环保方面,也抓的越来越严.对于环 保要求不达标的部分企业,都给予了停工停产的处理。针对这种情况,在科研人员 的不懈努力和试验下,新的成套除尘设备已经成功研发了出来,并已经成功投产, 主要除尘设备产品包括:脉冲除尘机,袋式除尘机,滤筒除尘机,旋风除尘机,脉冲 控制器等 10多种系列,数十余种规格的设备。广泛适用于矿业,建材,公路,桥梁, 煤炭,化工,冶金,耐火材料,粉体工程等行业的除尘。
2.2除尘机的组成
除尘机是用于过滤粉尘的主要设备。它是一种尘气分离装置,其作用是捕捉 灰尘净化空气。除尘机由上箱体,中箱体,下箱体,上箱体由脉冲电磁阀,气箱, 喷吹管,文氏管组成。
2.3除尘机的分类
2.3.1除尘机按其作用原理分成以下五类
(1)机械力除尘机包括重力除尘机、惯性除尘机、离心除尘机等。
(2)洗涤式除尘机包括水浴式除尘机、泡沫式除尘机,文丘里管除尘机、 水膜式除尘机等。
(3)过滤式除尘机包括布袋除尘机和颗粒层除尘机等。
(4)静电除尘机。
(5)磁力除尘机。
2.3.2除尘机按照除尘方式分类
(1)干式除尘机
(2)半干式除尘机
(3)湿式除尘机
2.4除尘机选型需要考虑的因素
2.4.1处理风量(Q )
处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量。 单位为每 小时立方米(m3/h)或每小时标立方米(Nm3/h) 。是袋式除尘机设计中最重 要的因素之一。根据风量设计或选择袋式除尘机时,一般不能使除尘机在超 过规定风量的情况下运行,否则,滤袋容易堵塞,寿命缩短,压力损失大幅 度上升,除尘效率也要降低;但也不能将风量选的过大,否则增加设备投资 和占地面积。合理的选择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的。 2.4.2使用温度
对于袋式除尘机来说,其使用温度取决于两个因素,第一是滤料的最高 承受温度,第二是气体温度必须在露点温度以上。目前,由于玻纤滤料的大 量选用,其最高使用温度可达280℃,对高于这一温度的气体必须采取降温 措施,对低于露点温度的气体必须采取提温措施。对袋式除尘机来说,使用 温度与除尘效率关系并不明显,这一点不同于电除尘,对电除尘机来说,温 度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率。
2.4.3出口含尘浓度
出口含尘浓度指除尘机的排放浓度,表示方法同入口含尘浓度,出口含 尘浓度的大小应以当地环保要求或用户的要求为准, 袋式除尘机的排放浓度 一般都能达到50mg/Nm3以下。
2.4.4压力损失
袋式除尘的压力损失是指气体从除尘机进口到出口的压力降,或称阻 力。袋除尘的压力损失取决于下列三个因素:(1)设备结构的压力损失;(2)滤料的压力损失;(3)滤料上堆积的粉尘层压力损失。
2.4.5操作压力
袋式除尘机的操作压力是根据除尘机前后的装置和风机的静压值及其 安装位置而定的,也是袋式除尘机的设计耐压值。
2.5负压反吹滤袋除尘机概况及净化机理
负压反吹滤袋除尘机的净化机理:是利用锅炉引风机组成除尘机系统负 压,烟气负向流动。滤袋除尘机具有惯性碰撞、筛滤(接触阻留)、截捕、聚 集和静电等滤尘作用,且能对粗(≥10μm粒径)、细(<5μm粒径的对人体危 害最大)颗粒的烟尘及悬浮微尘都能有效地捕集,这是它的突出优点。="" 滤袋清="" 灰,除尘机运行一段时间后,滤袋表面粘附和聚集起一定厚度的烟尘,通过控="" 制反吹阀,清除布袋表面烟尘。="" 滤袋除尘机设在引风机负压区,使除尘系统处="" 于负压状态下工作,这有利于延长引风机的使用寿命和避免被烟尘磨损。为="" 了保证滤袋正常工作,还设置旁路烟道及阀门专供锅炉检修烘炉及点火时使="" 用含油烟较多的燃料对滤袋的影响而临时开通使用。="" 负压反吹滤袋除尘机结="" 构简单,占地面积小(30㎡以内),可根据生产需要进行现场灵活设计布局。="">5μm粒径的对人体危>
(1)布袋除尘机
除尘机的工作原理如下:含尘气体由下部敞开式法兰进入过滤室,较粗 颗粒直接落入灰仓,含尘气体经滤袋过滤,粉尘阻留于袋表,净气经袋口到 净气室,由风机排入大气。当滤袋表面的粉尘不断增加,程控仪开始工作, 逐个开启脉冲阀,使压缩空气通过喷口对滤袋进行喷吹清灰,使滤袋突然膨 胀,在反向气流的作用下,赋予袋表的粉尘迅速脱离滤袋落入灰仓,粉尘由 卸灰阀排出。
(2)风除尘机
旋风除尘机加设旁路后其工作原理是含尘气体从进口处切向进入,气流 在获得旋转运动的同时,气流上、下分开形成双旋蜗运动,粉尘在双旋蜗分 界处产生强烈的分离作用,较粗的粉尘颗粒随下旋蜗气流分离至外壁,其中 部分粉尘由旁路分离室中部洞口引出,余下的粉尘由向下气流带人灰斗。上 旋蜗气流对细颗粒粉尘有聚集作用,从而提高除尘效率。这部分较细的粉尘
颗粒,由上旋蜗气流带向上部,在顶盖下形成强烈旋转的上粉尘环,并与上 旋蜗气流一起进入旁路分离室上部洞口, 经回风口引入锥体内与内部气流汇 合,净化后的气体由排气管排出,分离出的粉尘进入料斗。
(3)静电除尘机
含尘气体从设备顶部进风口进入设备后,以高速经过旋风分离器,使含 尘气体沿轴线调整螺旋向下旋转,利用离心力,除掉较粗颗粒的粉尘,有效 地控制了进入电场的初始含尘浓度。然后,气体经下灰斗进入电场工作,由 于下灰斗截面积大于内管截积数倍,根据旋转矩不变原理,径向风速和轴向 风速急剧降低产生零速接口而使内管中的重颗粒粉尘沉降于下灰斗内, 降低 了进入电场的粉尘浓度,低浓度含尘气体经电收尘而凝聚在阴阳极板上,经 清灰振打而将收集的粉尘由锁风排灰装置输送走。 为了防止内管旋风和电场 极 板 振 打 后 在 下 灰 斗 内 形 成 的 二 次 扬 尘 , 特 在 下 灰 斗 中 设 置 了 隔 离 锥 。 使用范围水泥、化肥、等行业各种磨机,破碎点下料口,包装机及烘干机和 各种相类似的分散源处理 。
(4)除尘装置
罩式除尘装置是将局部产生尘源点控制在密闭罩内, 通过高压电场抑制 或捕集粉尘。典型的罩式除尘装置用于原料的破碎、运输和筛分的工艺设备 上,如皮带运输机,振动筛、仓顶,及有料位落差的扬尘点上等。
3除尘机的设计概况
3.1除尘机的设计内容
3.1.1情况简介
气流除尘机是制革业中一种专用于皮革除尘的先进设备。皮革经过磨革工序 后,要清除附着在皮革表面的皮屑微粒,除尘原理如图1示,当皮革通过该机时, 利用高速气流和吸尘装置即可清除附着在皮革两面的皮屑微粒以满足下道喷浆工 序的工艺要求。 这种先进的除尘工艺, 取代了老式毛刷辊除尘的弊病, 即 由于静 电附着效应, 除尘除不干净,使下道工序涂层质量难于保证。本机适用于牛、 猪、 羊等毛皮加工,输送速度为30m/min,46m/min两种,每小时能通过500张皮革,生 产效率很高。本机还配有布袋滤尘器,体积小,除尘效率高,并有电动抖灰尘机
构,能确保操作工人身体健康和防止环境污染。 气流除尘机设有三组气室 2(见图 3-1) , 两组气室喷气口向下,一组向上。 由 鼓风机产生的低压清洁空气,以 15m3/min的排气量,经三根直径为 15cm 的管道 3,通过机内空气过滤器,进入气室,再从狭窄的喷气口(长 1850mm,宽 0.1mm) 喷出,形成高压气幕,将附着在皮革表面的灰屑吹扬起来,然后通过吸尘系统经 离心风机,进入布袋滤尘器,滤尘后排出清洁气流。
3.1.2气流除尘电力拖动方式介绍
皮革传送带有两种传送方式:一种是采用双速异步电动机 JD02-32-6/4(1/
1.3kw/2.84/3.4A)拖动,以便根据不同类型皮革,选择不同的进料速度;令一种 是根据需要才用直流电动机无级调速控制。两种拖动方式均采用单向起停控制。 高压气流由 LG15/02–08–1罗茨泵产生,其拖动电机为 Y160L– 4型(15kw、 30.3A、1450r/m)三相异步电动机单独起停控制。同时由 4–62–1/4离心风机 吸尘,离心风机拖动电机为 Y132S2–2(7.5kw、15A、2900r/m) 。布袋滤尘器抖 尘电机,采用 AO6324(250kw、0.806A、1400r/m)拖动。按需要,每隔一定时间 手动控制抖尘一次(短时工作) ,大批量生产中也可以用自动定时抖尘控制。 图 3-1气流除尘机原理
3.2除尘机的设计要求
(1)设备投入使用时,必须先起动罗茨泵产生高压气流,然后起动送料、洗 尘抖尘电动机。 由于罗茨泵拖动电动机容量较大,要求采用星形-三角形减 压起动。
(2)能自由选择两种送料速度或无级变速。
(3)能根据需要起动抖尘电机或自动定时抖尘,抖尘电机每次起动工作 1min 后即自动停止。
(4)有必要的电气保护。
4除尘机控制箱的设计
4.1控制箱元器件的选择
4.1.1交流接触器的选用
交流接触器的选择.内容包括:额定电压;额定电流;线圈的额定电压;操 作频率;辅助触头的工作电流。
(1)额定电压:铭牌额定电压是指主触点上的额定电压, 通常用的电压等级为:直流接触器:220V, 440V, 660V; 交流接触器:220V, 380V, 500V,如某负载是380V 的三相感应电动机,则应选用380V 的交流接触器。
(2)额定电流:铭牌额定电流是指主触点的额定电流.通常用的电流等级为 :直流接触器:25,40,60,100,150,250,400,600A;交流接触器:5,10,20, 40,60,100,150,250,400,600A。
上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上,触点工作不超过额定温升,负 载为间断—长期工作制时的电流值. 若超过8小时, 必须空载开闭三次以上, 以消 除表面氧化膜.如果上述条件改变,就要做相应修正起电流值,具体如下:当接触器安装在箱柜内,由于冷却条件差,电流要降低10~20%使用。
当接触器工作于长期工作制, 而且通电持续率不超过40%; 敞开安装, 电流允许提 高10~25%;箱柜安装,允许提高5~10%。
(3)线圈的额定电压:通常的电压等级为:直流线圈:24、48、220、440V, 交流线圈:36、127、220、380V。
(选择时一般交流对交流,直流对直流,但交流负载频繁动作时可采用直流 吸引线圈的接触器; 直流接触器断开时产生的过电压高达10~20倍, 故不宜采用高 电压等级,电压太低,接通线圈用的继电器或接触器的联锁触点不可靠) 。 PLC 机型选择的基本原则是,在功能满足要求的前提下,选择最可靠、维护 使用最方便以及性能价格比的最优化机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好 (维修量较小)的场合,建议选用整体式结构的 PLC;其它情况则最好选用模块 式结构的 PLC。
4.1.2熔断器的选择原则
(1)按照线路要求和安装条件选择熔断器的型号。容量小的电路选择半封闭 式或无填料封闭式;短路电流大的选择有填料封闭式;半导体组件保护选择快速 熔断器。
(2)按照线路电压选择熔断器的额定电压。
(3)根据负载特性选择熔断器的额定电流。
(4)选择各级熔体需相互配合,后一级要比前一级小,总闸和各分支线路上 电流不一样,选择熔丝也不一样。如线路发生短路,15A 和 25A 熔件会同时熔 断, 保护特性就失去了选择性。 因此只有总闸和分支保持 2-3级差别, 才不会出 现这类现象。 如一台变压器低压侧出口为 RT01000/800、 电机为 RT0400/250或 RT0400/350,上下级间额定电流之比分别为 3.2和 2.3故选择性好,即 支路发生短路,支路保险熔断不影响总闸供电。
(5)熔体不能选择太小。如选择过小,易出现一相保险丝熔断后,造成电机 单相运转而烧坏,据统计 60%烧坏的电机均系保险配置不合适造成的。
4.1.3滤波器的选用
试用滤波器仅仅是用一只滤波器替换另一只滤波器,同时检查传导及辐射发 射,我们只选用滤波器具有最佳的费效比的一只。
(1)滤波器有关指标的计算
通过将产品的发射频谱与相关的电磁兼容标准比较, 可以估算用滤波器控制 发射所需要的衰减量。对于抗扰性控制,可以通过比较外部电噪声(通常取 自有关的电磁兼容抗扰度标准) 与产品电子线路的敏感性以及干扰期间希望 达到的性能等级来估算一个粗略值
(2)阻抗问题
滤波器的工作原理是在射频电磁波的传输路径上形成很大的特性阻抗不连 续,将射频电磁波中的大部分能量反射回源处。大多数滤波器的性能是在源和负 载阻抗均为50的条件下测得的,这使我们直接联想到极为重要的一点,这就是滤 波器的性能在实际情况下不可能达到最佳。滤波器参数是在50Ω的源和负载阻抗 的测试环境下获得的,因为大多数射频测试设备采用50Ω的源、负载及 电缆 。这 种方法获得的滤波器性能参数是最优化的,同时也是最具有误导性的。
(3)电源线滤波器
为了解决阻抗问题, 最好是购买生产厂家同时标明了在“匹配”的50/50测试 系统中的指标和在“失配”条件下的指针的产品。失配的资料是在源阻抗为0.1, 负载阻抗为100的条件下, 和相反的条件下, 测得的。 最好是使用满足安全认证的 电源线滤波器。这些滤波器的安全性、可靠性、温度范围、额定电压和电流以及 恰当的安全标准的应用均业由厂家认证通过。
(4)信号线滤波器
如果传导发射或辐射发射由不可避免的信号频谱引起,那么试图使用差模滤 波器来减小这些发射并不是办法。不过对所关心的信号频谱范围内的频率,采用 共模滤波是可行的,因为有用的信号是差模而非共模。
4.2控制面板的元器件的布置图
4.2.1元器件的主控电路 (如图 4-1)
4.2.2控制面板布置图 (如图 4-2)
4.2.3控制箱的元器件布置图 (如图 4-3)
5除尘机的程序设计
5.1I/O接线图
5.1.1PLC 控制 I/0分配表(表 5-1)
5.1.2PLC 外部接线(如图 5-1)
图 4-1主控电路图
两速调节
手动 自动 图 4-2控制面板布置图
电源指示灯 电源开关
急停
两速调节 手动 自动
图 4-3元器件布置图
表 5-1PLC 控制 I/0分配
输入信号
名称 代号 输入点编号
电源按钮 SB1X1
启动按钮 SB2X2
手动斗尘按钮 SB3X3
自动抖尘按钮 SB6X010
急停按钮 SB4X4
一二级速度按钮开关 SB5X5\X6\X7
输出信号
名称 代号 输出点编号
电动机接触器 KM1Y1
星型启动接触器 KM2Y3
三角型启动接触器 KM3Y2
一级速度启动接触器 KM4Y4
二级速度启动接触器 KM5Y5
斗尘接触器 KM6Y6
吸尘接触器 KM7Y7
5.2梯形图
当按下启动按钮 X002后,线圈 Y001得电与此同时线圈 Y003也得电,时间 继电器 T1开始计时。电机采用星型连接方法。当时间继电器 T1计时 6秒后其常 开触点闭合常闭触点断开, 线圈 Y002得电自锁, 电机采用三角型连接方法同时时 间继电器 T0开始计时 6秒后其常开触点闭合,常闭触点断开。此设计采用了星-三角降压启动。
按下一级速度按钮 X005线圈 Y004得电自锁, 此时开始一级速度送料。按下 二级速度按钮 X006线圈 Y005得电自锁,开始二级速度送料。
图 5-1PLC 外部接线图
按下自动抖尘按钮 X010时间继电器 T3开始计时 20秒后常开触点闭合,线 圈 Y006得电启动抖尘电机开始抖尘, 1分钟后抖尘电机自动停止此时, 时间继电 器 T2复位,继电器 T3重新开始计时实现自动自动抖尘,直到断开输入信号。
根据需要要启动手动抖尘时, 只需按下手动抖尘按钮 X003即实现手动抖尘且 在运行 1
分钟后自动停止。在开始送料的时候吸尘电机就一直在工作。
6除尘机的程序调试
将系统梯形图导入 GX Developer 仿真软件进行仿真。选择 CPU 型号后装载 程序。 检查程序无误后将仿真软件切换到运行状态。 按下启动按钮 X002对应的输 出信号 Y001启动,根据时间继电器所设置的时间来实现星型-三角型的转换,实 现星型-三角型的降压启动。(如图
6-1)
按下两速调节按钮 X005,X006根据自己所设计的来使其对应的输出信号 Y004,Y005实现两种速度的调节。(如图 6-2)
图 6-1星-三角启动调试图
图 6-2两种速度调节
按下自动抖尘机按钮 X010即可实现自动抖尘且 1分钟后可自动停止的控制 要求。(如图 6-3)
图 6-3自动抖尘
根据需要要手动抖尘时只需按下手动按钮 X003即可实现且 1分钟后也可自 动停止。在送料抖尘的同时吸尘电机也在一直工作。(如图 6-4)
图 6-4手动抖尘
全 文 结 论
通过本次设计,让我很好的锻炼了理论联系实际,与具体项目、课题相结合 开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际,又让我们懂得 了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中,我们还需要大量的以 前没有学到过的知识, 于是图书馆和 INTERNET 成了我们很好的助手。 在查阅数据 的过程中,我们要判断优劣、取舍相关知识,不知不觉中我们查阅数据的能力也 得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的,在以后的工作中我们肯定会遇到 许多未知的领域, 这方面的能力便会使我们受益非浅。 在设计过程中, 总是遇到 这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候,需要做大量的工作,花大量的时 间才能解决。自然而然,我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经 验,增强了信心。
当然在这次的毕业设计中也认识到了自己在 PLC 设计方面还存在欠缺。对电 气方面的知识理解的有限。因为此次的毕业设计也让我坚定了我要学好 plc 的决 心,以便于自己在以后的工作中充分利用自己在校书本上说学的知识,将其应用 到工作中。
致 谢
本次设计实在我的指导老师的精心指导下完成的,在我做毕业设计过程中给 于我指导,纠正我在 PLC 设计程序上的不足与错误,及时地给我指导和指正,她 学识渊博,治学严谨,使我受益匪浅。以至于我最终能顺利的完成老师指定我的 课题并能确保无误。在此论文完成之际,我向季老师致以最诚挚的感谢和深深的 敬意!
其次,在此次的毕业设计过程中,我的同学也给予了我很大的帮助,每当遇 到难题时我们都会在一起讨论研究,将最终的讨论研究结果回馈给老师,让他帮 我最后把关。非常感谢在我毕业设计期间给予我意见和建议的老师和同学。 最后,我再次对帮助我指导我的同学和老师致以我最深的谢意,因为我的努 力和你们的帮助下我才完成此次的设计。同时也对审阅我设计的老师致以感谢, 辛苦了老师!
参 考 文 献
[1]方乘远 工厂电气控制技术 机械工业出版社 1999
[2]朱平 电气控制实训 机械工业出版社 2002
[3]吴丽 电气控制与 PLC 应用技术 机械工业出版社 2008 [4]殷建国 可编程控制器及其应用 机械工业出版社 2006 [5]廖常初 FX 系列 PLC 编程及应用 机械工业出版社 2005 [6]王阿根 电气可编程控制器原理与应用 清华大学出版社 2010
附录 A
名称 代号符
号
个数 规格型号 备注
PLC PLC 1个 FX2N(C)CPU224加特殊功能模 块EM253接触器 KM 4个 CJ20-100线圈电压24V 继电器 KA 4个 MYZNJ/DC24VOMRON
开关电 源 1个 RPI-1391
MPFNY1.25-156
24-70VDC
滤波器 1个 86BYG250AN-SAFRBL-0361步距角 0.9/1.8
空气开
关
FR 2个 C10A/3P
熔断器 FU 6个 RT18-32
接线端
子
5组 SH-20806CN
匙开
关
1个 LF-0124LB
指示灯 1个 AD16-22/AC220-Y
时间继
电器
1个 Y250M-4
急停 1个 M22-PVL
两速开
关
1个 CA42XD3-20/AC220V
开关 1个 LA42P-01/R天逸 1