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畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告
調(diào)研報(bào)告
升降機(jī)械很多由工頻電機(jī)直接帶動(dòng)運(yùn)行，電氣控制部分一般都很簡(jiǎn)單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問(wèn)題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無(wú)法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等。基于這些問(wèn)題使得這些升降機(jī)械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無(wú)法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線配套使用，也無(wú)法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的發(fā)展，工廠中的自動(dòng)化生產(chǎn)線也越來(lái)越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場(chǎng)地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。
基于上面的現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線上的運(yùn)輸升降機(jī)利用S7-200PLC的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化，使得運(yùn)輸升降機(jī)能夠沿著所設(shè)定的路線運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸升降機(jī)的避障作用，最終運(yùn)輸升降機(jī)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)的到達(dá)車庫(kù)。從而將PLC控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能控制技術(shù)、及機(jī)電一體化技術(shù)集合于一體。
隨著我國(guó)工業(yè)的快速增長(zhǎng)，與之配套的運(yùn)輸升降機(jī)生產(chǎn)制造業(yè)也一路高歌。我國(guó)不但是全球最大的運(yùn)輸升降機(jī)市場(chǎng)，而且形成了全球最強(qiáng)的運(yùn)輸升降機(jī)生產(chǎn)能力。中國(guó)的運(yùn)輸升降機(jī)雖然生產(chǎn)能力第一，甚至出口也第一，但由于缺乏自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，產(chǎn)品的附加價(jià)值不高，利潤(rùn)非常低。國(guó)內(nèi)運(yùn)輸升降機(jī)產(chǎn)量的大部分是被幾大國(guó)際運(yùn)輸升降機(jī)巨頭在中國(guó)的合資工廠所生產(chǎn)的，而這些生產(chǎn)的運(yùn)輸升降機(jī)的核心部件（控制系統(tǒng)）的技術(shù)和版權(quán)又都把握在國(guó)外公司手中，利潤(rùn)基本被國(guó)外公司取走。
隨著奧運(yùn)的到來(lái)，運(yùn)輸升降機(jī)產(chǎn)業(yè)的前景和走勢(shì)也隨著社會(huì)的需求悄然發(fā)生著改變。市場(chǎng)對(duì)新一代的綠色運(yùn)輸升降機(jī)、節(jié)能運(yùn)輸升降機(jī)和智能運(yùn)輸升降機(jī)的需求越來(lái)越旺盛。國(guó)內(nèi)外運(yùn)輸升降機(jī)企業(yè)順應(yīng)市場(chǎng)需要，加大研發(fā)投入，都準(zhǔn)備在未來(lái)新概念運(yùn)輸升降機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機(jī)。2007-2010年期間我國(guó)運(yùn)輸升降機(jī)需求將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，根據(jù)回歸模型對(duì)未來(lái)四年內(nèi)的產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，2007-2010年我國(guó)運(yùn)輸升降機(jī)產(chǎn)量分別為21.36萬(wàn)部、24.31萬(wàn)部、28.66萬(wàn)部和33.41萬(wàn)部。我國(guó)的運(yùn)輸升降機(jī)市場(chǎng)仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。
今后一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸升降機(jī)技術(shù)將向著環(huán)保、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用永磁同步無(wú)齒曳引機(jī)、產(chǎn)業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，面對(duì)日益嚴(yán)峻的市場(chǎng)環(huán)境每個(gè)企業(yè)首先考慮如何生存。要生存下去就必須提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在所能夠改變競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則的因素中，技術(shù)變化屬于最顯著的一種。如何在運(yùn)輸升降機(jī)技術(shù)方面保持領(lǐng)先地位從而保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？國(guó)內(nèi)運(yùn)輸升降機(jī)企業(yè)管理者必須制定一個(gè)企業(yè)運(yùn)輸升降機(jī)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，只有這樣，才可能在競(jìng)爭(zhēng)中不被淘汰。
面對(duì)不斷飛速發(fā)展的社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，讓我們很容易想到這是高速發(fā)展的科技快速發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代科技發(fā)展的主要都會(huì)圍繞著效率以及機(jī)械化。本課題就是利用PLC控制系統(tǒng)控制的生產(chǎn)線上的運(yùn)輸升降機(jī)，可以幫助人工進(jìn)行貨物的運(yùn)送。即可以將生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)產(chǎn)品運(yùn)送進(jìn)倉(cāng)庫(kù)中，這樣可以減少勞動(dòng)力，可以顯著地提高人民的生活水平。
隨著微處理器和微型計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，電子計(jì)算機(jī)已深深介入機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域，誕生了一系列機(jī)、電、計(jì)算機(jī)遺體化的新產(chǎn)品。由于科技的快速發(fā)展，使得那種僅靠手工操作的、低效率生產(chǎn)的道路已不再適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，達(dá)不到人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的產(chǎn)品的需要。因此，智能化的產(chǎn)品已在現(xiàn)在市場(chǎng)占領(lǐng)了一定的市場(chǎng)，并將成為未來(lái)社會(huì)的主流。
通過(guò)本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)過(guò)程，可以了解到在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的基本控制思想。認(rèn)識(shí)到若要達(dá)到所設(shè)計(jì)的目的，不僅要做到知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)，還要綜合考慮所可能遇到的各種情況以及所處的環(huán)境。在運(yùn)行的過(guò)程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結(jié)果。因此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，要全面考慮設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，才能可能達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。
在運(yùn)輸升降機(jī)的設(shè)計(jì)中充分考慮了與自動(dòng)化生產(chǎn)線配套的特點(diǎn)，確保安全的設(shè)計(jì)前提，配置了變頻/工頻可選的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)可以由PLC將故障處電機(jī)轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行。在向升降機(jī)轎箱吊籃內(nèi)輸送產(chǎn)品物件和向外輸出產(chǎn)品物件時(shí)，可以通過(guò)PLC智能化判斷進(jìn)出口擁堵情況，可以在步進(jìn)主程序中添加自動(dòng)正反轉(zhuǎn)進(jìn)出口電機(jī)程序，這樣可以在生產(chǎn)過(guò)程中減少不必要的停機(jī)次數(shù)，也減少認(rèn)為干預(yù)的次數(shù)，整個(gè)系統(tǒng)的智能化程度很高。
同時(shí)由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變頻和工頻正反轉(zhuǎn)冗余設(shè)計(jì)，可以使得系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)需要將產(chǎn)品從一樓運(yùn)向二樓，也可以把產(chǎn)品從二樓運(yùn)向一樓。
在PLC選型上采用西門子S7-200 CPU226，其強(qiáng)大的功能和良好的擴(kuò)展性能，使得運(yùn)輸升降機(jī)可以實(shí)現(xiàn)兩層以上的樓層擴(kuò)展。在機(jī)械系統(tǒng)上只需要擴(kuò)展PLC模塊和增加交流接觸器的數(shù)量，外部安全元?dú)饧?，和外部感?yīng)元件等即可，不需要增加變頻器數(shù)量。步進(jìn)程序的擴(kuò)展也很方便。
工藝流程和樓層增減可以在西門子PLC中完成生產(chǎn)配方，極為方便地完成與多樓層，多種生產(chǎn)工藝配套。
強(qiáng)大的通訊功能，設(shè)計(jì)中選用了西門子S7-200 226 PLC，其強(qiáng)大的通訊功能，能使得自動(dòng)升降機(jī)設(shè)備可以與生產(chǎn)線設(shè)備很容易地成為一個(gè)整體，成為自動(dòng)化生產(chǎn)線地有機(jī)的一部分。包括變頻器地速度給定，自動(dòng)運(yùn)行，故障時(shí)請(qǐng)求生產(chǎn)線減速或停機(jī)等功能
人性化地設(shè)計(jì)，設(shè)備采用了TP170A西門子彩色觸摸屏,全中文顯示，方便操作和設(shè)備維護(hù)。強(qiáng)大的后臺(tái)管理功能，可以記錄生產(chǎn)情況和故障情況。
在本設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)中，升降機(jī)入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)用于將生產(chǎn)線上的產(chǎn)品向升降機(jī)內(nèi)或升降機(jī)外傳送。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機(jī)構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。轎箱升降機(jī)構(gòu)用于提升升降機(jī)轎箱或下降升降機(jī)轎箱。升降機(jī)廳門安全機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱升降過(guò)程中關(guān)閉升降機(jī)井廳門入口，防止安全事故發(fā)生。升降電機(jī)安全抱閘機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)抱住升降電機(jī)主軸，防止升降機(jī)轎箱在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生上下滑動(dòng)，避免由此而產(chǎn)生的安全事故。
運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)分為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個(gè)工作狀態(tài)相互獨(dú)立彼此分開。當(dāng)升降升降機(jī)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，要求檢修操作盒的所有按鈕無(wú)效，同樣當(dāng)設(shè)備處于檢修狀態(tài)下時(shí)要求來(lái)自系統(tǒng)外部的控制信號(hào)無(wú)效，此時(shí)系統(tǒng)只能通過(guò)檢修手動(dòng)盒點(diǎn)動(dòng)檢修。
在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求升降機(jī)能夠?qū)⒁粚訕堑漠a(chǎn)品自動(dòng)的傳送到另外一層樓的生產(chǎn)輸送帶上，并自動(dòng)返回到出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)工作周期。這個(gè)過(guò)程當(dāng)中要求PLC能根據(jù)外部生產(chǎn)線的速度自動(dòng)調(diào)節(jié)升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。要求升降機(jī)的轎箱能夠準(zhǔn)確平層，能夠判斷進(jìn)出口堵塞情況的發(fā)生，能夠自動(dòng)的連續(xù)點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)，以自動(dòng)消除進(jìn)出口的堵塞現(xiàn)象，減少不必要的停機(jī)發(fā)生。
希望在不久的將來(lái)這種簡(jiǎn)易的底成本的自動(dòng)化運(yùn)輸機(jī)將可能廣泛地應(yīng)用于工廠生產(chǎn)線上，為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率作出貢獻(xiàn)。
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