基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)含5張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip
基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)含5張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip,基于,PLC,液壓,混凝土,輸送,電氣,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì),CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要混凝土泵是通過(guò)專用管道依靠壓力輸送符合施工和泵送條件的混凝土到施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑施工機(jī)械,它能一次連續(xù)地完成水平輸送和垂直輸送,具有高效的工作效率和方便的移動(dòng)功能。本文在深入地分析和研究混凝土泵控制系統(tǒng)的功能和要求后,采用PLC對(duì)混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),控制三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別實(shí)現(xiàn)混凝土輸送泵的主油泵電機(jī)和風(fēng)冷電機(jī)啟/??刂埔约跋到y(tǒng)的潤(rùn)滑工作;通過(guò)控制其液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥的通斷,實(shí)現(xiàn)使液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)泵的正泵、反泵運(yùn)行;主油缸前進(jìn)、后退控制及點(diǎn)動(dòng)等控制。在實(shí)現(xiàn)近程、遠(yuǎn)程控制的同時(shí),并對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種S管的擺動(dòng)和主油缸的動(dòng)作實(shí)行“步步到位”的新型控制模式。實(shí)踐證明,基于PLC的混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)工作效率,具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞:PLC;混凝土泵;程序控制Design of Electrical Control System For Hydraulic Crete Delivery Pump Based on PLCABSTRACTThe concrete pump is a building construction machinery through a dedicated pipeline to transmission concrete meet the construction and pumping conditions to the construction site rely on pressure, it can transport the concrete with horizontal and vertical continuously, with high efficiency and convenient mobility features. This paper under detailed analysis and research of functions and requirements of the concrete pump control system, use PLC to design the concrete pump electrical control system, control three asynchronous motor to respectively realize on / off control of the oil pump motor and air-cooled motor of concrete pump and the lubrication of system; By controlling the electromagnetic valve on-off of hydraulic system, realize to making the drive pump of hydraulic system positive pump and negative pump run; forward control and back control of the master cylinder, and jog and other controls. While short-range and remote controlling, realize a new control mode to the control system that an S pipe swing and master cylinder moves to implement step by step in place. It is proved that the design of hydraulic concrete pump electrical control system based on PLC improve the efficiency of the system, it has a good value of engineering applications.Key words: PLC; Concrete pump; Program control目 錄1 緒論11.1 課題意義及目的11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及論證32.1 繼電器控制系統(tǒng)32.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)32.3 PLC控制系統(tǒng)43 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 混凝土輸送泵原理53.2 PLC工作原理63.2.1 PLC的基本概念63.2.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)73.2.3 PLC的工作原理83.3 總控制線路及I/O地址分配94 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)124.1 PLC程序設(shè)計(jì)124.1.1 電機(jī)Y-換接啟動(dòng)及停機(jī)控制124.1.2 正泵運(yùn)行和反泵運(yùn)行控制134.1.3 主油缸前進(jìn)點(diǎn)動(dòng)、后退點(diǎn)動(dòng)控制144.1.4攪拌軸液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制144.1.5主油缸液壓系統(tǒng)的加載和卸載控制154.1.6S管擺閥“步步到位”的控制154.1.7遠(yuǎn)控急停控制164.2 系統(tǒng)調(diào)試175 總結(jié)與展望18參考文獻(xiàn)19致謝20附錄A 程序梯形圖21附錄B 語(yǔ)句表23 1 緒論1.1 課題意義及目的混凝土輸送泵是利用管道輸送混凝土的一種設(shè)備,在高層或超高層建筑工程中常用其進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸。為了進(jìn)一步提高泵送作業(yè)的自動(dòng)化水平,提高其工作可靠性。本設(shè)計(jì)用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制來(lái)設(shè)計(jì)混凝土輸送泵控制系統(tǒng),用三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別實(shí)現(xiàn)混凝土輸送泵的主油泵電機(jī)和風(fēng)冷電機(jī)啟/??刂埔约跋到y(tǒng)的潤(rùn)滑工作;通過(guò)控制其液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥的通斷,實(shí)現(xiàn)使液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)泵正泵、反泵運(yùn)行;主油缸前進(jìn)、后退控制及點(diǎn)動(dòng)等控制?;炷帘檬且环N集機(jī)電液一體化的高科技產(chǎn)品,使其電控系統(tǒng)具有較高的先進(jìn)性和自動(dòng)化程度,降低系統(tǒng)的故障率。在現(xiàn)代建筑施工中,尤其是在建造高層建筑、高架公路、橋梁、堤壩及地下工程方面,混凝土泵以其機(jī)動(dòng)、靈活、高效等特點(diǎn),已經(jīng)成為不可缺少的重要施工設(shè)備。本課題的研究將具有很好的工程實(shí)際意義1。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1903年德國(guó)建成世界上第一個(gè)預(yù)拌商品混凝土工廠。20世紀(jì)80年代,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等預(yù)拌混凝土的供應(yīng)量,已經(jīng)達(dá)到全部的60%-80%。預(yù)拌混凝土的應(yīng)用數(shù)量和比重,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的混凝土生產(chǎn)工業(yè)化水平。商品混凝土與混凝土機(jī)械密不可分,是混凝土機(jī)械銷量預(yù)測(cè)模型中的核心指標(biāo)。從商品混凝土和混凝土機(jī)械的發(fā)展情況來(lái)看,隨著商品混凝土銷量不斷上升,混凝土機(jī)械的年銷量也屢創(chuàng)新高。從混凝土的成本和費(fèi)用來(lái)看,在2007年行業(yè)頂峰時(shí),泵車每方泵送凈賺12-15元,拖泵每方泵送凈賺9元,基本一年左右就能回收成本,且還有40%的設(shè)備殘值。目前泵車的泵送價(jià)格并未大幅下滑,但泵送量急劇減少(華東地區(qū)商品混凝土2009年1季度銷量下滑40%),使得設(shè)備的投資回收年限延長(zhǎng)至三年,使得很多個(gè)人投資者放棄新機(jī)購(gòu)買。若僅從泵送機(jī)械的保有量來(lái)看,基本可以覆蓋2009年商品混凝土的需求。但目前泵送機(jī)械依然存在新增需求,主要來(lái)自幾方面:中西部的基建大幅上馬,對(duì)設(shè)備有一定的需求,但東部和南部閑置機(jī)械游走會(huì)對(duì)中西部的需求帶來(lái)一定的沖擊;基建采購(gòu)方的利益驅(qū)動(dòng)和泵送施工周期的不確定性帶來(lái)對(duì)新機(jī)的需求2,3。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始探索開(kāi)發(fā)混凝土泵,80年代引進(jìn)技術(shù)開(kāi)始制造混凝土泵,但真正意義上的國(guó)產(chǎn)混凝土泵制造應(yīng)該從1993年中聯(lián)重科的前身中聯(lián)公司成立開(kāi)始。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的混凝土泵生產(chǎn)國(guó)。2007年泵車銷售約3000臺(tái),拖泵約為6500臺(tái)。雖然中國(guó)混凝土泵最初引進(jìn)過(guò)日本的技術(shù),但真正成功的產(chǎn)品是借鑒歐洲技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的。目前以三一重工、中聯(lián)重科為代表的制造商所生產(chǎn)的混凝土泵已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平,但眾多的混凝土泵制造企業(yè)還存在著產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重、技術(shù)創(chuàng)新能力較差、低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。創(chuàng)新是企業(yè)生命之源,混凝土泵的技術(shù)創(chuàng)新大有文章可做。另外,應(yīng)該看到中國(guó)的混凝土機(jī)械經(jīng)過(guò)十幾年的高速發(fā)展,未來(lái)前景仍然非常樂(lè)觀,這也為混凝土泵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了廣闊的舞臺(tái)46。在未來(lái),混凝土泵的發(fā)展主要方向是:提高主機(jī)性能和作業(yè)效率,降低使用成本,提高舒適性以及適應(yīng)法規(guī)要求。中國(guó)城鎮(zhèn)化率不到45%,未來(lái)十幾年,中國(guó)的城鎮(zhèn)化率將以每年1個(gè)百分點(diǎn)的速度提高。發(fā)達(dá)國(guó)家的城鎮(zhèn)化率約為80%左右。中國(guó)要達(dá)到65%左右的比較符合中國(guó)國(guó)情的城鎮(zhèn)化率至少還需1520年的時(shí)間。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,許多大的工程建設(shè)項(xiàng)目相繼開(kāi)工,市場(chǎng)對(duì)混凝土機(jī)械的需求將呈猛增勢(shì)態(tài)。目前一些大中城市的商品混凝土使用率已經(jīng)達(dá)到較高的水平,但國(guó)內(nèi)平均商品混凝土使用率約為20%30%,與發(fā)達(dá)國(guó)家70%80%的水平有較大差距,因此商品混凝土行業(yè)未來(lái)一段時(shí)期將保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。混凝土機(jī)械的使用也正在從大中城市延伸到小城鎮(zhèn),從東部沿海成熟地區(qū)延伸到中西部大開(kāi)發(fā)地區(qū)。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)形成了比較完善的混凝土機(jī)械工業(yè),中國(guó)一些優(yōu)秀的混凝土泵企業(yè)已經(jīng)走向世界。由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品性能的不斷提高,可以預(yù)計(jì),中國(guó)成為世界頭號(hào)混凝土泵出口大國(guó)指日可待4,7。2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及論證2.1 繼電器控制系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,無(wú)論是過(guò)程控制系統(tǒng)還是傳動(dòng)控制系統(tǒng),都采用了大量的繼電器接觸器自動(dòng)控制系統(tǒng),可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的,是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯,只能完成既定的邏輯控制。繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制,工作頻率低,毫秒級(jí),機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。由于該控制系統(tǒng)是固定接線,通用性和靈活性差,又由于采用有觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)工作,觸點(diǎn)容易損壞,可靠性差,并且出現(xiàn)故障時(shí),排除較難,也不易于系統(tǒng)更新?lián)Q代。另外,在延時(shí)控制方面,繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制,而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高,受環(huán)境影響大,調(diào)整時(shí)間困難8,9。2.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)單片機(jī)控制系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器、總線、輸入輸出接口等微機(jī)系統(tǒng)組成,采用集成電路技術(shù)集成在一片硅基片上,由于單片計(jì)算機(jī)體積很小,功能強(qiáng),因而廣泛用于電子設(shè)備中作控制器之用。單片機(jī)是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī),在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制,需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計(jì)算機(jī)的(比如家用PC)的主要區(qū)別。較繼電器控制系統(tǒng)它是程序控制方式,沒(méi)有接觸點(diǎn),但是維護(hù)、使用需要有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí),程序設(shè)計(jì)較難,系統(tǒng)更新?lián)Q代周期長(zhǎng)。雖然從成本講用單片機(jī)系統(tǒng)較PLC便宜,但是從檢修角度講用PLC更方便,因?yàn)閱纹瑱C(jī)對(duì)人的要求較高,需要懂單片機(jī)相關(guān)編程語(yǔ)言的人才能進(jìn)行維護(hù)檢修,而且一般人就是會(huì)編程語(yǔ)言也不容易讀懂。另外,單片機(jī)硬件需要人工設(shè)計(jì)、焊接,這需要設(shè)計(jì)人員具有較強(qiáng)的電子技術(shù)技能,并且硬件電路抗干擾能力較差,電路中導(dǎo)通電阻大,器件易發(fā)燙燒毀,還有電磁輻射污染10。2.3 PLC控制系統(tǒng)PLC由CPU、存儲(chǔ)器等微機(jī)系統(tǒng)組成,它是程序控制方式,沒(méi)有接觸點(diǎn),串行方式,成品組裝,可靠性極強(qiáng),安裝、使用、維護(hù)、維修方便,易于系統(tǒng)更新?lián)Q代。PLC采用存儲(chǔ)邏輯,其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中,要改變控制邏輯,只需改變程序即可,稱為軟接線。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,速度快,達(dá)到微秒級(jí),嚴(yán)格同步,無(wú)抖動(dòng)。在延遲控制方面,PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器,時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生,精度高,調(diào)整時(shí)間方便,并且不受環(huán)境影響。在檢修方面,PLC是通用控制器,懂得人很多,檢修調(diào)試都方便,一般很快就能知道故障出在哪里,故障停機(jī)時(shí)間短8,10。綜上所述,PLC對(duì)比于繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)觸點(diǎn)、精確度高、控制系統(tǒng)靈活方便,并且不容易出現(xiàn)故障,即使有故障也較容易發(fā)現(xiàn)及排除。單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)比于繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和PLC基本上一致,但是本次設(shè)計(jì)所需要的輸入輸出點(diǎn)較多,如用單片機(jī)控制則需要加入擴(kuò)展電路,使設(shè)計(jì)復(fù)雜化,而使PLC的CPU 226型號(hào),其輸入接口有24個(gè),輸出接口有16個(gè),足夠本次設(shè)計(jì)所用,因此本次設(shè)計(jì)采用PLC對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制的混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 混凝土輸送泵原理拖式混凝土輸送泵的基本結(jié)構(gòu)如圖3.1所示,它是在汽車底盤上設(shè)計(jì)安裝的一套混凝土輸送液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備采用液壓驅(qū)動(dòng)活塞式混凝土輸送泵輸送混凝土。這種混凝土輸送設(shè)備被廣泛地應(yīng)用在基本建設(shè)工地上輸送混凝土,特別是用于大型施工工地的混凝土輸送作業(yè),可大大的減輕施工工地混凝土輸送的繁重體力勞動(dòng),提高施工進(jìn)度和工作效率。這種輸送設(shè)備可縱向、橫向、垂直三坐標(biāo)遠(yuǎn)距離輸送混凝土;可自行控制輸送距離,操作方便,具有自動(dòng)卸載保護(hù)能力,安全可靠性能高等特點(diǎn)1。 1配管總成 2料斗 3攪拌機(jī)構(gòu) 4擺閥機(jī)構(gòu) 5油箱與機(jī)身 6主輔油泵 7潤(rùn)滑系統(tǒng) 8電控系統(tǒng) 9電機(jī) 10導(dǎo)向輪 11活動(dòng)支架 12冷卻系統(tǒng) 13輸送缸 14底架 15主油缸 圖3.1 混凝土泵的基本結(jié)構(gòu)圖混凝土輸送泵的工作原理簡(jiǎn)如圖3.2所示,圖中為混凝土輸送的正泵過(guò)程。主油缸1的活塞在液壓油的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng),一活塞前進(jìn),另一活塞后退,使與之相連的輸送缸2活塞也作一個(gè)前進(jìn)、一個(gè)后退的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。輸送缸2的進(jìn)、出口3與料斗相通,S管4的一端與輸送管道相連,另一端在擺閥油缸5的作用下,由擺臂6撥動(dòng)作左右擺動(dòng),分別與輸送缸2的出口連通。在主油泵的壓力油作用下,主油缸左的活塞前進(jìn),同時(shí)也帶動(dòng)輸送缸左的活塞前進(jìn),推動(dòng)輸送缸中混凝土通過(guò)S管進(jìn)入輸送管道。而料斗里的混凝土被輸送缸右不斷后退的活塞吸入輸送缸,當(dāng)主油缸中的活塞前進(jìn)、后退到位以后,控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào),使擺閥油缸換向,即使S管與輸送缸右的出料口相連,換向到位以后,發(fā)出信號(hào),使主油缸換向,推動(dòng)主油缸右邊活塞前進(jìn),左邊活塞后退。上一輪吸進(jìn)輸送缸右中的混凝土被推入S管道,同時(shí)輸送缸左吸料。如此反復(fù)動(dòng)作以完成混凝土的泵送11,12。反泵時(shí),通過(guò)反泵操作使吸入行程的輸送缸與S管連通,使外在推送行程的輸送缸與料斗連通,從而將堵塞在管道中的混凝土泵送回料斗,達(dá)到排堵得目的。1主油缸 2輸送缸 3料斗進(jìn)口 4S管 5擺閥油缸 6擺臂 7接近開(kāi)關(guān)圖3.2 混凝土輸送泵的工作原理圖3.2 PLC工作原理3.2.1 PLC的基本概念可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱PLC,它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆,所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC8。3.2.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,如圖3.3所示:輸入信號(hào)存儲(chǔ)器CPU部分電源輸入部分輸出部分系統(tǒng)總線輸出信號(hào)號(hào)圖3.3 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖圖圖F0A中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映像區(qū),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映像區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行8。 B存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 C電源 PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去9。3.2.3 PLC的工作原理當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映像區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映像區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入13。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映像區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映像區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用14,15。(三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映像區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出14,15。 3.3 總控制線路及I/O地址分配電控系統(tǒng)主電路如圖3.4所示,QF1為刀開(kāi)關(guān),M1為主電動(dòng)機(jī),由接觸器KM1和KM2控制其Y形啟動(dòng)和形運(yùn)行,F(xiàn)R1、FR2、FR3為熱繼電器,F(xiàn)U1為熔斷器,PV、PA分別是電壓表和電流表,M2、M3分別為潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的控制電機(jī),分別由KM3、KM4控制其啟動(dòng)和停止??刂葡到y(tǒng)供電與系統(tǒng)總停電路如圖3.5所示,其主要為控制系統(tǒng)提供220V的交流電和24V的直流電,其中FU2FU5為熔斷器,F(xiàn)R1FR3為熱繼電器常閉觸點(diǎn),當(dāng)有電機(jī)過(guò)載運(yùn)行時(shí),相應(yīng)的熱繼電器動(dòng)作使其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),控制系統(tǒng)斷電;SB2為系統(tǒng)供電按鈕,當(dāng)按下SB2時(shí),繼電器KA1通電,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,形成自鎖功能,并向控制系統(tǒng)供電,當(dāng)按下SB1按鈕時(shí),控制系統(tǒng)停止供電;KA2為急??刂评^電器的常閉觸點(diǎn),當(dāng)按下急停按鈕時(shí),繼電器KA2通電,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使控制系統(tǒng)斷電,無(wú)法控制電機(jī)工作8,9。本設(shè)計(jì)所選用的PLC型號(hào)為西門子的S7-200,根據(jù)混凝土泵的工作要求和考慮安全保護(hù)性,另根據(jù)I/O接口的數(shù)量,在不需要擴(kuò)展模塊的情況下,選用CPU226模塊最為合適,CPU226模塊有24個(gè)輸入口和16個(gè)輸出口,足夠本次設(shè)計(jì)使用。I/O地址分配表如表3-1,系統(tǒng)I/O接線如圖3.6所示。圖3.4 主電路圖圖3.5 控制系統(tǒng)供電與系統(tǒng)總停電路表3-1 I/O地址分配表輸入部分輸出部分急停按鈕SB3I0.0電機(jī)Y形啟動(dòng)KM1Q0.0電機(jī)啟動(dòng)按鈕SB4I0.1電機(jī)形運(yùn)行KM2Q0.1電機(jī)停止按鈕SB5I0.2潤(rùn)滑系統(tǒng)KM3Q0.2遠(yuǎn)程控制按鈕SB6I0.3冷卻系統(tǒng)KM4Q0.3正泵啟動(dòng)按鈕SB7I0.4電磁溢流閥DT1Q0.4正泵停止按鈕SB8I0.5電磁換向閥DT2Q0.5反泵啟動(dòng)按鈕SB9I0.6電磁換向閥DT3Q0.6反泵停止按鈕SB10I0.7電磁換向閥DT4Q0.7攪拌反轉(zhuǎn)壓力繼電器SP1I1.0電磁換向閥DT5Q1.0主油缸左接近開(kāi)關(guān)SQ1I1.1電磁換向閥DT6Q1.1主油缸右接近開(kāi)關(guān)SQ2I1.2正泵運(yùn)行燈L1Q1.2S管左接近開(kāi)關(guān)SQ3I1.3反泵運(yùn)行燈L2Q1.3S管右接近開(kāi)關(guān)SQ4I1.4電機(jī)運(yùn)行燈L3Q1.4主油缸點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)SB11I1.5遠(yuǎn)程控制燈L4Q1.5主油缸點(diǎn)動(dòng)后退SB12I1.6急停繼電器KA2Q1.6 圖3.6 系統(tǒng)I/O接線圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 PLC程序設(shè)計(jì)用戶軟件設(shè)計(jì)過(guò)程即是編寫程序的過(guò)程,PLC的控制功能都是以程序的形式來(lái)體現(xiàn)的,程序設(shè)計(jì)主要采用邏輯設(shè)計(jì)法,PLC的編程語(yǔ)言一般有梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖塊等幾種。梯形圖是一種圖形語(yǔ)言,它沿用了繼電器的觸點(diǎn)和線圈等符號(hào)。它是以繼電器控制系統(tǒng)的電氣原理圖的基礎(chǔ)演變而來(lái)的,易于初學(xué)者使用,圖形表示易于理解,而且全世界通用,使用方便,修改靈活。本次設(shè)計(jì)采用梯形圖作為編程語(yǔ)言9,10。4.1.1 電機(jī)Y-換接啟動(dòng)及停機(jī)控制圖4.1 電機(jī)Y-啟動(dòng)及停機(jī)控制梯形圖電機(jī)Y-換接啟動(dòng)及停機(jī)控制的程序梯形圖如圖4.1所示,見(jiàn)圖3.4和圖3.6,當(dāng)按下電機(jī)啟動(dòng)按鈕SB4時(shí),即I0.1閉合,使Q0.0得電,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合形成自鎖,接觸器KM1線圈通電,主電機(jī)Y形啟動(dòng),同時(shí)定時(shí)器T33開(kāi)始計(jì)時(shí),10秒后T33常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使Q0.0斷電,T33常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使Q0.1得電,并形成自鎖,接觸器KM2線圈通電,主電機(jī)形運(yùn)行。同時(shí)Q1.4得電,顯示燈L3亮,表示電機(jī)運(yùn)行,定時(shí)器T37開(kāi)始計(jì)時(shí),60秒后T37常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使Q0.2和Q0.3得電,接觸器KM3和KM4線圈通電,冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)開(kāi)始工作。當(dāng)按下電機(jī)停止按鈕SB5時(shí),即I0.2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),電機(jī)停止運(yùn)行。由圖4.1可以看出,Q0.0得電時(shí)Q0.1必然斷電,同理,Q0.1得電時(shí)Q0.0也必然斷電,它們相互形成互鎖功能。4.1.2 正泵運(yùn)行和反泵運(yùn)行控制正泵運(yùn)行和反泵運(yùn)行控制梯形圖如圖4.2所示,結(jié)合圖3.6,當(dāng)按下正泵啟動(dòng)按鈕SB7時(shí),即I0.4閉合,使中間繼電器M0.4得電,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,形成自鎖,見(jiàn)圖4.6,M0.4閉合使Q0.5和 Q0.6得電,也即電磁換向閥DT2和DT3通電,使系統(tǒng)正泵運(yùn)行,同時(shí)Q1.2得電,顯示燈L1亮,表示系統(tǒng)正泵運(yùn)行;按下正泵停止按鈕SB8時(shí),即I0.5常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),正泵運(yùn)行停止。當(dāng)按下反泵啟動(dòng)按鈕SB9時(shí),即I0.6閉合,使中間繼電器M0.5得電,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,形成自鎖,M0.5閉合使Q0.7和Q1.0得電,也即電磁換向閥DT4和DT5通電,使系統(tǒng)反泵運(yùn)行,同時(shí)Q1.3得電,顯示燈L2亮,表示系統(tǒng)反泵運(yùn)行;按下反泵停止按鈕SB10時(shí),即I0.7常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),反泵運(yùn)行停止。圖4.2 正泵運(yùn)行和反泵運(yùn)行控制梯形圖 圖4.2中M0.5常閉觸點(diǎn)在M0.4前面的作用是,當(dāng)反泵運(yùn)行時(shí),正泵運(yùn)行的控制不起作用,也即反泵運(yùn)行優(yōu)先級(jí)高于正泵運(yùn)行。這種控制功能可以在混凝土輸送管路出現(xiàn)輕微堵塞時(shí)使用,正泵運(yùn)行時(shí)若發(fā)現(xiàn)堵塞,可以直接按下反泵運(yùn)行按鈕(不必先按正泵停止),泵立即由正泵運(yùn)行變?yōu)榉幢眠\(yùn)行,一般進(jìn)行12個(gè)反泵循環(huán)就能排除堵塞。然后按下反泵停止按鈕,泵立即恢復(fù)正泵運(yùn)行。4.1.3 主油缸前進(jìn)點(diǎn)動(dòng)、后退點(diǎn)動(dòng)控制主油缸前進(jìn)點(diǎn)動(dòng)、后退點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖如圖4.3所示,圖中串聯(lián)有M0.4和M0.5常閉觸點(diǎn),表示只有在正泵和反泵都停止時(shí),主油缸點(diǎn)動(dòng)控制才能起作用,I1.5和I1.6形成互鎖功能。見(jiàn)圖3.6和圖4.6,當(dāng)按下點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)按鈕SB11時(shí),即I1.5閉合,使中間繼電器M0.6得電,M0.6常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使Q0.5、Q0.6、Q0.7得電,也即電磁換向閥DT2、DT3、DT4通電,使主油缸前進(jìn)運(yùn)動(dòng);松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)按鈕SB11后,停止主油缸前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按下點(diǎn)動(dòng)后退按鈕SB12時(shí),即I1.6閉合,使中間繼電器M0.7得電,M0.7常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使Q1.0得電,也即電磁換向閥DT5通電,使主油缸后退運(yùn)動(dòng);松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)后退按鈕SB12后,停止主油缸后退運(yùn)動(dòng)。圖4.3 主油缸前進(jìn)點(diǎn)動(dòng)、后退點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖4.1.4 攪拌軸液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制 圖4.4 攪拌軸液壓馬達(dá) 圖4.5 主油缸液壓系統(tǒng) 正反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制梯形圖 加載和卸載控制梯形圖攪拌軸液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制梯形圖如圖4.4所示,見(jiàn)圖3.6,通常情況下,壓力繼電器SP1的常開(kāi)觸頭是斷開(kāi)的,當(dāng)攪拌軸卡住時(shí),攪拌軸液壓油路的壓力就會(huì)升高,使壓力繼電器的常開(kāi)觸頭閉合,即I1.0閉合,使M1.0得電,并形成自鎖,Q1.1得電,也即電磁換向閥DT6通電,泵的攪拌軸反轉(zhuǎn)。同時(shí)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),10秒后T34常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使M1.0和Q1.1斷電,泵的攪拌軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。4.1.5 主油缸液壓系統(tǒng)的加載和卸載控制主油缸液壓系統(tǒng)加載和卸載控制梯形圖如圖4.5所示,系統(tǒng)正泵運(yùn)行、反泵運(yùn)行、主油缸前進(jìn)、后退時(shí),主油缸液壓系統(tǒng)必須加載;而不進(jìn)行上述動(dòng)作時(shí),主油缸液壓系統(tǒng)應(yīng)該卸載。在圖4.5中M0.4為正泵運(yùn)行中間繼電器,M0.5為反泵運(yùn)行中間繼電器,M0.6、M0.7分別為主油缸點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)、后退中間繼電器,因此,只要有上述動(dòng)作時(shí),都可使Q0.4得電,也即電磁溢流閥DT1通電,主油缸液壓系統(tǒng)加載。當(dāng)系統(tǒng)都沒(méi)有上述動(dòng)作時(shí),四個(gè)中間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)都是斷開(kāi)的,因而電磁溢流閥DT1斷電,主油缸液壓系統(tǒng)卸載。4.1.6 S管擺閥“步步到位”的控制S管擺閥“步步到位”的控制梯形圖如圖4.6所示,見(jiàn)圖3.2和圖3.6,在正泵過(guò)程中,主油缸左邊活塞向前推進(jìn),同時(shí)主油缸右邊活塞向后推進(jìn)。未到達(dá)頂端的過(guò)程中,主油缸左接近開(kāi)關(guān)SQ1斷開(kāi),S管左接近開(kāi)關(guān)SQ3閉合,因此I1.1常閉觸點(diǎn)保持閉合狀態(tài),I1.3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使Q0.5得電,也即電磁換向閥DT2通電,DT2通電使主油缸左邊活塞繼續(xù)向前推進(jìn),當(dāng)?shù)竭_(dá)頂端時(shí),接近開(kāi)關(guān)SQ1閉合,即I1.1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使Q0.5斷電,活塞停止前進(jìn)。這時(shí)S管閥向右擺,到達(dá)右邊時(shí),S管右接近開(kāi)關(guān)SQ4閉合,I1.4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,并且主油缸右接近開(kāi)關(guān)SQ2處于斷開(kāi)狀態(tài),因此Q0.6得電,也即電磁換向閥DT3通電,DT3通電使主油缸右邊活塞向前推進(jìn),到達(dá)頂端時(shí),接近開(kāi)關(guān)SQ2閉合,使Q0.6斷電,活塞停止前進(jìn)。S管閥向左擺,如此循環(huán)使系統(tǒng)正泵運(yùn)行。圖4.6 S管擺閥“步步到位”的控制梯形圖同理,在反泵的過(guò)程中,S管在右邊并且主油缸左接近開(kāi)關(guān)SQ1處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí),I1.4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,I1.1常閉觸點(diǎn)保持閉合,Q0.7得電,也即電磁換向閥DT4通電,DT4通電使主油缸左邊活塞向前推進(jìn),到達(dá)頂端時(shí),Q0.7斷電,活塞停止前進(jìn)。這時(shí)S管閥向左擺,到達(dá)左邊時(shí),S管接近開(kāi)關(guān)SQ3閉合,I1.3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,并且主油缸右接近開(kāi)關(guān)SQ2處于斷開(kāi)狀態(tài),因此Q0.7得電,也即電磁換向閥DT5通電,DT5通電使主油缸右邊活塞向前推進(jìn),到達(dá)頂端時(shí),接近開(kāi)關(guān)SQ2閉合,使Q0.7斷電,活塞停止前進(jìn)。S管閥向右擺,如此循環(huán)使系統(tǒng)反泵運(yùn)行。4.1.7 遠(yuǎn)控急??刂七h(yuǎn)控急??刂铺菪螆D如圖4.7所示,見(jiàn)圖3.5和圖3.6,在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下,當(dāng)按下遠(yuǎn)程控制按鈕SB6時(shí),即I0.3閉合, 使M0.3得電,并形成自鎖,同時(shí)Q1.5得電,顯示燈L4亮,表示可以遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。在遠(yuǎn)程控制狀態(tài)下,當(dāng)按下急停按鈕SB3時(shí),Q1.6得電,使繼電器KA2線圈通電,在圖3.5中,繼電器KA2常閉觸頭斷開(kāi),控制系統(tǒng)供電停止,電機(jī)無(wú)法運(yùn)行。圖4.7 遠(yuǎn)控急停控制梯形圖4.2 系統(tǒng)調(diào)試本次設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試,實(shí)驗(yàn)室所提供的設(shè)備有西門子的S7-200PLC試驗(yàn)箱,混凝土輸送所需的機(jī)械設(shè)備以及個(gè)人電腦一臺(tái)。經(jīng)初步接線檢查后,運(yùn)行STEP 7-MicroWIN軟件,新建項(xiàng)目,拷貝程序到項(xiàng)目中,開(kāi)始運(yùn)行程序。程序及數(shù)據(jù)下載線采用的是USB接線,開(kāi)始時(shí)因?yàn)闆](méi)有接好,系統(tǒng)檢測(cè)不到外部設(shè)備,無(wú)法載入程序,重新檢查并換了一條USB接線接上,系統(tǒng)終于運(yùn)行成功。觀察混凝土輸送情況,以及各個(gè)按鈕的功能檢測(cè),經(jīng)過(guò)觀察檢測(cè),整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)基本符合要求,能基本完成混凝土的輸送和排堵。5 總結(jié)與展望畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一種綜合應(yīng)用,是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過(guò)程,這一過(guò)程有助于培養(yǎng)我的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立工作能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),用三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別實(shí)現(xiàn)混凝土輸送泵的主油泵電機(jī)和風(fēng)冷電機(jī)啟/??刂埔约跋到y(tǒng)的潤(rùn)滑工作;通過(guò)控制液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥的通斷,實(shí)現(xiàn)使液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)泵正泵、反泵運(yùn)行;主油缸點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)、點(diǎn)動(dòng)后退控制等。在導(dǎo)師的建議下,本次設(shè)計(jì)還加入了S管閥與主油缸動(dòng)作步步到位的控制,讓混凝土輸送更加有效率,避免了在輸送過(guò)程中因?yàn)閿[閥沒(méi)有到位而使混凝土溢出的情況。經(jīng)過(guò)與老師多次討論和修改之后,基本上完成了符合以上要求的控制系統(tǒng)。當(dāng)然還有不足的地方,因?yàn)榧尤肓瞬讲降轿坏目刂?,在點(diǎn)動(dòng)控制的時(shí)候就有不足,步步到位的控制都是在主油缸沒(méi)有前進(jìn)到頂端的時(shí)候開(kāi)始才能保證運(yùn)行,但就在主油缸到達(dá)頂端的臨界點(diǎn)時(shí),按下點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)的按鈕是無(wú)效的。這一點(diǎn)也體現(xiàn)出了我的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的缺陷,對(duì)于這點(diǎn),可以在主油缸的兩個(gè)前端分別再加入兩個(gè)接近開(kāi)關(guān),這樣在點(diǎn)動(dòng)控制中就沒(méi)有在臨界點(diǎn)時(shí)控制無(wú)效的情況發(fā)生。另外,在遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)部分也有不足,當(dāng)按下遠(yuǎn)程控制按鈕時(shí),它便形成了自鎖,沒(méi)有遠(yuǎn)程控制的停止按鈕,因此當(dāng)按下遠(yuǎn)程控制時(shí),在整個(gè)過(guò)程中就會(huì)一直可以遠(yuǎn)程控制。而且遠(yuǎn)程控制觸發(fā)是按鈕的形式,在遠(yuǎn)程控制時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)近程的控制,在一定程度上會(huì)有近程控制與遠(yuǎn)程控制的沖突問(wèn)題。對(duì)于這點(diǎn)可以再加入一個(gè)遠(yuǎn)程控制的停止按鈕,或者加入優(yōu)先級(jí)的控制就能解決。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),我感到自己應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力有了很大的提高,我想,通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),到了工作單位后,我將能夠更快的適應(yīng)工作崗位和工作要求。我對(duì)自己充滿了信心,總之,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我而言是受益匪淺的。參考文獻(xiàn)1 張國(guó)中現(xiàn)代混凝土泵車及施工應(yīng)用技術(shù)M北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,20042 吳佩剛高強(qiáng)混凝土及其應(yīng)用M北京:清華大學(xué)出版社,19923 吳成材冷處理鋼筋的抗壓性能與包興格效應(yīng)J土木工程學(xué)報(bào),1963,3(25)4 丁大鈞現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)M 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20005 梁興文混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版)M北京:科學(xué)出版社,20076 張譽(yù)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20007 王傳志鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19858 吳中俊可編程序控制器原理及應(yīng)用M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20049 趙明工廠電氣控制設(shè)備(第二版)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,199610 湯以范電氣與可編程序控制器技術(shù)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200811 韓國(guó)惠PLC控制模具研配液壓機(jī)雙缸同步控制的研究J電子學(xué)報(bào)2004,12(6)12 陳光平堆料機(jī)控制系統(tǒng)由繼電器控制改為PLC控制J中國(guó)科技信息報(bào) 2005,2(29) 13 卞和營(yíng),胡亞卓繼電器控制系統(tǒng)改用PLC控制的設(shè)計(jì)方法J科技資訊報(bào) 2007,10(27) 致謝本論文是在崔東艷老師的諄諄教誨和指導(dǎo)下完成的,論文從選題、構(gòu)思到定稿無(wú)不滲透著導(dǎo)師的心血和汗水;教授淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)使我受益終身,在此表示深深的敬意和感謝。我還要感謝含辛茹苦、任勞任怨、望子成龍、不圖回報(bào)的父母的養(yǎng)育之恩,他們給予我的愛(ài)和支持讓我順利地完成了自己的學(xué)業(yè)。最后,因本人水平有限,在文中難免有不足之處,懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。附錄A 程序梯形圖附錄B 語(yǔ)句表LDN I0.2LPSLD I0.1O Q0.0ALDLPSAN T33AN Q0.1= Q0.0LPPTON T33, +1000LRDLD T33O Q0.1ALDLPSAN Q0.0= Q0.1= Q1.4LPPTON T37, +600LPPLPSA T37= Q0.2= Q0.3LRDLD I0.3O M0.3A Q0.1ALD= M0.3= Q1.5LRDA M0.3A I0.0= Q1.6LRDLD I0.4O M0.4AN I0.5AN M0.5ALD= M0.4= Q1.2LRDLD I0.6O M0.5AN I0.7ALD= M0.5= Q1.3LRDAN M0.4AN M0.5LPSA I1.5AN I1.6= M0.6LPPAN I1.5A I1.6= M0.7LRDLD I1.0O M1.0ALDLPSAN T34= M1.0LRDTON T34, +1000LPP= Q1.1LRDLD M0.4O M0.5O M0.6O M0.7ALD= Q0.4LRDLD M0.4O M0.6ALDAN M0.5A I1.3AN I1.1= Q0.5LRDLD M0.4O M0.6ALDAN M0.5A I1.4AN I1.2= Q0.6LRDLD M0.5O M0.6O M0.7ALDA I1.4AN I1.1= Q0.7LPPLD M0.5A I1.3AN I1.2= Q1.025任務(wù)書畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目 基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.課程性質(zhì)(請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的選項(xiàng)上打勾)縱向課題已簽約的橫向課題未簽約的橫向課題實(shí)驗(yàn)室建設(shè)課題模擬性課題學(xué)生自選人文課題2.課題類型(請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的選項(xiàng)上打勾)工程設(shè)計(jì)(實(shí)踐)理論研究實(shí)驗(yàn)研究計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)綜合一、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容及要求(包括研究方向和對(duì)象、內(nèi)容和目標(biāo)、思路和方法、實(shí)踐及創(chuàng)新要求)1.內(nèi)容:(1)完成系統(tǒng)理論與特性分析1)了解PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制發(fā)展過(guò)程及前景;2)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算,掌握PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)與原理、調(diào)速方法、位置檢測(cè);3)針對(duì)PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的特點(diǎn), 完成系統(tǒng)控制元器件的選擇。(2)完成系統(tǒng)電氣原理圖的設(shè)計(jì)(包括電路原理圖設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件選型)2.要求:(1)寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書,內(nèi)容和順序如下:1)中文摘要;2)正文; a.設(shè)計(jì)題目和任務(wù)要求; b.整個(gè)系統(tǒng)的組成及其工作原理;c.詳細(xì)闡述自己的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容,可以是 電路原理圖設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、元器件選型方法; 系統(tǒng)元件的選擇,制作與調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析; 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。d. 總結(jié)3)參考文獻(xiàn)(2)要求文理通順,總字?jǐn)?shù)不少于6000字,按規(guī)范要求書寫、排版、裝訂成冊(cè)。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)(包括各種說(shuō)明書、圖紙等)1、設(shè)計(jì)說(shuō)明、計(jì)算書一份。要求文字說(shuō)明簡(jiǎn)明扼要,書寫工整,內(nèi)容包括:2.繪制控制原理圖一張(CAD畫A1紙打?。R蟛贾镁鶆颉⒄麧?,用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制。三、完成日期及進(jìn)度自 XXX年4月 20 日起至 XXX年 11 月10 日止進(jìn)度安排: 4月26日前完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述工作; 7月11日前完成設(shè)計(jì)方案的確定,畫出電路圖、確定系統(tǒng)原件選擇方案;設(shè)計(jì)原理圖; 9月12日前查閱整理相關(guān)資料,擬定論文初稿; 10月23日前寫出符合要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,送專家評(píng)審; 11月答辯。四、主要參考資料(包括書刊名稱、出版年月等):1 張國(guó)中現(xiàn)代混凝土泵車及施工應(yīng)用技術(shù)M北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,20042 吳佩剛高強(qiáng)混凝土及其應(yīng)用M北京:清華大學(xué)出版社,19923 吳成材冷處理鋼筋的抗壓性能與包興格效應(yīng)J土木工程學(xué)報(bào),1963,3(25)4 丁大鈞現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)M 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20005 梁興文混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版)M北京:科學(xué)出版社,20076 張譽(yù)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20007 王傳志鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19858 吳中俊可編程序控制器原理及應(yīng)用M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20049 趙明工廠電氣控制設(shè)備(第二版)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,199610 湯以范電氣與可編程序控制器技術(shù)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200811 韓國(guó)惠PLC控制模具研配液壓機(jī)雙缸同步控制的研究J電子學(xué)報(bào)2004,12(6)教研室主任簽章: 年 月 日學(xué)院主管(教學(xué)點(diǎn))領(lǐng)導(dǎo)簽章: 年 月 日注:1、如頁(yè)面不夠可加附頁(yè) 2、以上一四項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫開(kāi)題報(bào)告概述表題目名稱: 基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號(hào)一、選題的目的和意義混凝土輸送泵是利用管道輸送混凝土的一種設(shè)備,在高層或超高層建筑工程中常用其進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸。為了進(jìn)一步提高泵送作業(yè)的自動(dòng)化水平,提高其工作可靠性。本設(shè)計(jì)用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制來(lái)設(shè)計(jì)混凝土輸送泵控制系統(tǒng),用三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別實(shí)現(xiàn)混凝土輸送泵的主油泵電機(jī)和風(fēng)冷電機(jī)啟/停控制以及系統(tǒng)的潤(rùn)滑工作;通過(guò)控制其液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥的通斷,實(shí)現(xiàn)使液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)泵正泵、反泵運(yùn)行;主油缸前進(jìn)、后退控制及點(diǎn)動(dòng)等控制?;炷帘檬且环N集機(jī)電液一體化的高科技產(chǎn)品,使其電控系統(tǒng)具有較高的先進(jìn)性和自動(dòng)化程度,降低系統(tǒng)的故障率。在現(xiàn)代建筑施工中,尤其是在建造高層建筑、高架公路、橋梁、堤壩及地下工程方面,混凝土泵以其機(jī)動(dòng)、靈活、高效等特點(diǎn),已經(jīng)成為不可缺少的重要施工設(shè)備。本課題的研究將具有很好的工程實(shí)際意義。二、國(guó)內(nèi)外研究綜述1903年德國(guó)建成世界上第一個(gè)預(yù)拌商品混凝土工廠。20世紀(jì)80年代,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等預(yù)拌混凝土的供應(yīng)量,已經(jīng)達(dá)到全部的60%-80%。預(yù)拌混凝土的應(yīng)用數(shù)量和比重,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的混凝土生產(chǎn)工業(yè)化水平。商品混凝土與混凝土機(jī)械密不可分,是混凝土機(jī)械銷量預(yù)測(cè)模型中的核心指標(biāo)。從商品混凝土和混凝土機(jī)械的發(fā)展情況來(lái)看,隨著商品混凝土銷量不斷上升,混凝土機(jī)械的年銷量也屢創(chuàng)新高。從混凝土的成本和費(fèi)用來(lái)看,在2007年行業(yè)頂峰時(shí),泵車每方泵送凈賺12-15元,拖泵每方泵送凈賺9元,基本一年左右就能回收成本,且還有40%的設(shè)備殘值。目前泵車的泵送價(jià)格并未大幅下滑,但泵送量急劇減少(華東地區(qū)商品混凝土2009年1季度銷量下滑40%),使得設(shè)備的投資回收年限延長(zhǎng)至三年,使得很多個(gè)人投資者放棄新機(jī)購(gòu)買。若僅從泵送機(jī)械的保有量來(lái)看,基本可以覆蓋2009年商品混凝土的需求。但目前泵送機(jī)械依然存在新增需求,主要來(lái)自幾方面:中西部的基建大幅上馬,對(duì)設(shè)備有一定的需求,但東部和南部閑置機(jī)械游走會(huì)對(duì)中西部的需求帶來(lái)一定的沖擊;基建采購(gòu)方的利益驅(qū)動(dòng)和泵送施工周期的不確定性帶來(lái)對(duì)新機(jī)的需求。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始探索開(kāi)發(fā)混凝土泵,80年代引進(jìn)技術(shù)開(kāi)始制造混凝土泵,但真正意義上的國(guó)產(chǎn)混凝土泵制造應(yīng)該從1993年中聯(lián)重科的前身中聯(lián)公司成立開(kāi)始。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的混凝土泵生產(chǎn)國(guó)。2007年泵車銷售約3000臺(tái),拖泵約為6500臺(tái)。雖然中國(guó)混凝土泵最初引進(jìn)過(guò)日本的技術(shù),但真正成功的產(chǎn)品是借鑒歐洲技術(shù)自主開(kāi)發(fā)的。目前以三一重工、中聯(lián)重科為代表的制造商所生產(chǎn)的混凝土泵已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平,但眾多的混凝土泵制造企業(yè)還存在著產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重、技術(shù)創(chuàng)新能力較差、低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題。創(chuàng)新是企業(yè)生命之源,混凝土泵的技術(shù)創(chuàng)新大有文章可做。另外,應(yīng)該看到中國(guó)的混凝土機(jī)械經(jīng)過(guò)十幾年的高速發(fā)展,未來(lái)前景仍然非常樂(lè)觀,這也為混凝土泵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了廣闊的舞臺(tái)。在未來(lái),混凝土泵的發(fā)展主要方向是:提高主機(jī)性能和作業(yè)效率,降低使用成本,提高舒適性以及適應(yīng)法規(guī)要求。中國(guó)城鎮(zhèn)化率不到45%,未來(lái)十幾年,中國(guó)的城鎮(zhèn)化率將以每年1個(gè)百分點(diǎn)的速度提高。發(fā)達(dá)國(guó)家的城鎮(zhèn)化率約為80%左右。中國(guó)要達(dá)到65%左右的比較符合中國(guó)國(guó)情的城鎮(zhèn)化率至少還需1520年的時(shí)間。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,許多大的工程建設(shè)項(xiàng)目相繼開(kāi)工,市場(chǎng)對(duì)混凝土機(jī)械的需求將呈猛增勢(shì)態(tài)。三、研究?jī)?nèi)容、預(yù)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)和難點(diǎn)(一)研究?jī)?nèi)容:混凝土泵是通過(guò)專用管道依靠壓力輸送符合施工和泵送條件的混凝土到施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑施工機(jī)械,它能一次連續(xù)地完成水平輸送和垂直輸送,具有高效的工作效率和方便的移動(dòng)功能。本文在深入地分析和研究混凝土泵控制系統(tǒng)的功能和要求后,采用PLC對(duì)混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),控制三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)分別實(shí)現(xiàn)混凝土輸送泵的主油泵電機(jī)和風(fēng)冷電機(jī)啟/停控制以及系統(tǒng)的潤(rùn)滑工作;通過(guò)控制其液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥的通斷,實(shí)現(xiàn)使液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)泵的正泵、反泵運(yùn)行;主油缸前進(jìn)、后退控制及點(diǎn)動(dòng)等控制。在實(shí)現(xiàn)近程、遠(yuǎn)程控制的同時(shí),并對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種S管的擺動(dòng)和主油缸的動(dòng)作實(shí)行“步步到位”的新型控制模式。實(shí)踐證明,基于PLC的混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)工作效率,具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。(二)預(yù)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn):本文在廣泛查閱資料,了解無(wú)刷直流電機(jī)特性的基礎(chǔ)上,對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的控制原理進(jìn)行了的研究,設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)單電動(dòng)自行車用無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。(三)預(yù)計(jì)難點(diǎn):1.由于時(shí)間與能力有限,本文所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)2.設(shè)計(jì)出來(lái)的方案可能不符合實(shí)際要求,不能滿足現(xiàn)實(shí)狀況,向有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)者請(qǐng)教并仔細(xì)修改。3.設(shè)計(jì)中應(yīng)主要依據(jù)現(xiàn)有基礎(chǔ)資料,現(xiàn)行有關(guān)電氣規(guī)程、規(guī)范。4. 設(shè)計(jì)中應(yīng)認(rèn)真理解現(xiàn)行有關(guān)電氣規(guī)范,知識(shí)面開(kāi)闊,提高質(zhì)量意識(shí)。5.認(rèn)真復(fù)核所收集資料的準(zhǔn)確性,多進(jìn)行方案討論。6.在Word里畫圖存在一些困難。四、研究思路與研究方法(一)研究思路:1.設(shè)計(jì)方案的確定。2.了解PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的組成部分。2.PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)的資料分析。4.系統(tǒng)控制元件選擇分析。5.系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。6.總結(jié)。(二)研究方法:1.認(rèn)真查閱資料確定設(shè)計(jì)方案。2.進(jìn)行相關(guān)計(jì)算選取需要的元件和裝置。3.畫出相應(yīng)接線配置圖。4.對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.進(jìn)行校驗(yàn)改正,完成畢業(yè)論文。五、主要參考文獻(xiàn)1 張國(guó)中現(xiàn)代混凝土泵車及施工應(yīng)用技術(shù)M北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,20042 吳佩剛高強(qiáng)混凝土及其應(yīng)用M北京:清華大學(xué)出版社,19923 吳成材冷處理鋼筋的抗壓性能與包興格效應(yīng)J土木工程學(xué)報(bào),1963,3(25)4 丁大鈞現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)M 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20005 梁興文混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第二版)M北京:科學(xué)出版社,20076 張譽(yù)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,20007 王傳志鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論M北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,19858 吳中俊可編程序控制器原理及應(yīng)用M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20049 趙明工廠電氣控制設(shè)備(第二版)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,199610 湯以范電氣與可編程序控制器技術(shù)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200811 韓國(guó)惠PLC控制模具研配液壓機(jī)雙缸同步控制的研究J電子學(xué)報(bào)2004,12(6)12 陳光平堆料機(jī)控制系統(tǒng)由繼電器控制改為PLC控制J中國(guó)科技信息報(bào) 2005,2(29) 13 卞和營(yíng),胡亞卓繼電器控制系統(tǒng)改用PLC控制的設(shè)計(jì)方法J科技資訊報(bào) 2007,10(27) 六、指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽章: 年 月 日中期檢查表學(xué)生姓名孫聰學(xué)號(hào)3208專業(yè)電氣工程及自動(dòng)化指導(dǎo)教師崔東艷課題名稱基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生精力投入日平均工作時(shí)數(shù) 2周平均工作時(shí)數(shù)10已完成的主要內(nèi)容1.收集資料已完成總體方案的設(shè)計(jì),并細(xì)化了方案,對(duì)各模塊進(jìn)行了可行性分析。2.對(duì)基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)分析。3.完成了主要系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)。已完成的內(nèi)容占總?cè)蝿?wù)的 60 待完成的內(nèi)容及存在的問(wèn)題1.設(shè)計(jì)出來(lái)的方案可能不符合實(shí)際要求,不能滿足現(xiàn)實(shí)狀況,需向有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)者請(qǐng)教并仔細(xì)修改。2. 由于一邊工作一邊要撰寫論文,時(shí)間緊迫,盡量在工作之余擠出時(shí)間來(lái)做論文研究 學(xué)生簽字:孫聰 2016 年 5 月 18 日導(dǎo)師意見(jiàn) 教師簽章:年 月 日9
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開(kāi)題
報(bào)告
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基于PLC的液壓混凝土輸送泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)含5張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip,基于,PLC,液壓,混凝土,輸送,電氣,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì),CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
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