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具有可靠性高,抗干扰能力强,配套齐全,功能完善,适用性强,易学易用,深受工程技术人员欢迎,系统的设计兼职工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低低等特点。
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外,如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在点点生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证,有效地减少废品率,而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度,有着非常好的经济效益和社会效益,电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。因此用PLC来设计整个控制系统是不错的选择。
1.3课题的选题背景及意义
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸,电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高到电性、润滑性、耐热性和表面美观。通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
随着社会的发展,人们的审美观也有了一定的改变,各种各样的装饰用品也大量出现在人们的生活和工作中,其中也有不少的金属制品,为了是这些金属装饰品既美观又耐用,电镀就很有必要了。
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2 系统总体方案论证
2.1控制对象的设计要求
上下物品都由机械手来完成,行车上的待镀物品分别要到镀前处理池、电镀池、镀后处理池三个池子且在每个池子里都要停留一定的时间,在出现故障或要短时运行时可用手动操作。
2.2设计思路
2.2.1软件
根据设计要求设计需用顺序控制来设计本系统程序。
顺序控制:指按照预定的受控执行机构动作顺序及相应的转布条件,一步一步进行的自动控制,为了使顺序控制系统工作可靠,通常采用步进式顺序控制电路结构,前一步的得电并所谓步进式顺序控制,是指控制系统的任一程序步(以下简称步)的得电必须以且本步的转步主令信号已发出为条件。对生产机械而言,受控设备任一步的机械动作是否执行,取决于控制系统前一步是否已有输出信号及其受控机械动作是否已完成。若前一步的动作未完成,则后一步的动作无法执行。这种控制系统的互锁严密,即便转步指令信号元件失灵或出现误操作,亦不会导致动作顺序错乱。 2.2.2硬件
三相电机正反转:通过改变接入电机电源相序来改变点击的转向来实现,通常只要将其中任意两相对换就可以了,通常使用接触器来实现。 2.2.3电气元件的明细表
表3-1 名称 S7-200CPU226CN 三相异步电机 交流接触器 行程开关 按钮 导线、熔断器、热继电器、空气开关 符号 M KM SQ SB FU、FR 作用 控制器 大的控制行车,小的控制机械手 控制电机正反转 行程控制 启动、停止和手动控制 连结各部件和保护电路 数量 1 2大4小 12 18 7 若干 3
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2.2.4元件简介 三相异步电动机
定义:三相异步电动机是靠同时接入380V三相交流电源供电的一类电动机,由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向,不同的转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电动机。
工作原理:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量量转换的目的。三相异步电动机是感应电机,定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,只是有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场。通电启动后,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,即旋转磁场与转子存在相对转速。并与磁场相互作用产生电磁转矩,使转子转起来,实现能量变化。
特点:优点:与单相异步电动机相比,三相异步电动机结构简单,制造方便,运行性能好,并可节省各种材料,价格便宜。缺点:功率因数滞后,轻在功率因数低,调速性能稍差。
交流接触器
接触器是一种自动化的控制电器,接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路,具有控制容量大,可远距离操作,配合继电器可以实现定时操作,联锁控制,各种定量控制和失压及欠压保护,广泛应用于自动控制电路,其主要控制对象是电动机,也可用于控制其它电力负载,如电热器、照明、电焊机、电容器组等。
结构:接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 1.电磁系统:电磁系统包括电磁线圈和铁芯,是接触器的重要组成部分,依靠它带动触点的闭合与断开。
2.触点系统:触点是接触器的执行部分,包括主触点和辅助触点,主触点的作用是接通和分断主回路,控制较大的电流。而辅助触点实在控制回路中,以满足各种控制方式的要求。
3.灭弧系统:灭弧装置用来保证触点断开电路时,产生的电弧可靠的熄灭,减少电弧对触电的损伤,为了迅速熄灭断开时的电弧,通常接触器都装有灭弧装
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置,一般采用半封式 纵缝陶土灭弧罩,并配有强磁吹弧回路。
4.其它部分:有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。
工作原理:当接触器电磁线圈不通电时,弹簧的反作用力和衔铁的自重使主触点保持点开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压时,电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁芯,带动主触点闭合,接通电路,辅助接点随之动作。
行程开关:行程开关就是一种由物体的位移来决定电路通断的开关,行程开关又称限位开关,可以安装在相对精致的物体上或者运动的物体上,当动物接近静物时,开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。
热继电器。
热继电器是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生变形,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制电路断开,从而使接触起失电,主电路断开,实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件,以其体积小,结构简单,成本低等优点在生产中得到了广泛应用。
热继电器的主要技术参数
额定电压:热继电器能够正常工作的最高的电压值,一般为交流220V,380V,600V。
额定电流:热继电器的额定电流主要指通过热继电器的电流 额定功率:一般而言,其额定功率按照45~62HZ设计。
整定电流范围:整定电流的范围有本省的特性来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正比。
如何选用热继电器
热继电器主要用于保护电动机的过载,因此选用时必须了解电动机的情况,如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。
原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性,或者在电动机的过载特性之下,同时在电动机短时过载和启动的瞬间,热继电器应不受影响。
当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时,一般按电动
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机的额定电流来选用。例如,热继电器的整定值可等于0.95~1.05倍的电动机的额定电流,或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流,然后进行调整。
当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时,热继电器仅有一定范围的适应性,如果短时间内操作次数很多,就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。
对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机,不宜采用热继电器作为过载保护装置,而应使用埋人电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。
熔断器
熔断器使根据电流超过规定值一定时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中,作为短路和过电流保护,是应用最普遍的保护器件之一。
熔断器是一种过电流保护电器,熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成,使用时,将熔断器串联于被保护电路中,当被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,是电路断开,起到保护的作用。
以金属导体作为熔体而分断电路的电器,串联与电路中,当过载或短路电流通过熔体时,熔体自身将发热而熔断,从而对电力系统、各种电工设备及家用电器起到保护作用。具有反时延特性,当过载电流小时,熔断时间长,过载电流大时,熔断时间短,因此,在一定过载电流范围内至电流恢复正常,熔断器不会熔断,可以继续使用,熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成,其中熔体是控制偶那个短期特性的关键元件。
熔断器广泛应用于电网保护和用电设备保护,当电网或用电设备繁盛短路故障或过载时,可自动切断电路,避免电气设备损坏,防止事故蔓延。
熔断器由绝缘底座、触头、熔体等组成,熔体使熔断器的主要工作部件,熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线,当电路发生短路或过载时,电流过大,熔体因过热而熔化,从而切断电路,熔体常做成丝状、栅状或片状,熔体材料具有相对熔点低特性稳定,易于熔断的特点,一般采用锡合金、镀银铜片、锌、银
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