碳素阳极组装工艺的plc设计毕业论文(编辑修改稿)

碳素阳极组装工艺的plc设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

设计任务 这次设计为自主设计，来自于铝厂阳极组装现场，根据新型铝厂电解铝的阳极组装工艺要求，完成阳极组装工艺中小车、运输电机及夹钳动作控制系统的主电路、 PLC 控制电路设计和机械控制程序设计。 自动控制系统由可编程控制控 制柜、电机控制台、运输小车等控制系统组成 ,。 该系统以 PLC 为主，加上电气控制、敏感的检测部分、电动机，液压阀等相互协调动作，实现碳素阳极组装过程的自动化控制。 设计要求 设计要求 （ 1）控制小车的前后运行和停止，夹钳的上下、翻转等； （ 2） PLC 控制变频器的起停，调速、制动使能转换、轨道电机启停； （ 3）完成 10 个电机起、停信号的检测、实现电机的自由起、停； （ 4）对小车和轨道电机各种信号的互锁和监控进行控制； （ 5）由轨道的运行情况，决定电机的起停和过载保护控制以及故障处理； （ 6）控制系统具有电机过载、过流保护及短路保护等必要的保护环节； 3 第三章 系统方案设计 设计依据 系统设计的控制两部分包括小车的前后运动和电机启停，其中小车的结构包括夹钳和小车电机，夹钳功能是由液压驱动来实现夹住和释放托盘。 而小车电机将托盘运送到对面的轨道上，然后再次返回，即往返运动。 为使小车在运动过程中防止盘子滑落，平稳运行，需要控制小车运行情况。 轨道电机共有 8 台，分别驱动 8 条轨道，分别由 8 条轨道托运托盘。 使用机械手夹具来让托盘从 5轨道向 6轨道完成 夹紧、放松，上升、下降，翻转、复位和前进、后退等动作。 于此同时通过变频器实现对小车移动电机的启动、变频调速、正反转等的控制。 对于电机的控制，每条轨道上都安装有一个传感器，可用来判断前后有无盘子并检测到位的盘子，发布命令进行调整。 各部分功能分述 本次设计主要完成轨道电机对托盘小车的运送和阳极小车夹具动作的 PLC 控制系统的设计，故用作业范围大，效率高且便于操作的 PLC 控制来完成铝锭生产过程的夹具动作过程。 托盘小车上料过程 本设计中的小车在实际生产上是生产线上的运送小车 ，设计中的托盘小车也称为 碳素阳极小车，其运输过程分为上车过程和下车过程。 每个过程有一个轨道，而且每个轨道又被分成 4 段小轨道 ,每一段都由一个电动机驱动，整个运料系统中共有 8 台轨道电机，分别拖动 8 条轨道，由该 8 条轨道托运托盘 ,根据生产工艺要求：上车过程中的 4轨道 和下车过程中的 7轨道设计的 比其他几段要长 [3]。 小车上料的运输过程如下： 4 1轨道 2轨道 3轨道。 4轨道 图 托 盘小车上料轨道示意图 夹具动作过程 夹具动作过程如下： 图 夹具小车运动图 阳极小车下料过程 下料过程： 6轨道 7轨道 8轨道。 9轨道 图 托盘小车下料轨道示意图 翻转装置 按照碳素阳极组装工艺的要求，都必须按上述设计进行操作运行。 升 上 右 移 位置 左 移 反 下 降 位置 右 移 反 上 升 左 移 升 上 反 下 降 下 降 时间 5 控制方案的比较、论证和确定 方案的比较 能够实现铝厂阳极组装工艺控制系统设计的方案有多种。 单片机和工业计算机还有可编程控制器都行，下面比较三方面的内容： （一）单片机 由于单片机的所有器件均不是工业级的， 抗扰性能差，系统硬件复杂多变 ，可能引起系统的不稳定。 而且 一旦单片机系统出现故障，很难 快速 诊断出故障元件， 不是专业人士不能很快找到故障原因，使用起来不方便，单片机选择不合理。 图（一） 单片机控制系统 （二）工业计算机（ IPC） 由于 IPC的主要器件 都 不是 适用工业级 的 ， 抗 干扰能力虽然有一定提高， 系统不和变频器相适应，不稳定。 一旦系统出现故障，非专业 人士 不能 检查和维修。 如果故障由于程序 的 设计不合理引起， 且 缺乏合适的调试工具，要找出故障原因很困难 ,而且编程很难， 虽然 系统 界面 完整 ，但对于不熟悉计算机系统的人来说， 还是不太方便。 （三）可编程逻辑控制器 (简称 PLC) 图（三） PLC 控制系统 方案论证及确定 通过对以上几种控制方案的比较发现采用 PLC控制能够达到碳素阳极组装控制系统 6 需要的要求。 PLC 控制技术在工程实际应用中的时间较长，范围广，技术成熟，在工程技中有不可替代的地位。 最重要的是 PLC 可根据电流保护的要求准确输出，完成保护动作。 第四章 系统硬件设计 7 设计依据 软 件设计目的是实现 怎样去 控制所要控制的 对 象，怎 样 把整 个 自动化控制系 统 的功能完整地实现，硬件的 设计 则主要是要能体 现 出整 个 控制系 统 的流程。 硬件 设计是软 件设计 的基 础 ， 软 件 设计 是硬件 设计 功能的集中体 现。 在本章主要是硬件 设计 及器件选择。 通过对系统的功能要求和性能指标的分析，整 个 控制系 统 的硬件 设计 分为两个模块来完成： （ 1） 主电 路 图 设计 （ 2） 系统控制 图 设计。 硬件 设计 要考 虑 到 供电。 供电 的 设计直接影 响 到控制系 统 的适用性，故在 设计 硬件 时 是要按照以下几方面 来设计 ： 入 电 源 电压 在一定的 允许 范 围内变 化； 控制系 统 不 允许断电的场 合，要考 虑 备用电源的使用； 综 合考 虑 以上几方面，可以把 供电线 路 设计 如下： 供电使用电网提供的 380V 动力电。 主电路设计中，给 PLC 供电时，应该注意对电能的质量进行控制。 主电路设计 （ 1） 电器总配线主电路图如下图 （ 1）所示： 8 图 （ 1）电器总配线主电路图 9 图 （ 2）阳极小车总配电图 （ 3）轨道电机控制主电路图下图 （ 3）所示： 图 （ 3）轨道电机控制主电路图 10 元器件选型 断路器 断路器又称为自动开关，功能包括有短路、过载和欠电压保护等。 断路器型号选择： 油泵电机选型号： DZ2060 液压站冷却电机 选型号： DZ 15L— 10 皮带运输电机选型号为： DZ 15L— 40 小车移动电机选型 号为： DZ 15L— 60 1－ 10轨道电机 DZ 15L— 40 加热器和 PLC 选用型号： DZ 15L— 10 输入和输出模板断路器型号均选用： DZ 15L— 10 熔断器 熔断器时一种简单有效的保护电器。 熔断器选型：油泵电机： FU1— FU3 熔断器选用型号为： RT1463/1 电源模块： FU4— FU12 熔断器选用型号为： RC1A— 10 低压隔离器 低压隔离器也称刀开关，主要用于电气线路中隔离电源之用，也可作为不频繁地接通和分断空载电路或小电流电路之用 [7]。 选择刀开关选用型号为： HG1— 63/31 接触器 本设计选用 CJ10 系列交流接触器。 该系列交流接触器的功能强大，其辅助设备也很完备，主要用于交流电动机的起动和控制。 （ 2）液压站冷却电机选型：由于该电动机虽然是经常启动；但是其不用正、反转工作，它们的功率也是很小。 故选择型号： CJ10— 10 （ 3）油加热器选型：电。