基于plc自动洗车控制系统设计毕业论文

基于plc自动洗车控制系统设计毕业论文内容摘要：

的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。 因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加 10％而温升会增加 20％左右。 所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。 本设计选用的变频器为西门子 MM440。 MM440 是一种集多种功能于一体的变频器，其恒定转矩控制方式的额定功率范围为 120KW200KW，可变转 矩控制（ KW） （ hp） （ A） （ r／min） (%) 电 流 额定电流(A) 转 矩 额定转 矩 （ kg） 因数 SKKa 11 10 1440 85 96 14 方式的额定功率可达 250KW，它适用于电动机需要调速的各种场合。 可通过数字操作面板或通过远程操作器方式修改其内置参数，即可满足各种调速场合的要求。 图 电机主线路图 检测元件选型 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。 当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。 测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行 — 个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。 因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小。 被测位置对传感器体积的要求。 测量方式为接触式还是非接触式。 信号的引出方法，有线或是非接触测量。 传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 2)灵敏度的选择 通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。 因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。 但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放 15 大系统放大，影响测量精度。 因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。 当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其他方向灵敏度小的传感器。 如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3)频率响应特性 传感器的频 率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有 — 定延迟，希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中，应根据信号的特点 (稳态、瞬态、随机等 )响应特性，以免产生过火的误差 4)线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。 以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。 传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。 在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。 当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。 5)稳定性 传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。 影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。 因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。 在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并 根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。 传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。 在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。 6)精度 精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。 传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满 16 足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。 这样就可以在满足 同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。 光电传感器分类： 一：常用光电传感器分类方法： 1. 标准光电传感器 1)漫反射型：一般型或能量型 (8)，聚焦式 (8H)，带背景抑制功能型 (8H)，带背景分析功能型 (8HW) 2)反光板反射式光电开关 /光电传感器：一般型 (6)，带偏振滤波功能型 (54, 55)，带透明体检测功能型 (54G)，带前景抑制功能型 (54V) 把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原 理完成光电控制作用的称为反光板反射式 (或反射镜反射式 )光电开关。 正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到。 一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。 3)对射式光电开光 /光电传感器 若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。 由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为以射分离式光电开光，简称对射式光电开关。 它的检测距离可达几米乃至几十米。 使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。 2. 安全光电传感器 1)安全对射光电 2)安全光栅 3)安全光幕 4)安全控制器 3. 门控光电传感器 1)雷达传感器：区域检测型 2)主动式传感器：单光束型，多光束型，区域检测型 3)被动式传感器：区域检测型 4)电梯光幕 5)通用光电：槽形，对射型等 低压电器选型 17 电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。 完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继电器 — 接触器控制系统，简称电器控制系统。 一、 接触器的选用 交流接 触器的选用，应根据负荷的类型和工作参数合理选用。 具体分为以下步骤： 1． 选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为 AC1 、AC2 、 AC3 和 AC4。 一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。 2．选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电 压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。 1）接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。 但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。 2）电动机的操作频率不高，如压缩机、水泵、风机、空调、冲床等，接触器额定电流大于负荷额定电流即可。 接触器类型可选用 CJl0、 CJ20 等。 3）对重任务型电机，如机床主电机、升降设备、绞盘、破碎机等，其平均操作频率超过 100 次／ min，运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用 CJl0Z、 CJl2 型的接触器。 为了保证电寿命，可使接触器降容使用。 选用时，接触器额定电流大于电机额定电流。 4）对特重任务电机，如印刷机、镗床等，操作频率很高，可达 600～ 12020次／ h，经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接触器大致可按电寿命及起动电流选用，接触器型号选 CJl0Z、 CJl2 等。 5）交流回路中的电容器投入电网或从电网中切除时，接触器选择应考虑电容器的合闸冲击电流。 一般地，接触器的额定电流可按电容器的额定电流的 倍选取，型号选 CJ CJ20 等。 6）用接触器对变压器进 行控制时，应考虑浪涌电流的大小。 例如交流电弧焊机、电阻焊机等，一般可按变压器额定电流的 2 倍选取接触器，型号选 CJl0、CJ20 等。 18 7）对于电热设备，如电阻炉、电热器等，负荷的冷态电阻较小，因此起动电流相应要大一些。 选用接触器时可不用考虑 (起动电流 )，直接按负荷额定电流选取。 型号可选用 CJl0、 CJ20 等。 8）由于气体放电灯起动电流大、起动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流 ～ 倍选取交流接触器，型号可选 CJl0、 CJ20 等。 9）接触器额定电流是指接触器在长期工作下 的最大允许电流，持续时间 ≤8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负荷额定电流的 110%～ 120%选取。 对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，导致触点发热超过允许温升。 实际选用时，可将接触器的额定电流减小 30%使用。 （ 2） 断路器选型 低压断路器也称作自动开关或空气开关，是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的开关电器和保护电器，它集控制和多种保护功能于一身。 除了能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电 压等进行保护，也可以用于不频繁地启动电动机。 据选型原则，选用正泰系列断路器，型号为 DZ47 3P 16A，额定工作电压AC380V，额定工作电流 16A。 （ 3） 熔断器选型 熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬时动作性，用于电路的短路保护和严重过载保护。 使用时串接于被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔断器中的熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。 根据负载类型，选用型号为 RT1840 和 RM1D60，额定电压 380V。 表 元件表 代号 名称 型号 规格 数量 MA1 三相异步电动机 DN100 380V， ，1400r/min， 1 MA2~MA4 三相异步电动机 ＳＫＫ 380V， ，1400r/min， 3 FA1 熔断器 RT1840 380V， 5A 4 FA2 熔断器 RM1D60 380V， 16A 4 压力传感器 MPX5999 0~1000kpa 1 ST1~ST2 行程开关 LJ18A38J 220V, 2 QA0 低压断路器 DZ47 3P 380V， 16A 2 19 16A 电源模块的 选择 电源模块的选择一般只需考虑输出电流。 电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、 I/O 模块、专用模块等消耗电流总和。 选择电源模块一般规则如下。 （ 1） 确定电源的输入电压。 （ 2） 将框架中每快 I/O 模块所需的总电流相加，计算出 I/O 模块所需的总电流值。 （ 3） I/O 模块所需的总电流值再加上以下各电流。 ① 框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值。 ② 当框架中带有远程适配器模块或扩展本地 I/O 适配器模块时，应加上其最大电流值。 （ 4）如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理： ① 列出将来要扩 展的 I/O 模块所需的电流。 ② 将所有扩展的 I/O 模块的总电流值与步骤。 （ 5）在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。 （ 6）根据确定好的输入电压要求和所需的总电流值，从用户手册中选择合适的电源模块。 每个 S7200 CPU模块均提供一个 24V直流传感器电源和一个 5V直流电源。 24V 直流传感器电源可以作为 CPU 主机、数字量扩展模块的输入、模拟量扩展模块的供电电源以及外部传感器电源使用。 如果容量不能满足所有需求，则必须增加外部 24V 直流电源。 此时外部直流电源不能 与模块的传感器电源并联使用，以防止两个电源电位的不平衡造成对电源的破坏；但为了加强电子噪声保护，这两个电源的公共端 (M)应该连在一起。 当 S7200 CPU 与扩展模块连接时， CPU模块为扩展模块提供 5V 直流电源。 人机接口设计 人机接口技术的主要功能是显示并记录来自计算机控制系统的过程参数，将过程参数集中起来，实现适当的信息处理和操作的集中化。 为了便于过程的全面协调和监控，实现计算机过程控制状态、参数的显示、报警、记录和操作。 具体内容包括显示设备、键盘、打印输出设备等。 20 人机接口的功能和类型 计算机控制中 ,人对系统状态的了解、掌握和指挥依赖于人机通道中数据的传递，这里包括人对系统的了解和干预、控制参数的输入、系统状态的打印汇报等等内容。 人机交互通道的特点： 人机交互式通道的任务就是要建立应用系统与人之间的信息传递渠道，不同的测控系统应该根据自身的特点和性质来建立这条信息。