工学]基于s7-200的自动打钉机--毕业设计说明书

工学]基于s7-200的自动打钉机--毕业设计说明书内容摘要：

到碰到下限位器，且复位钢钉检测信号，然后返回上限位位置，然后再次判断上述条件，如果存在再次下降，如此往复。 排钉气缸：横梁到达下限位碰到下限位器后，如无卡钉现象则推钉气缸向右运动，直到碰触右限位器，停止一段时间，保证准确将钢钉推下，之后自动返回，到左限位位置，当横梁到达下限位信号发生后再次向右运动进行推钉操作，如此往复。 定位气缸：当检测到离合器分开且制动器停止制动信号和横梁在上限位位置，则定位气缸下降到达下限位位置， 确保把木板推到预定理想打钉位置，然后自动返回上限位位置。 等待新的定位信号，当再次检测到上述信号后则又重新下降实现木板定位操作，如此往复。 输送线：如果没有检测到有木板信号且横梁处于上限位位置时，离合器闭合，输送线运行，进行木板运送，当木板检测器检测到木板时，离合器分开，一段时间后，制动器制动，制动持续一段时间，之后自动停止制动，并发出定位气缸允许定位和横梁允许打钉信号，当横梁打完钉后处于上限位位置且无检测木板信号则离合器重新闭合，带动木板检测信号 限位信号 PLC 横梁液压缸 排钉气缸 定位气缸 排钉电机 液压泵电机 输送带电机 离 合 器 制 动 器 陕西科技大学毕业设计说明书 8 输送带运行，将打完钉的木托板运走同时将待打钉的木板运到指定打钉位置，如此往 复。 手动模式 手动模式启动后，按下横梁下降按钮，横梁下降，松开按钮横梁停止运行，再次按下再次运行，直到横梁碰触到下限位器，可实现打钉操作。 按下横梁上升按钮，横梁上升，松开按钮横梁停止运行，再次按下再次运行，直到横梁碰触到上限位器。 按排钉气缸按钮，排钉气缸在左限位移动到右限位，保持 后，则立即自动返回，实现一次排钉操作。 按下定位气缸，若横梁处于上限位，且离合器分开状态，则定位气缸下降，直到碰触下限位器停止，松开按钮，定位气缸返回上限位位置。 当机械在原点位置（上横梁处于上限位且定位气缸在 上限位且排钉气缸不动作），点按手动进料按钮，离合器闭合，输送线运行，输送线开始运送木板，当木板检测器检测到木板时，离合器分开，一段时间后制动器开始制动，制动保持一段时间，然后停止制动，完成木料运行。 自动打钉机控制系统设计 9 3 控制系 统硬件部 分 设计 电气控制系统组成 控制 线路设计 控制系统包括控制主电路和控制电路（二次回路），主电路由电动机、（接通、断开、控制电动机的）接触器主触点等电器元件组成（电流大）。 控制电路由接触器线圈、继电器等电器元件组成（电流小）。 两个回路都由电器 组成。 控制 线路图及说明 (1)电源电路 如图 31 所示，供电系统的变配电所中承担受电、变压、输送和分配电能任务的电路，分别为 PLC、离合器、制动器、主回路、二次回路供电。 其中主回路为 380V 三相交流电，二次回路为 110V 交流电，其他为 24V 直流电 ［ 7］。 图 31 电源电路 图 (2)主回路 如图 32 所示，制动器及离合器采用普通接线法。 输送电机及排钉电机采用滤波器及变频器控制启动及停止。 油泵电机采用星三角形启动方式。 各电路均有断路保护。 陕西科技大学毕业设计说明书 10 图 32 主回路线路图 (3)二次回路 如图 32 所示，二次电路是为保证一次电路正常、安全、经济运行而装设的控制、保护、测量、监察、指示及自动装置的电路。 其中有油泵星三角启动接触器 KM KMKM3，排钉电机接触器 KM4，输送电机接触器 KM5，电磁离合器接触器 KM6，电磁制动器接触器 KM7，油泵运行指示灯 D1，排钉电机运行指示灯 D2，输送电机运行指示灯 D3。 电路保护为具有延时动作的限流保护器 FR。 图 33 二次回路线路图 自动打钉机控制系统设计 11 电器 元件列表 如表 31 所示，表中元器件为本设计所要使用的类型及数量 表 31 电器元件列表 类型 位置 型号 数 量 断路器 液压泵电机 3VT8100N50TMA/3P+MX 1 排钉电机 3VT8100N10TMA/3P+MX 1 输送电机 3VT8100N25TMA/3P+MX 1 电磁离合器 5SJ6 电磁制动器 5SJ6 1A/2P 1 接触器 液压泵电机 LC 1D65 10 Q 5C 3 排钉电机 LC 1D12 10 Q 5C 1 输送电机 LC 1D32 10 Q 5C 1 电磁离合器 CJX19 1 电磁制动器 CJX19 1 电磁 离合器 熔断器 液压泵电机 NH00032A/400VACgGgL 1 排钉电机 NH00010A/400VACgGgL 1 输送电机 NH00050A/400VACgGgL 1 电磁制动器 1 指示灯 XB7EVF4LC(红 ) 3 开关电源 ABL1REM24025 1 控制变压器 NDK100 1 控制开关 XB5AS542C 急停按钮 1 限位开关 E2E 8MD 9 接近开关 XCMD2110M12 6 继电器 液压泵电机 LRD32C 1 变频器 排钉电机 6SE70161EA61 1 输送电机 6SE70213EB61 1 异步电动机 液压泵电机 Y160M4 1 排钉电机 Y100L14 1 输送电机 Y132S4 1 PLC 西门子 S7200CPU226 1 陕西科技大学毕业设计说明书 12 主要 电器 元件计算与选型 断路器 （ 1）断路器的选用原则 （ a）断路器的额定电压 =线路的额定电压； （ b）断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流 =线路计算负载电流； （ c）断路器的额定短路通断能力 =线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断能力是否相等； （ d）断路器欠电压脱扣器的额定电压 =线路的额定电压；选择型配电断路器需考虑短延时短路通断能力和延时梯级的配合； （ e）选择电动机保护用断路器需考虑电动机的启动电流并使其在启动时间内不动作。 笼型感应电动机的启动电流按 8~15 倍额定电流计算； （ f）漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。 注意能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。 （ 2）电机断路器的选择计算 液压泵电机额定工作电 压 U=380V，功率 P=11KW，则额定工作电流： I=P/（ U COS(Ф ) η =11000/(380 )= 电机的启动电流： Ist=（ 5～ 7）倍的电机额定电流 = 6 = 所以 QF1 选择正泰断路器 3VT8100N50TMA/3P+MX。 同理，排钉电机额定工作电流 I=2200/（ 380 ） = Ist= 6 = 所以 QF2 选择正泰断路器 3VT8100N10TMA/3P+MX。 同理，输送电机额定工作电流 I=5500/（ 380 ） = Ist= 6 = 所以 QF3 选择正泰断路器 3VT8100N25TMA/3P+MX。 （ 3）离合器、制动器断路器选型计算 因为传送电机功率是 P=，其输出转矩为 M=P/（ 2Л n） =5500/（ 2 1450） = 据此由离合器产品规格表 32， 选择离合器为： （控制电压 DC24V，线圈功率 6W）。 自动打钉机控制系统设计 13 制动器制动扭矩选 择大于等于 3 倍的电机工作转矩，即 3 = 以上。 根据制动器产品规格表选择制动器为 型（额定制动力矩为 6NM，工作功率 13W，电压DC24V） 由此选择离合器断路器为正泰断路器 5SJ6 ，制动器断路器为正泰断路器5SJ6 1A/2P 型 接触器 （ 1）接触器选择原则 （ a）型式的确定 主要是确定极数和电流种类，电流种类有系统主电流种类确定。 三相交流系统一般选用三极接触器，当需要同时控制中性线时，则选用四极交流接触器，单相交流和直流系统中则常有两极和三极并联的情况。 一 般选用空气电磁式接触器：易燃易爆场合选用真空接触器（防爆型）。 （ b）主电路参数的确定 主电路参数的确定主要是额定工作电流、额定工作电压、额定通断能力和耐受过载电流能力。 接触器的额定电压 =负载回路的电压； 接触器的额定电流 =被控回路的额定电流；对于电动机负载可按经验公式： Ic(接触器主触点电流 )=Pn（电动机的额定功率） /(K（经验系数取 1~） *Un（电动机的额定电压） )吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的电压想一致 （ c）辅助电路参数的确定 一般应根据系统控制要求确定所需的辅助触头种类 （常开和常闭）、数量和组合形式，同时应注意辅助触头的通断能力和其他额定参数。 （ d）电寿命和使用类别的选择 根据具体需要来选用。 （ 2）本设计中接触器选型计算 表 32 产品规格表 陕西科技大学毕业设计说明书 14 （ a）液压泵电机接触器 KM KM2 和 KM3 选型计算 对于星三角启动的电机，接触器额定电流 =（ ~）倍的电机启动电流 ==， 据此选择接触器型号为 LC 1D6510Q5C， 线圈电压 AC110V 50HZ （ 3台）。 （ b）排钉电机接触器 KM4 选型计算 同理，接触器额定工作电流 I= = 据此选择接触型号为 LC 1D12 10 Q 5C， 线圈电压 AC110V 50HZ （ 1 台） （ c）输送电机接触器 KM5 选型计算 接触器额定电流 I= = 所以选择接触器型号为 LC 1D32 10 Q 5C， 线圈电压 AC110V 50HZ （ 1 台） （ d）电磁离合器、电磁制动器接触器选型计算 根据计算结果，可以根据正泰选型手册选择离合器和制动器的接触器型号为CJX19 线圈电压 AC110V 50HZ （ 2 个）。 开关电源 （ 1）适用范围 开关电源是一种新 型的直流稳压电源，适用于交流供电不大于 260V，频率为50~60Hz 的场合，使用于微机产品、通讯设备、仪器仪表及家用电器等各种需支流供电的电子设备中。 （ 2）直流开关电源选型计算 根据计算结果，制动器功率和离合器功率分别 13W、 6W，另外还有接近开关（ 9个）和 PLC 输入输出继电器需要改电源提供电能，但不能准确计算出上述两项所需功率，所以从不影响工作的角度估计所需的供电总功率为 40W。 据此，查施耐德选型手册，得到直流开关电源型号为 ABL1REM24025（输入电压AC220V，输出电压 DC24V，额定电流 ，额定功率 60W），型号说明如图 34。 图 34 ABL1REM24025 开关电源型号说明 自动打钉机控制系统设计 15 控制变压器 考虑变压器所要带动的后续电器是 7 个接触器线圈，和 3 个指示灯 ， 经查手册每个接触器线圈功率最大为 5W，指示灯 ，总计功率为 5 7+3 = 所需变压器容量 P/COS（∮） =据此查正泰控制变压器手册得到变压器型号为 NDK100 输入 AC380V 输出AC110V。 指示灯 指示灯包括油泵运行指示灯和排钉电机运行指示灯和输 送电机运行指示 3 个，且均在 AC110V 回路中，所以选择指示灯为 XB7EVF4LC(红 ) （ 3 个）。 主令电器 （ 1）控制按钮 控制按钮是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。 在电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器、电磁起动器等。 控制按钮的结构种类很多，可分为普通掀钮式、蘑菇头式、自锁式、自复位式、旋柄式、带指示灯式和钥匙式等，。