单螺杆空气压缩机的结构毕业设计论文说明书(编辑修改稿)

单螺杆空气压缩机的结构毕业设计论文说明书(编辑修改稿)内容摘要：

节奏由振荡信号控制。 CPU 的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。 CPU 的寄存器参与运算，并存储运算的中 间结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU 虽然划分为以上几个部分，但 PLC 中的 CPU 芯片实际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对 CPU 内部的详细分析已无必要，我们只要弄清它在 PLC 中的功能与性能，能正确的使用它就够了。 CPU 模块的外部变化就是它的工作状态的种种显示、各种接口及设定或控制开关。 一10 般讲， CPU 模块总要有相应的状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。 箱体式PLC 的主箱体也有这些显示。 它的总线接口，用于接 I/O 模板或底板；有内存接口，用于安装内存；有外接口，用于接外部设备。 有的还有通讯接口 ，用于进行通讯。 CPU 模块上还有许多设定开关，用以对 PLC 作设定，如设定其实工作方式、内存区等。 二、 I/O 模块： PLC 对外的功能，主要是通过各种 I/O 接口模块与外界联系的，按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或槽数限制。 I/O 模块继承了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反应输出锁存器状态。 三、电源模块： 有些 PLC 中的电源，是与 CPU 模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为 PLC各模块的集成电路提供工 作电源。 同时，有的还为输入电路提供 24V 的工作电源。 电源以其输入类型有：交流电源，加的为 220VAC 或 110VAC；直流电源，加的为直流电压，常用的为 24V。 四、底板或机架： 大多数模块式 PLC 使用底板或机架，其主要作用是：电气上，实现各模块间的联系使CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 五、 PLC 的外部设备 外部设备是 PLC 系统不可分割的一部分，它有四大类： 1. 编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统一些设定、监控 PLC及 PLC 所控制的系统 工作状况。 编程器是 PLC 开发应用、检测运行、检查维护不可缺少的部件，但它不直接参与现场控制运行。 2. 监控设备：有数据监视器和图形监视器。 直接监视数据或通过画面监视数据。 3. 存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如 EPROM、 EEPROM 写入器等。 4. 输入输出设备：用于接受信号或输出信号，一般有条码读入器，输入模拟量的电位器，打印机等。 六、 PLC 的通信联网 PLC 具有通信联网的功能，它使 PLC 与 PLC 之间、 PLC 与上位计算机以及其它智能设 备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 现在几乎所有的 PLC 新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有 RS232 接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然， PLC 之间的通讯网络是各厂家专用的， PLC 与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的 PLC 之间， PLC 与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 11 了解了 PLC 的基本结构，我们在购买可编程控器时就有了一个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥 PLC 所提供的最佳功能。 可编程控制器的特点 ⑪ 硬件可靠性高 PLC 专为在工业环境的恶劣条件下应用而设计，一个设计良好的 PLC 能置于有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。 在硬件设计方面，首先是选用优质器件，再就是采用合理的系统结构，加固、简化安装，使它易于抗振动冲击，对印刷电路板的设计、加工及焊接都采用了极为严格的工业措施，而且在电路、结构及工艺上采用了一些独特的方式。 例如，在输入 /输出（ I/O）电路中都采用了光电隔离措施，各个 I/O 端口除采用常规模拟器滤波外，还加上数字 滤波；内部采用了电磁屏蔽措施，防止辐射干扰；采用了绞线机的电源电路，以防止由电源回路传入的干扰信号；采用了较合理的电路程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、调试时不会影响各机的正常工作。 由于 PLC 本身 具有很高的可靠性，所以发生故障的部位大多集中在输入输出的部件如传感器件、限位开关、观点开关、电磁阀、电机等外围设备上。 为了及时诊断故障，有的公司研制了智能可编程控制 I/O 系统，供用户了解 I/O 状态和检测系统的故障，也有的公司研制了故障检测程序。 近年来还发展了公共回路远距离诊断和网络诊断技术。 ⑫ 编程简 单，使用方便 PLC 采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握。 例如，目前大多数 PLC 均采用梯形图语言编程，既继承了传统控制线路的清晰直观感，又估计大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平，很容易被电气技术人员所接受，易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便。 ⑬ 接线简单，通用性好 在电信号匹配的情况下， PLC 的界限只需要将输入信号的设备（按钮、开关等）与 PLC端子连接，将接收输出信号执行控制的执行元件（接触器、电磁阀等）与 PLC 输出端子链接。 接线简单、工作量少，省去了传统界限和拆线 的麻烦。 PLC 的编程逻辑提供了能随要求而改变的逻辑关系，这种生产线的自动化过程就能随意改变。 这种性能使 PLC 具有很高的经济效益。 用于连接现场设备的硬件接口实际上已经设计成为 PLC 的组成部分，模块化的自诊断接口电路能指出故障，并易于排除故障与替换故障部件，这样的软硬件设计就使现场电气人员与技术人员易于使用。 ⑭ 可连接控制网络系统 PLC 可连成为功能很强的网络系统。 一般 PLC 网络可分为两类：一类是低俗网络，采12 用主从方式通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为 500— 2500m；另一类为高速网络，采 用令牌传送方式通信，速率为 1M— 10Mbps，传输距离为 500— 1000m，网点上结点可达 1024 个。 这两类网络可以级联，网上可兼容不同类型的可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大的局部网络。 ⑮ 易于安装，便于维护 PLC 安装简单，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间一半的地方。 在从继电器控制系统改造到 PLC 系统的情况下， PLC 小的模块使之能安装在继电器箱附近并将连线接向已有连线端，并且改换很方便，只要将 PLC 的输入 /输出端子连向已有的接线端即可。 PLC 以易维护作为设计目标。 由于几 乎所有器件都是模块化的，维护时只需要更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，能显示出是否正常工作，借助于编程设备可见输入 /输出是 ON/还是 OFF，还可写编程指令来报告故障。 从以上各点可见，在工业应用中使用 PLC 的好处是很多的。 通过使用 PLC 用户可获得高性能、高可靠性带来的高质量和低成本。 可编程控制器的工作原理 (1)与计算机工作方式的区别 虽然 PLC 本质上是一台微型计算机，其工作原理与普通计算机类似，均有微型计算机的许多特点，坍塌的工作方式与微型计算机有较大不同，具有一定 的特殊性。 计算机一般采用等待输入，响应处理的工作方式，如果没有输入就一直等待输入，如果键盘按下的动作或鼠标等 I/O 中断的触发则计算机的操作系统进行处理，转入相应的程序，一旦该程序执行结束，又进入等待状态。 而 PLC 则采用对 I/O 操作，数据处理等的循环扫描的工作方式。 而 PLC 中，用户程序使按先后顺序结束后，又返回到第一条指令。 如此周而复始地不断循环刷新，故障诊断等操作。 PLC 运行时，用户程序中有许多操作需要执行，但 CPU 是不能同时执行多个操作的（对于每一个操作周期而言），只能按分时操作原理每一时刻执行一个 操作。 由于 CPU 运算处理速度很高，使得外部处理的结果从宏观来看似乎是同时完成的，这种分时操作的过程称作 CPU 对出现的扫描。 扫描时一种形象化的术语，用作描述CPU 是如何完成分配给它的各种任务的方式。 (2)梯形图程序的扫描原理 当 PLC 处理运行状态时，它首先执行系统程序，进行自检等工作。 然后开始执行用户程序。 梯形图程序的运行总是从第一个梯形级开始，按照梯形递增的方向逐个扫描，也就是顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。 每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后，13 在从头开始扫描，并周而复始的重复。 若程序中有中断或跳 转控制指令，则扫描在所在处中断或跳转执行完其他操作后再返回中断或跳转处继续扫描。 顺序扫描的工作方式简单，直观，它简化了程序的设计，并为 PLC 的可靠运行提供了非常有用的保证。 一方面，所扫描的指令被执行后，其结果马上就可以通过 CPU 设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于 CPU 内部故障使用程序执行进入死循环而造成故障的影响。 (3)输入和输出操作 数据输入和 输 出操作即为状态刷新。 所谓输入刷新就是对 PLC 的输入进入一次读取，将输入端 各 变量的状态重新读入 PLC 中存入寄存器，输出刷新就是将刷新的 运算结果送到PLC 的输入端。 在 PLC 的存储器中，有一个专门存放数据的区域。 其中对应于输入端的数据区，被称为输入映像存储器。 当 CPU 采样时，输入由缓冲区进入映像区，就是数据输入的状态刷新。 当 CPU 输出时，就将映像区的内容输出到寄存器，这就是数据输出的状态刷新。 由映像存储器中的内容构成了当前状态表。 通常把输出寄存器称为“软寄存器：所谓“软继电器”实际上就是存储器中一位触发器。 其 0， 1 对应继电器的断和通，因此在传统的继电器控制系统中，输出是物理器件加导线连接而成的电路来实现的。 而在 PLC 中，却是用微处理器和存储 器来代替继电器控制线路，是通过用户程序来控制这种“继电器”的断和通，所以这种继电器称为“软继电器”。 输入操作实际上是采用输入信号刷新输入状态表的内容，输出操作则是送出处理结果—— 按输出状态表的内容刷新输出电路， PLC 在每次扫描中将会保存输入和输出状态的寄存器的内容，进行一次更新。 由输入和输出操作中可以看出，在刷新期间，如输入变量状态发生变化则在本次扫描期间， PLC 的输出端也会相应地发生变化，也就是说输出端对输入产生响应，但如果在本次刷新之后，输入变量才发生变化，则本次扫描期间 PLC 输出保持不变，而要到下次 刷新之后，输入变量才发生变化，则在本次扫描期间 PLC 输出保持不变，而要到下次扫描期间输出才对输入产生响应。 即只有在采样（刷新）时刻，输入状态映像存储器中的内容才与输入信号（不考虑电路因惯性和滞后影响）一致。 其他时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像存储器的内容的。 在程序执行结束（或下次扫描用户程序前） PLC 才将输出映像存储器的内容通过锁定器输入端上，刷新后的输入状态要保持到下次刷新为止。 14 第 2 章 硬件设计 系统工作原理 单螺杆式压缩机是一种按容积变化而工作的轴回转式压缩机。 其工作原理和一般已知的 活塞式压缩机类似，即待压缩的气体被吸入到一个工作室，工作室随即关闭缩小，被压缩气体在其体内经受一种多变压缩过程。 当工作室内的气体达到预期的最终压力时，工作室立即与压出管接通，工作室再继续缩小时，受压缩的气体被排出至排气管道内。 活塞式压缩机的工作室有一个活塞在其中做往复运动的汽缸组成，对于螺杆式压缩机其内部则有一对斜齿的转子副在与它精密配合的壳体内转动。 此时，转子副齿面的相互接触所组成的接触线沿轴向方向运动。 如果利用壳体在两端及外周的表面把槽空间封闭，当转子转动时，在齿槽间输送的气体体积变小，理论上可以把气体 压缩至任意高的压力。 空气压缩机系统由空气滤清器、卸荷阀、单螺杆压缩机、单向排气阀、油气分离器缸、油气过滤器、单向阀、供油电磁阀、加载电磁阀、压力控制阀、节流阀等组成。 外界空气由空气过滤器除尘后，经卸荷阀进入压缩机主机进行压缩，在压缩腔内与润滑油混合，压缩后的混合油气经单向排气阀进入油气分离缸，在油气分离缸内分离大部分润滑油，在经过油气细分离器过滤掉残余所谓润滑油，接着经过最小压力阀，空气冷却器，空气干燥器，截止阀后，以较低的温度和较干燥的压缩空气送入使用系统，供用户使用。 而润滑油主要起润滑轴承与转子 接触面，密封啮合副间隙的作用，后者作用最为重要。 油气缸内的润滑油在空气压力下被压入油冷却器，在油冷却器内被冷却后，再送入油过滤器滤去污垢和杂质。 过滤后的润滑油在这里与油气细分离器经单向阀送来的润滑油汇合，其后共同经过供油电磁阀，分为两路。 一路由主机下端喷入压缩室冷却压缩空气；另一路流到主机两端用来润滑轴承，然后聚集在压缩室底部随压缩空气排出。 这些油气混合体经过单项排气阀后分别在油气分离缸和油气细分离器被分离出来，在开始下一次循环。 系统流程及零件功能简介 （加上我让你们画的那张图） 一 、空气系统流 程 空气由空气滤清器滤去尘埃之后，经由进气阀进入压缩机机体内进行压缩，并与润滑油混合。 与混合的压缩空气排入油气桶，经油气桶和油细分离器去除油后，纯净的空气经压力维持阀、后部冷却器，送入系统使用。 二、气路中各组件功能说明 (1)空气滤清器 15 空气滤清器滤芯为一干式纸质过滤滤芯，其主要功能是过滤空气中的尘埃。 当控制面板上空气滤清器阻塞指示灯亮时，表。