導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電氣控制系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本篇文章介紹了自動(dòng)鏜床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并且敘述了鏜床運(yùn)行的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程設(shè)計(jì)步驟。整個(gè)系統(tǒng)采用了一臺(tái)PLC控制，整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)一個(gè)控制室。利用PLC控制鏜床運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了鏜床啟動(dòng)、停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種控制方式，從而實(shí)現(xiàn)了銑床運(yùn)行的自動(dòng)化功能。PLC控制的特點(diǎn)使原機(jī)床控制大大的簡(jiǎn)單化,并且維修方便,易于檢查。節(jié)省大量的繼電器元件,使機(jī)床的工作效率更高。 關(guān)鍵詞：可編程序控制器； 鏜床； 電氣控制系統(tǒng)；

ABSTRACT：This page has introduced the design plan of theautomatic boring machine PLC control system, and has narrated thebasic principles of the boring machine’s operation, the basicprinciples of PLC and the engineering design step of PLC. the whole system has adopted aPLC to control, the whole control system sets up a control room andutilize a PLC control boring machine to run. It realized thefunction of boring machine’s start , stop , trouble stop , stoppromptly. And it has two kinds of control methods the manuallycontrol and automatically control, thus realized the automaticfunction of the boring machine’s operation.

KEYWORDS: PLC；boring machine；control system

目錄

【摘要】 1

目錄 2

1.緒論 4

1.1 選題的目的和意義 4 1.3PLC的概述及構(gòu)成 5

1.31PLC的定義 5 1.3.3 PLC的特點(diǎn) 6

1.3.4 PLC的基本組成 7

2 車鏜專機(jī)的概況 8

2.1車鏜專機(jī)概述 8

2.1.1車鏜專機(jī)的功用及組成 8 2.2車鏜專機(jī)的電氣控制 10

2.2.1概述 10

2.2.2電氣控制線路工作原理 10

3車鏜專機(jī)電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇 14

3.1電動(dòng)機(jī)選擇的基本知識(shí) 14

3.2.1連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇 14

3.2.2長期變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)容量的選擇 15

3.3車鏜專機(jī)用電動(dòng)機(jī)容量的選擇 15

3.3.1車鏜專機(jī)主軸和油泵電動(dòng)機(jī)容量的選擇 15

3.3.2快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇 16

4車鏜專機(jī)電氣控制用低壓電器的選擇 17

4.1低壓電器的定義 17

4.2低壓電器的選擇 17

4.2.1低壓斷路器的選擇 17

4.2.2交流接觸器的選擇 17

4.2.3熔斷器的選擇 18

4.2.4熱繼電器的選擇 18

4.2.5行程開關(guān)與刀開關(guān)的選擇 19

4.2.6組合開關(guān)與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇 19

4.2.7主令控制電器的選擇 19

4.2.8指示燈的選擇 19

5車鏜專機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 5.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 20 5.2.2車鏜專機(jī)PLC的I/O接線圖 21

5.2.3其他硬件配置 22

5.2.4車鏜專機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì) 22

5.2.5程序調(diào)試過程 24

5.2.6列寫電器元件一覽表 24

結(jié)束語 26

謝 辭 27

文 獻(xiàn) 28

1.緒論

1.1 選題的目的和意義

由于現(xiàn)代加工技術(shù)的益提高，對(duì)加工機(jī)床特別是工作母機(jī)的要求也越來越高，數(shù)控技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等發(fā)展的產(chǎn)物，他的出現(xiàn)極大的推動(dòng)了制造業(yè)的進(jìn)步。機(jī)床的控制系統(tǒng)的優(yōu)劣與機(jī)床的加工精度息息相關(guān)，特別是PLC廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域后，已經(jīng)顯現(xiàn)出它的優(yōu)越性?？删幊炭刂破鱌LC已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的自動(dòng)控制。在機(jī)械加工領(lǐng)域，機(jī)床的控制上更顯示出其優(yōu)點(diǎn)。由于鏜床的運(yùn)動(dòng)很多、控制邏輯復(fù)雜、相互連鎖繁多，采用傳統(tǒng)的繼電器控制時(shí)，需要的繼電器多、接線復(fù)雜，因此故障多維修困難，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不僅加大了維修成本，而且影響設(shè)備的功效。采用PLC控制可使接線大為簡(jiǎn)化，不但安裝十分方便而且工作可靠、降低了故障率、減小。 現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平、產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)指標(biāo)，在很大程度上取決于生產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)性和電氣自動(dòng)化程度。機(jī)電一體化技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而迅速發(fā)展的。在控制方法上主要是從手動(dòng)到自動(dòng)；在控制功能上，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；在操作上，是由笨重到輕巧。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，又為電氣控制技術(shù)的發(fā)展開拓了新的途徑。 傳統(tǒng)的機(jī)床電氣控制是繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的啟動(dòng)、停車、有極調(diào)速等控制。繼電器接觸式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、抗干擾強(qiáng)、價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。目前，在我國繼電器接觸式控制仍然是機(jī)床和其他機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。 在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在用開關(guān)量控制的簡(jiǎn)單的程序控制過程，而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)常不能滿足這種要求，因此曾出現(xiàn)了繼電器接觸控制和電子技術(shù)相結(jié)合的控制裝置，叫做順序控制器。它能夠根據(jù)生產(chǎn)的需要改變控制程序，而又遠(yuǎn)比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，它是通過組合邏輯元件插接或編程來實(shí)現(xiàn)繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大，功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化，在70年代出現(xiàn)了將計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)技術(shù)引入順序控制器，產(chǎn)生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器（PLC），它兼?zhèn)淞擞?jì)算機(jī)控制和繼電器 控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前在世界各國已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用裝置普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。為解決占機(jī)械總加工量80％左右的單件和小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化的難題，50年代出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床。它綜合應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制和機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，它是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床經(jīng)過40年來的發(fā)展，品種日益增多，性能不斷完善，其中以輪廓控制的數(shù)控機(jī)床和帶有自動(dòng)換刀裝置和工作臺(tái)能自動(dòng)轉(zhuǎn)位的數(shù)控加工中心發(fā)展更為迅速。數(shù)控機(jī)床由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等部分組成，其中伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機(jī)床加工精度和生產(chǎn)率的主要因素之一。

1.3PLC的概述及構(gòu)成

1.31PLC的定義

20世紀(jì)是人類科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，電氣控制技術(shù)也由繼電控制過渡到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。各種工業(yè)用計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品的出現(xiàn)，對(duì)提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制性能起到了關(guān)鍵的做用。進(jìn)入20世紀(jì)，各種自動(dòng)控制產(chǎn)品正在向著控制可靠，操作簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，價(jià)格低廉的方向發(fā)展，使自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)越來越容易。 “可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行命令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。” 雖然PLC 問世時(shí)間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段： 1．早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。 2．中期的PLC（70 年代中期—80 年代中后期） 在70年代微處理器的出現(xiàn)使PLC 發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC 的中央處理單元（CPU）。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 3．近期的PLC（80 年代中后期至今） 進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。

1.3.3 PLC的特點(diǎn) 1.3.4 PLC的基本組成

可編程控制器系統(tǒng)由輸入部分、運(yùn)算控制部分和輸出部分組成。

可編程控制器主機(jī)的硬件電路由CPU、存儲(chǔ)器、基本I/O接口電路、外設(shè)接口、電源等五大部分組成，PLC典型硬件系統(tǒng)如圖1-1所示。

圖1-1 可編程控制器主機(jī)硬件電路圖

2 車鏜專機(jī)的概況

2.1車鏜專機(jī)概述

2.1.1車鏜專機(jī)的功用及組成

  ;車鏜專機(jī)是用來對(duì)臺(tái)式鉆床的立拄進(jìn)行鏜孔加工，同時(shí)對(duì)孔的右端面進(jìn)行車削加工的一種自動(dòng)加工設(shè)備。加工工件如圖2-1所示。

圖2-1 工件示意圖

車鏜專機(jī)的基本組成 車鏜專機(jī)的基本組成如圖2-2所示。左、右機(jī)械動(dòng)力頭各有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)（快速電動(dòng)機(jī)、工速電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)），液壓站由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。

圖2-2 車鏜專機(jī)的基本組成示意圖 1.車鏜專機(jī)加工過程

加工過程如圖2-3所示。操作者將要加工的工件放在工作臺(tái)上的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動(dòng)夾緊，壓力繼電器動(dòng)作，左、右動(dòng)力頭同時(shí)開始鏜削加工。左動(dòng)力頭快進(jìn)，工進(jìn)至終點(diǎn)后，快退回原位；而右動(dòng)力頭快進(jìn)、工進(jìn)至終點(diǎn)后還應(yīng)進(jìn)行右端面的車削加工（車刀橫進(jìn)、橫退）后才快退。當(dāng)兩動(dòng)力頭都退回原位，此時(shí)Ⅰ工位的粗加工結(jié)束，工作臺(tái)移到Ⅱ工位，開始進(jìn)行精鏜加工。左、右動(dòng)力頭重新起動(dòng)，快進(jìn)，工進(jìn)到終點(diǎn)延時(shí)后快退回原位，Ⅱ工位加工結(jié)束，工作臺(tái)退到Ⅰ工位，松開工件，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結(jié)束。

圖2-3 車鏜專機(jī)的加工過程

（3）液壓系統(tǒng) 車鏜專機(jī)液壓系統(tǒng)元件如表2-1所示。

表2-1 車鏜專機(jī)液壓系統(tǒng)元件表

YV1 + 卸荷 SP1 + 油壓到信號(hào)

YV2 +（-） 工件松開（夾緊） SP2 + 工件緊信號(hào)

YV3 + 向Ⅰ工位 YV5 + 橫 進(jìn)

YV4 + 向Ⅱ工位 YV6 + 橫 退

注：表中“+”表示得電，“-”表示斷電。

2．車鏜專機(jī)的控制要求

1）本系統(tǒng)有七臺(tái)電機(jī)：油泵電機(jī)、右主軸電機(jī)、右快速電機(jī)、右工速電機(jī)、左主軸電機(jī)、左快速電機(jī)、左工速電機(jī)。

2）工作臺(tái)有兩個(gè)工位，由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩工位的轉(zhuǎn)換和加工工件的夾緊與松開。

3）有自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)兩種工作方式，其中自動(dòng)工作方式又有三種形式：全自動(dòng)循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。全自動(dòng)循環(huán)過程是從Ⅰ工位Ⅱ工位Ⅰ工位，Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位時(shí)的加工循環(huán)。

4）手動(dòng)工作方式包括左、右主軸的點(diǎn)動(dòng)對(duì)刀，左、右動(dòng)力頭的快進(jìn)與快退點(diǎn)動(dòng)，手動(dòng)松開工件、手動(dòng)移位等。

5）左、右床身導(dǎo)軌應(yīng)具有自動(dòng)功能（YV7、YV8）。 7）油泵起動(dòng)后，液壓系統(tǒng)要有一定的壓力緩沖，才允許開始工作，工作結(jié)束要卸荷。

8）具有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號(hào)的指示。

9）具有照明和必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)。

2.2車鏜專機(jī)的電氣控制

2.2.1概述

鏜床是一種精密加工機(jī)床，主要用于加工精確的孔和各孔間相互位置要求較高的零件。它的運(yùn)動(dòng)由部件多，調(diào)速范圍寬。鏜床主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，有各自傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，為縮短輔助時(shí)間，鏜頭架的上下運(yùn)動(dòng)、工作臺(tái)的前后左右運(yùn)動(dòng)及鏜軸的進(jìn)出運(yùn)動(dòng)除工作進(jìn)給外，還應(yīng)有快速移動(dòng)，由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。

2.2.2電氣控制線路工作原理

（1）主軸的點(diǎn)動(dòng)控制 （2）主電機(jī)的正反向長動(dòng) 使用高速時(shí)，限位開關(guān)XK閉合，按下SB1后，電動(dòng)機(jī)先低速起動(dòng)，延時(shí)5秒后KM6斷開，再經(jīng)0.6秒KM7得電動(dòng)作。KM7的主觸點(diǎn)使電機(jī)的繞組連成雙星形并重新接入電流，從而使主電動(dòng)機(jī)從低速再起動(dòng)到高速。 （3）主軸或進(jìn)給變速時(shí)主電機(jī)的緩轉(zhuǎn)控制 （4）主軸箱、工作臺(tái)或主軸的快速移動(dòng)

機(jī)床的各部件的快速移動(dòng)由限位開關(guān)S2、S6和快速電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)。S2被壓動(dòng)，PLC輸出使KM4得電動(dòng)作，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)、限位開關(guān)S6被壓動(dòng)，PLC輸出使接觸器KM5得電動(dòng)作，快速電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)。

（5）主電機(jī)的反接制動(dòng)控制

當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)Kn閉合，而正轉(zhuǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn)Kn。圖2-4是鏜床電氣控制系統(tǒng)主電路圖

圖2-4 鏜床電氣控制系統(tǒng)主電路圖

2.2.3車鏜專機(jī)接線布置圖設(shè)計(jì)

1、控制面板圖的設(shè)計(jì)要使整個(gè)系統(tǒng)的控制處于方便、快捷、集中、緊湊；

2、在場(chǎng)地允許條件下對(duì)發(fā)熱厲害，噪聲振動(dòng)大的電氣部件放在離操作者較遠(yuǎn)的地方或隔離起來；

3、對(duì)于多工位加工的大型設(shè)備，應(yīng)考慮兩地操作的可能；

4、總電源緊急停止控制應(yīng)安放在方便而明顯的位置，圖2-5安裝板電氣元件平面布置圖，圖2-6 控制面板按鈕、行程開關(guān)平面布置圖。

圖2-5 安裝板電氣元件平面布置圖

圖2-6控制面板按鈕、行程開關(guān)平面布置圖

3車鏜專機(jī)電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇

3.1電動(dòng)機(jī)選擇的基本知識(shí)

要使電力拖動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)而可靠地運(yùn)行，必須正確選擇拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。這包括電動(dòng)機(jī)的種類、型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和容量﹝功率﹞的選擇。

選擇電動(dòng)機(jī)的種類時(shí)，對(duì)一般要求的生產(chǎn)機(jī)械，優(yōu)先考慮 選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，并且有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，可選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)；對(duì)拖動(dòng)功率大，需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)以及穩(wěn)定的工作速度時(shí)，優(yōu)先考慮選用三相同步電動(dòng)機(jī)；對(duì)于調(diào)速性能要求高，在要求快速而平滑的起、制動(dòng)時(shí)，考慮優(yōu)先選用直流電動(dòng)機(jī)。 在選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，則高速電動(dòng)機(jī)教經(jīng)濟(jì)。但當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的工作速度一定，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳速比越大，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)裝置的造價(jià)升高。所以選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，必須從電動(dòng)機(jī)與機(jī)械裝置兩個(gè)方面綜合考慮。

在選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，必須從生產(chǎn)機(jī)械的工藝過程、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)、電動(dòng)機(jī)的工作制及經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面綜合考慮。如果選擇容量太小，電動(dòng)機(jī)將長期過載而使其過早損壞；如果選擇容量過大，不僅電動(dòng)機(jī)容量不能被充分利用，造成設(shè)備投資浪費(fèi)，而且造成運(yùn)行效率低及異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)低。因此，正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量非常重要。

3.2電動(dòng)機(jī)容量選擇的基本方法

3.2.1連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)容量的選擇

長期恒定負(fù)載時(shí)指在長期運(yùn)行過程中，電動(dòng)機(jī)處于連續(xù)工作狀態(tài)，負(fù)載大小

恒定或負(fù)載基本恒定不變，工作時(shí)能達(dá)到穩(wěn)定溫升τ，其負(fù)載圖Pl=F﹙t﹚與溫

圖3-1連續(xù)工作制時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖與溫升曲線

升曲線τ=F﹙t﹚如圖3-1所示。這種生產(chǎn)機(jī)械所用的電動(dòng)機(jī)容量選擇比較簡(jiǎn)單。選擇的原則是使穩(wěn)定溫升τ在電動(dòng)機(jī)絕緣允許的最高溫升限度之內(nèi)選擇的方法是使電動(dòng)機(jī)的額定容量等于生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載功率加上拖動(dòng)系統(tǒng)的能量損耗。

3.2.2長期變化負(fù)載下電動(dòng)機(jī)容量的選擇

圖3-2 長期變化負(fù)載圖

3.3車鏜專機(jī)用電動(dòng)機(jī)容量的選擇

3.3.1車鏜專機(jī)主軸和油泵電動(dòng)機(jī)容量的選擇

主軸箱和工作臺(tái)油泵電動(dòng)機(jī)屬于連續(xù)工作制且長期工作在恒定負(fù)載下的電動(dòng)機(jī)，由于一般電動(dòng)機(jī)是按照常值負(fù)載連續(xù)工作設(shè)計(jì)的，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及出廠試驗(yàn)保證是在額定容量下工作時(shí)，溫度不超出允許值，而電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載功率小于或等于其額定功率，發(fā)熱自然沒問題，不需發(fā)熱校驗(yàn)。則主軸電動(dòng)機(jī)和油泵電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：

左右主軸電機(jī)的一些參數(shù)：交流380V 8.4A 4.0KW

油泵電機(jī)的一些參數(shù)：交流380V 3.0A 1.1KW

3.3.2快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇 如果電動(dòng)機(jī)實(shí)際暫載率與標(biāo)準(zhǔn)暫載率相同，則可直接按照產(chǎn)品目錄選擇合適電動(dòng)機(jī)，如果電動(dòng)機(jī)實(shí)際暫載率與標(biāo)準(zhǔn)暫載率不相等，應(yīng)該把實(shí)際功率換算成鄰近的標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的功率，在選擇電動(dòng)機(jī)和校驗(yàn)溫升。則選擇左右快速電機(jī)的參數(shù)和左右工速電機(jī)的參數(shù)如下：

左右快速電機(jī)的參數(shù)為：交流380V 4.9A 2.2KW

左右工速電機(jī)的參數(shù)為：交流380V 3.0A 1.1KW

4車鏜專機(jī)電氣控制用低壓電器的選擇

4.1低壓電器的定義

低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。

4.2低壓電器的選擇

4.2.1低壓斷路器的選擇

低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器，主要用于電力線路中。它相當(dāng)于刀閘開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的組合，是一種自動(dòng)切斷電路故障的保護(hù)電器。

（1）低壓斷路器主要由觸電系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)和保護(hù)元件三部分組成。

低壓斷路器的選用的技術(shù)原則：

斷路器的額定工作電壓應(yīng)大于或等于線路或設(shè)備的額定工作電壓。對(duì)于配電 電路來說應(yīng)注意區(qū)別事電源保護(hù)還是負(fù)載保護(hù)，電源端電壓比負(fù)載端電壓高出約5%左右。

（2）斷路器主電路額定工作電流大于或等于負(fù)載工作電流。

（3）斷路器的過載脫口征訂電流應(yīng)等于負(fù)載工作電流。

（4）斷路器的額定通斷能力大于或等于電路的最大短路電流。

（5）斷路器的欠電壓脫口器額定電壓等于主電路額定電壓。

（6）斷路器類型的選擇，應(yīng)根據(jù)電路的額定電流及保護(hù)的要求來選用。

4.2.2交流接觸器的選擇

交流接觸器主要由觸電系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)和滅弧裝置等組成。接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓選擇事根據(jù)被選用的接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電壓，接觸器主觸點(diǎn)的額定電流選擇是根據(jù)對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，接觸器主觸點(diǎn)額定電流計(jì)算可得到。

接觸器的類型應(yīng)根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類來選擇。即交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器。根據(jù)使用類別選用相應(yīng)系列產(chǎn)品，接觸器產(chǎn)品系列是按使用類別設(shè)計(jì)的，所以應(yīng)根據(jù)接觸器負(fù)擔(dān)的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)的使用類別。 接觸器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖4-1所示

圖4-1 接觸器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)

﹙a﹚ 線圈 ﹙b﹚主觸點(diǎn) ﹙c﹚ 動(dòng)和鋪助觸點(diǎn) ﹙d﹚動(dòng)斷鋪助觸點(diǎn)

4.2.3熔斷器的選擇

熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡(jiǎn)單有效的保護(hù)電器之一。其主體是低熔點(diǎn)金屬絲和金屬薄片制成的熔體串聯(lián)在被保護(hù)的電路中。在選擇熔斷器時(shí)應(yīng)該考慮熔體的額定電流以及熔斷器的額定電流與額定電壓。

熔體額定電流的選擇

熔體額定電流與負(fù)載大小、負(fù)載性質(zhì)有關(guān)：

（1）對(duì)于一般照明電路、電熱電路等負(fù)載可按負(fù)載電流大小來確定熔體的額定電流。 多臺(tái): IN P =（1.5~2.5）INmMax+∑INM

2、熔斷器額定電流與額定電壓的選擇

（1）熔斷器額定電流大于或等于熔體的額定電流；

（2）熔斷器額定電壓大于或等于電路的工作電壓。

4.2.4熱繼電器的選擇

熱繼電器是一種具有反時(shí)限過載保護(hù)特性的過流繼電器，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，也可用于其他電氣設(shè)備的過載保護(hù)。 4.2.5行程開關(guān)與刀開關(guān)的選擇

刀開關(guān)主要由手柄、觸刀、靜插座和底板組成。刀開關(guān)參數(shù)選擇應(yīng)從：極數(shù)，額定電流，額定電壓，通斷能力等進(jìn)行選擇；

依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出指令以控制其運(yùn)行方向和行程長短的主令電器，稱為行程開關(guān)。行程開關(guān)參數(shù)選擇：操作頭的結(jié)構(gòu)，自動(dòng)復(fù)位或非自動(dòng)復(fù)位，長擋鐵與短擋鐵，觸點(diǎn)的數(shù)量。

4.2.6組合開關(guān)與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋式且能對(duì)電路進(jìn)行多種轉(zhuǎn)換的主令電器。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)參數(shù)選擇：位數(shù)，接線圖編號(hào)，額定電流，額定電壓，通斷能力等。

4.2.7主令控制電器的選擇

應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)所，結(jié)構(gòu)型式，觸頭數(shù)及顏色來進(jìn)行選擇。

4.2.8指示燈的選擇 2.直流 6/12/24/36/48/110/220V 4.形狀：球形/園平頭/方形/長方形

5.顏色：紅、綠、黑、黃、白、藍(lán)等

6.發(fā)光源：LED、白熾燈泡和氖泡

5車鏜專機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

PLC是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制的一種通用計(jì)算機(jī)，但其工作方式與微機(jī)控制系統(tǒng)不同，與繼電接觸器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)的不同。PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

1.硬件設(shè)計(jì)

PLC應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括PLC的機(jī)型選擇、輸入輸出設(shè)備的選擇、控制柜的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)各種技術(shù)文件的編寫，PLC外部硬件電路的設(shè)計(jì)等。

2.軟件設(shè)計(jì)

PLC應(yīng)用系統(tǒng)軟件的主要內(nèi)容就是編寫PLC用戶程序，即繪制梯形圖或編寫語句表。

5.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

1.熟悉被控對(duì)象，制定控制方案；

2.確定I/O點(diǎn)數(shù)；

3.選擇PLC機(jī)型；

4.選擇輸入輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址；

5.設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)電氣圖紙；

6.程序設(shè)計(jì)；

7.系統(tǒng)調(diào)試；

8.建立文檔。

5.2.1選擇PLC的機(jī)型

圖5-1 流程圖

PLC機(jī)型的選擇基本原則是在滿足功能要求及保證可靠，維護(hù)方便，可擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：

1.I／O點(diǎn)數(shù)在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的I／O點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量（10％~15％ ）；

2.基于本設(shè)計(jì)I/O口的要求，需24個(gè)輸入16個(gè)輸出，因此我們選擇了FX-0N這種型號(hào)的PLC；

3.根據(jù)動(dòng)力頭的工作過程分析，結(jié)合PLC外部電氣控制線路的設(shè)計(jì)，可以很方便地設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的工作流程圖﹙如圖5-1﹚。

5.2.2車鏜專機(jī)PLC的I/O接線圖

總共用到22個(gè)輸入端，基本功能的實(shí)現(xiàn)用22個(gè),另外有2個(gè)用于擴(kuò)展功能.。輸入點(diǎn)采用分組輸入的方法減少輸入點(diǎn)數(shù).將“自動(dòng)”控制中的“起動(dòng)”按紐與 5-2 鏜床控制系統(tǒng)PLC外部接線圖

5.2.3其他硬件配置

PLC選型確定以后還要考慮系統(tǒng)中的其他部分，主要有：

① 電源

有的PLC機(jī)具有獨(dú)立的電源模塊，選擇電源模塊時(shí)要使電源模塊的額定輸出電流大于或等于主機(jī)、I/O模塊、專用模塊等總的消耗電流之和。為I/O模塊選擇直流電源時(shí)必須查閱產(chǎn)品手冊(cè)，按其給出的模塊技術(shù)參數(shù)正確選配。

② 大中型系統(tǒng)配置

對(duì)大中型的控制系統(tǒng)，可能須要配置總監(jiān)控制臺(tái)和監(jiān)控模擬屏、PLC輸入輸出二次隔離重動(dòng)繼電器柜以及系統(tǒng)專用UPS電源等。

5.2.4車鏜專機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì)

根據(jù)鏜床控制系統(tǒng)PLC外部接線圖，來畫梯形圖。畫是應(yīng)該主要每運(yùn)行一次要線圈復(fù)位一次。 其中手動(dòng)加工部分有：左主軸對(duì)刀SB3、右主軸對(duì)刀SB4、左快進(jìn)SB5、左快退SB6、右快進(jìn)SB7、右快退SB8、手動(dòng)松開SA3、手動(dòng)移位SB9。 判斷油壓是否到位（到T0后如果油壓沒有上升報(bào)警）—手/自動(dòng)選擇（假如是自動(dòng)加工）—判 斷是否夾緊—原位判斷（假如工作臺(tái)不在原位則快退回原位，包括左原點(diǎn)、右原點(diǎn)、橫原點(diǎn)）—當(dāng)工作臺(tái)都回到原位的時(shí)候原位指示燈HL1亮并進(jìn)行工位判斷（若工作臺(tái)不在Ⅰ工位則YV4得電工作臺(tái)回Ⅰ工位）—工作臺(tái)松開，當(dāng)工件放上去時(shí)，再次手自動(dòng)判斷—按啟動(dòng)按鈕，工作臺(tái)再次夾緊，工作指示燈亮（當(dāng)工作臺(tái)松開時(shí)長時(shí)間沒有按下啟動(dòng)按鈕則直接卸荷）—工作循環(huán)方式選擇，判斷是否是Ⅱ工位加工（因?yàn)棰窆の患庸づc全循環(huán)加工的前面部分一樣，

所以只要判斷是否是Ⅱ工位加工）—左右斷機(jī)判斷—快進(jìn)（到工進(jìn)點(diǎn)）—工進(jìn)（到終點(diǎn)，假如是右工作臺(tái)加工還需進(jìn)行端面加工）—快退（Ⅰ工位加工退到原點(diǎn)，全循環(huán)加工退到工進(jìn)點(diǎn)）—判斷是否是Ⅰ工位加工（若不是則進(jìn)行Ⅱ工位加工）—Ⅱ工位快進(jìn)、工進(jìn)、快退（Ⅱ工位加工到終點(diǎn)是還需延時(shí)一段時(shí)間，去除毛刺）—回Ⅰ工位。 輸出點(diǎn)部分I/O點(diǎn)數(shù)比較少故不要使用減少I/O點(diǎn)數(shù)的措施。圖5-2 鏜床控制系統(tǒng)PLC梯形圖。

圖5-3鏜床控制系統(tǒng)PLC梯形圖

5.2.5程序調(diào)試過程

按功能表圖的流程順序來調(diào)試程序，調(diào)試的過程應(yīng)該符合設(shè)計(jì)的控制要求，主要能執(zhí)行全自動(dòng)、單I、單II、斷左、右機(jī)、手動(dòng)。

5.2.6列寫電器元件一覽表

整理全部電路設(shè)計(jì)圖，程序流程框圖，程序清單，元件參數(shù)計(jì)算公式、結(jié)果，列出元件清單。表5-1 電氣元件一覽表

表5-1 電氣元件一覽表

符號(hào) 數(shù)量 名稱及用途

M1 1 主電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用

M2 1 快速移動(dòng)用電機(jī)

Q 1 空氣開關(guān)，限流、欠壓保護(hù) KM3 1 限流電阻短路用接觸器

KM6 KM7 3 主電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換用接觸器

KM4 KM5 2 快速電機(jī)正反轉(zhuǎn)用接觸器

SB5 1 主電動(dòng)機(jī)停止用按鈕

Kn 1 主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)制動(dòng)用速度繼電器 SB3 SB4 2 主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕 S3 S4 2 進(jìn)給變速用限位開關(guān)

S 1 接通主電動(dòng)機(jī)高速用限位開關(guān)

S5 S6 2 快速電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)用限位開關(guān)

R 2 點(diǎn)動(dòng)、高速啟動(dòng)，制動(dòng)用限流電阻

FU1~FU8 8 短路保護(hù)熔斷器

KR 1 主電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器

K1 1 控制PLC用開關(guān)

PLC 1 可編程控制器

結(jié)束語

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過這次實(shí)踐，我了解了車鏜專機(jī)PLC控制系統(tǒng)的用途及工作原理，熟悉了車鏜專機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。此次設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是此次也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)3年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，為中國工業(yè)添上自己的微薄之力。

謝 辭

在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師王署霞老師的熱心指導(dǎo)和幫助，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。

感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。我們?cè)谝黄鸬娜兆樱視?huì)記一輩子的。

感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。

在論文完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完

成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的

謝意！

文 獻(xiàn)

[1] ：胡辛鳴主編.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999

[2] ：張運(yùn)波.劉淑榮.工廠電氣控制技術(shù).北京：高等教育出版社，2004

[3] ：孫平.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2003

[4] ：余雷聲.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社1996

[5] ：馬鏡成.低壓電器.北京：兵器工業(yè)出版社，1993

[6] ：李桂和.電器及控制.重慶：重慶大學(xué)出版社，1993

[7] ：齊占山.機(jī)床電氣控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999

篇2

【關(guān)鍵詞】電梯 電氣控制 安全電器電路

《電梯制造與安裝安全規(guī)范）GB7588-2003第12.4.3.1條規(guī)定：切斷制動(dòng)器電流，至少應(yīng)用2個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)，不論這些裝置與用來切斷電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置是否為一體。當(dāng)電梯停止時(shí)，如果其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí)，應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。

電梯必須停機(jī)修理故障中，電氣控制系統(tǒng)故障占全部故障的80%～90% 月前電梯所選的電器元件基本上是一般的機(jī)床電器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用壽命、技術(shù)指標(biāo)等均不能完全適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。尤其是繼電器、接觸器組成的有觸點(diǎn)控制的電梯，其接頭和觸頭敏眾多，因而事故也比較多，因此電梯故障嗡測(cè)保護(hù)器已成為電梯不可能缺少的配套裝置。一般要求保護(hù)器能實(shí)時(shí)檢測(cè)被監(jiān)測(cè)電梯的工作及外電源的當(dāng)前狀況，對(duì)當(dāng)前的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析，盡可能給出確切結(jié)果，對(duì)結(jié)果不能確定的問題提供警報(bào)，要求人工干預(yù)，切斷電梯拖動(dòng)及檢測(cè)到的外電源，提供保護(hù)器電源參與援救，包括拖動(dòng)轎廂到平層，開門放客，提供語言報(bào)警、關(guān)門，電梯返回基站，可見電源系統(tǒng)是保護(hù)器的關(guān)鍵。

一、電梯電氣控制

電梯控制技術(shù)的發(fā)展，始終與安全技術(shù)的發(fā)展緊密相連。當(dāng)今電梯安全電氣控制的重點(diǎn)是電氣安全回路控制。其具體體現(xiàn)為由關(guān)鍵安全控制點(diǎn)設(shè)置的安全觸點(diǎn)和安全電路組成的電氣安全回路，對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結(jié)構(gòu)能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯(cuò)誤對(duì)電梯關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)的威脅，保證電梯關(guān)鍵安全控制電氣環(huán)節(jié)的可靠性。

在目前電梯控制電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，電氣安全回路對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的控制連接，還存在著某些通過程序軟件間接連接的設(shè)計(jì)。特別是電氣安全回路中的門鎖觸點(diǎn)，往往由于各種原因處于直接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的電氣回路之外。有些設(shè)計(jì)者過分強(qiáng)調(diào)微電腦的工作可靠性，忽視了電氣安全回路控制點(diǎn)失誤后果的嚴(yán)重性，將門鎖觸點(diǎn)通過程序控制器間接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器，此類控制方式在發(fā)生意外干擾時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn)，已有多項(xiàng)事實(shí)表明了這種危險(xiǎn)。

二、電氣控制系統(tǒng)一般故障檢測(cè)判斷

對(duì)于電梯所出現(xiàn)的電氣故障要及時(shí)判斷時(shí)修理，以下簡(jiǎn)要介紹兩類電氣故障的檢查步驟和方法。

（一）短路故障檢查方法。短路造成的故障有兩種情況， 一種是電源間短路，短路后產(chǎn)生極大的短路電流，能將熔斷器熔體燒毀；由于故障現(xiàn)象明顯，對(duì)電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路，觸點(diǎn)粘合，開關(guān)不釋放等，這種短路不產(chǎn)生大電流，熔斷器保持完好。一般表現(xiàn)為電梯失控或電路上出現(xiàn)某一繼電器不能釋放。

這時(shí)也可根據(jù)這一繼電器的有關(guān)電路進(jìn)行分段斷開，逐步將故障排除。

（二）斷路故障檢查方法。斷路故障一般表現(xiàn)在接頭松動(dòng)、開關(guān)和觸點(diǎn)接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬用表檢查和短路檢查法。采用萬用表檢查斷路故障時(shí)，可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進(jìn)行測(cè)量檢查。在使用電阻擋檢查時(shí)，需斷開電路電源，根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電阻，根據(jù)各段電阻值的大小來分析故障點(diǎn)。在使用電壓擋進(jìn)行檢查時(shí)，需給電路接通電源，然后根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電壓，并根據(jù)電壓值的大小分析確定故障點(diǎn)。采用短路方法檢查，即根據(jù)電梯電氣控制原理罔，對(duì)可能出現(xiàn)故障的觸點(diǎn)、開關(guān)等部分電路進(jìn)行短接。短接后，如果故障消除，將說明故障將在這一部分電路，隨后縮小范同，重復(fù)檢查，即可能定故障點(diǎn)。

三、電梯電器、電路控制

（一）安全電器。電梯的關(guān)鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實(shí)施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點(diǎn)或安全電路標(biāo)準(zhǔn)的電氣部件組成。目前國內(nèi)盛行將集中串聯(lián)電氣安全裝置的電氣安全網(wǎng)路通過中繼控制電器控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備（主控接觸器）。

電梯遵循安全規(guī)范的前提是首先具有良好的機(jī)械和電氣常規(guī)設(shè)計(jì)。而有些設(shè)計(jì)忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對(duì)象的電氣參數(shù)。在電氣安全回路的中繼控制電器元件的選型中，存在著利用普通繼電器控制直流電路時(shí)選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。常見的錯(cuò)誤為采用交直流兩用繼電器作為電氣安全回路的中繼控制電器時(shí)，未考慮繼電器的直流負(fù)載控制的電路技術(shù)參數(shù)。另一個(gè)值得注意的是控制電器元件的額定值一般均為控制電阻性負(fù)載時(shí)的額定值，在電梯電氣安全回路的中繼控制這類電感性負(fù)載電路中，相應(yīng)的控制能力將大幅度下降，電器觸點(diǎn)持續(xù)拉弧、燒熔、粘連的現(xiàn)象就難以避免。在電氣安全回路的中繼控制這樣的電路中，將可能造成電氣安全回路失效的重大危險(xiǎn)。

（二）安全電路。按照安全規(guī)范的要求，安全電路分為常規(guī)元件組成和含有電子元件的兩類。安全電路都要進(jìn)行故障安全評(píng)價(jià)。對(duì)于故障分析時(shí)需要考慮哪些故障，就是GB7588―2003中14.1.1.1和附錄H葉|所列出的故障。把這些故障分別輸入評(píng)價(jià)流程圖中，只有能到達(dá)“可接受”的設(shè)計(jì)才是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的。對(duì)含有電子元件的。

四、結(jié)語

電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮其對(duì)各種意外情況下的安全保護(hù)，應(yīng)達(dá)到不低于標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003的相關(guān)要求，電梯檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中，亦應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的試驗(yàn)，嚴(yán)格把關(guān)。通過對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)故障的診斷和分析，找到了電梯電氣控制系統(tǒng)一般故障有效的檢查方法和切實(shí)可行的維修方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]芮靖康.機(jī)床電氣維修技術(shù)問答[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

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關(guān)鍵詞：智能樓宇；電氣控制系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.142

1 智能電氣控制系統(tǒng)概述

當(dāng)前，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑已經(jīng)不僅僅局限于住宅和居住功能，人們對(duì)新時(shí)代的建筑功能有了更多的需求。智能樓宇是隨著智能技術(shù)在樓宇建設(shè)中的應(yīng)用而提出的一種概念，電氣控制系統(tǒng)是智能樓宇建設(shè)中非常重要的組成部分，它在很大程度上影響著建筑的方便、舒適以及安全。當(dāng)前，智能樓宇電氣控制系統(tǒng)基本上包含下列四方面內(nèi)容。

1.1 電力負(fù)荷分級(jí)

所謂電力負(fù)荷就是指電網(wǎng)中電氣設(shè)備消耗的功率。在建筑的電氣控制系統(tǒng)中對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行分級(jí)的根據(jù)依據(jù)就是建筑的使用類別以及電負(fù)荷的性質(zhì)。智能樓宇電氣控制系統(tǒng)，能夠自主采集電力總負(fù)荷情況，并通過對(duì)整個(gè)建筑物的用電效率進(jìn)行分析，自行投入補(bǔ)償電容數(shù)量，減少無功功率，同時(shí)也對(duì)整個(gè)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1.2 供電電源

供電電源是依據(jù)建筑物中電力設(shè)備的額定電壓和電量總負(fù)荷來確定的?，F(xiàn)在，建筑電氣供配電中的電源通常有220V、380V電源。智能樓宇電氣控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)建筑物的各個(gè)回路通斷情況進(jìn)行采集與監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

1.3 供配電設(shè)備

供配電設(shè)備是電力系統(tǒng)的核心部件也是重要基礎(chǔ)，只有電力設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，才能夠確保整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的正產(chǎn)運(yùn)行。在實(shí)際使用中，智能樓宇電氣控制系統(tǒng)，要能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)回路電流情況，預(yù)判設(shè)備及應(yīng)對(duì)措施，及時(shí)報(bào)警減少設(shè)備的過載情況發(fā)生。

1.4 接線方式

智能樓宇電氣控制系統(tǒng)中常見的一些接線方式主要有放射式、環(huán)式、樹干式以及其他方式組成的混合式。在設(shè)計(jì)中，可以在主干線接入處放置溫濕度探頭，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接線處的接觸電阻溫度變化及設(shè)備整體濕度變化，起到及時(shí)預(yù)警作用。

2 智能樓宇電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

隨著我國人口的不斷增多以及城市化進(jìn)程的加快，使得土地資源人均面積不斷下降，智能樓宇的出現(xiàn)給城市發(fā)展帶來了新的轉(zhuǎn)機(jī)，提高了土地綜合使用率。智能樓宇是現(xiàn)代城市化的必然趨勢(shì)，現(xiàn)已普遍應(yīng)用到了城市建設(shè)中。但智能樓宇與普通多層建筑施工和設(shè)計(jì)方面都有著較大差異。智能樓宇現(xiàn)代化、智能化程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多層建筑，因此施工難度和復(fù)雜度也比較大。智能樓宇中電氣控制系統(tǒng)占據(jù)著重要位置，離開電能不僅電梯無法使用，甚至連供水都無法實(shí)現(xiàn)，做好智能樓宇電氣工程電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保障供配電穩(wěn)定性、可靠性非常重要。若電氣控制系統(tǒng)存在問題不僅會(huì)影響智能樓宇功能的發(fā)揮，還會(huì)給居民生活帶來不便。在智能樓宇電氣工程電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須要全面考慮，結(jié)合智能樓宇特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一，智能樓宇電氣控制系統(tǒng)應(yīng)做好防雷設(shè)計(jì)，智能樓宇由于整體結(jié)構(gòu)較高，易遭到雷電的襲擊，如電氣設(shè)備遭受雷擊，將出現(xiàn)停電、電氣設(shè)備、電子設(shè)備燒毀等F象，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，影響正常供配電，還會(huì)影響居民生活，所以在智能樓宇電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須要考慮防雷問題。除防雷問題外，還要對(duì)能耗問題進(jìn)行考慮，做好電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，要根據(jù)電力傳輸及用電規(guī)律，對(duì)電氣布局和電氣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行必要的優(yōu)化，降低能耗，節(jié)約能源。第二，還要合理確定電力負(fù)荷，保障負(fù)荷計(jì)算有效性和準(zhǔn)確性，設(shè)備配型選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷計(jì)算結(jié)果和預(yù)算來確定。智能樓宇中一級(jí)負(fù)荷的供電通常情況下應(yīng)配備兩個(gè)獨(dú)立電源和一個(gè)備用發(fā)電機(jī)，以保障供電穩(wěn)定性，如兩個(gè)獨(dú)立電源發(fā)生故障，則使用備用發(fā)電機(jī)。高壓電氣控制系統(tǒng)一般采用單母線分段設(shè)計(jì)，低壓電氣控制系統(tǒng)中必須采用自動(dòng)空氣開關(guān)。為了保障電梯穩(wěn)定性和安全性，電梯應(yīng)用專用線，通過不同變壓器引出線路，從而減小設(shè)備故障對(duì)電梯的影響。第三，盡可能避免環(huán)境中電磁對(duì)信息采集造成的干擾。環(huán)境中存在著大量的電磁波，這些電磁波可能會(huì)對(duì)智能樓宇電氣控制系統(tǒng)信息采集造成干擾，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，在設(shè)計(jì)智能樓宇電氣控制系統(tǒng)時(shí)要重視排除電磁干擾。

3 智能樓宇電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能樓宇電氣工程電氣控制系統(tǒng)，只有經(jīng)過科學(xué)設(shè)計(jì)，才能滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、環(huán)保性、節(jié)能性要求。電氣工程電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換的處理，合理對(duì)暖通空調(diào)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。此外，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮自然采光問題。照明是智能樓宇電氣系統(tǒng)的核心內(nèi)容，是智能樓宇中不可或缺的基本功能。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理利用自然光，最大程度上減小人造照明使用，通過添加智能控制系統(tǒng)，以降低能耗。電氣線路設(shè)計(jì)中要科學(xué)計(jì)算線路負(fù)載和總長度，盡量減少線路電阻，從而保障供配質(zhì)量，變壓器容量選擇要結(jié)合負(fù)荷率大小和規(guī)律，禁止使用油浸式變壓器，要采用干式變壓器和環(huán)氧樹脂澆筑式變壓器。另一方面，在PVC 管安裝中不論墻板內(nèi)，還是樓板內(nèi)安裝，都要采用暗敷設(shè)方法。為了防止電網(wǎng)停電，發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)，應(yīng)設(shè)UPS 電源作為機(jī)房照明。變壓器安裝前應(yīng)嚴(yán)格檢查性能，檢驗(yàn)合格方可安裝，若不合格必須及時(shí)處理，停止安裝，避免帶來安全隱患。插接式母線必須保障干燥，避免受潮。管路埋設(shè)要避免水、混凝土的進(jìn)入，一旦進(jìn)入很有可能造成無法穿線，影響正常作業(yè)。智能樓宇電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須科學(xué)設(shè)計(jì)，合理選擇施工方案，根據(jù)智能樓宇特點(diǎn)采用有限措施，才能保障電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)束語

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，智能樓宇的設(shè)計(jì)也在推陳出新的原則上越來越人性化，在滿足舒適性的同時(shí)，也要注意整個(gè)項(xiàng)目的投資要求。另外，智能樓宇建設(shè)也是響應(yīng)國家對(duì)節(jié)能減排的號(hào)召，節(jié)能環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙炳森.建筑電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安裝的施工技術(shù)探討[J].建筑知識(shí).

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關(guān)鍵詞：生產(chǎn)機(jī)械；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)分析

在生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，已經(jīng)定型的機(jī)床和機(jī)械設(shè)備可以不用通過設(shè)計(jì)、制造一些專用的生產(chǎn)設(shè)備，或者對(duì)原有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，其它種類的機(jī)械就需要進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，主要是通過介紹經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及邏輯設(shè)計(jì)法來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)律及方法進(jìn)行分析和研究。

1電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)的過程中，需要根據(jù)實(shí)際電氣控制的要求編制和設(shè)計(jì)出機(jī)械制造、機(jī)械使用以及機(jī)械維修過程中需要用到的資料（包含了外購件的目錄、材料消耗清單以及機(jī)械說明書等）以及圖片樣本（包含了電氣原理圖、電氣元件的布置圖、電氣組建的劃分圖、電氣系統(tǒng)安裝接線圖、控制面板圖、電氣箱圖、非標(biāo)準(zhǔn)件的加工圖以及元件、器件的安裝底板圖）等。根據(jù)電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書的方案可以確立電力設(shè)計(jì)方案，然后針對(duì)性的選擇所涉及到的電動(dòng)機(jī)類型，并且設(shè)計(jì)出合理的原理圖，然后通過計(jì)算得到主要的技術(shù)參數(shù)并且核實(shí);選擇需要的電氣元件、器件后制定相關(guān)的明細(xì)表，編寫出機(jī)械設(shè)計(jì)的說明書。在設(shè)計(jì)內(nèi)容過程時(shí)，要嚴(yán)格的對(duì)原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)樵韴D是生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，能夠?yàn)楹罄m(xù)的的工藝設(shè)計(jì)以及技術(shù)資料的制定提供行之有效的憑證。為了提高制造電氣控制系統(tǒng)的效率，并將原理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所涉及到的技術(shù)達(dá)到指標(biāo)，必須采取工藝設(shè)計(jì)，來為機(jī)械的調(diào)試、使用以及維護(hù)提供切實(shí)可行的圖樣資料[1]。其所需的資料內(nèi)容包含了電氣系統(tǒng)總的布置圖、安裝圖以及接線圖的設(shè)計(jì)；電氣組建的布置圖、安裝圖、接線圖的設(shè)計(jì)，電氣箱、非標(biāo)準(zhǔn)元件、操作臺(tái)的設(shè)計(jì)，電氣元件、器件清單，機(jī)械的使用和維護(hù)說明書。

2電氣控制系統(tǒng)中電氣控制原理的電路設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也可以稱之為分析設(shè)計(jì)法，其主要是根據(jù)具體的生產(chǎn)要求來選擇基本的單元電路，或者將已經(jīng)完備的電路設(shè)計(jì)按照一定的條件組合起來，在一定基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和補(bǔ)充，使其成為一個(gè)滿足控制要求和設(shè)計(jì)要求的完整電路，該種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不受固定的程序的困擾，整個(gè)過程是建立在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本環(huán)節(jié)的掌握程度以及較高的電氣控制系統(tǒng)電路分析能力的基礎(chǔ)上，能夠快速提高工作的效率。因此在平常的設(shè)計(jì)中，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法獲得了廣泛的應(yīng)用，但是，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法有其局限性:設(shè)計(jì)出來的電氣控制系統(tǒng)的方案可能會(huì)出現(xiàn)漏洞，或者因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的不足而造成影響設(shè)計(jì)方案的完整性，間接的影響了電氣控制系統(tǒng)的可靠性。所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，必須要經(jīng)過反復(fù)審核檢查，在一定條件下最好通過模擬實(shí)驗(yàn)來確定設(shè)計(jì)方案。當(dāng)問題發(fā)生時(shí)作出適時(shí)的調(diào)整修改直到電氣控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)要求。而邏輯設(shè)計(jì)法則是在電路設(shè)計(jì)中根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝需要來利用邏輯代數(shù)，把控制電路中的各環(huán)節(jié)當(dāng)做邏輯變量，然后根據(jù)電路控制的要求把邏輯變量之間的關(guān)系通過各邏輯關(guān)系式進(jìn)行表達(dá)，在簡(jiǎn)化邏輯關(guān)系式后設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)圖。邏輯設(shè)計(jì)法的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案最佳化，但是不足之處在于在實(shí)際使用過程中，設(shè)計(jì)難度較高且過程復(fù)雜，有時(shí)還可能需要結(jié)合新的理念，因此在常規(guī)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，邏輯設(shè)計(jì)法需要結(jié)合其它方法一起使用。原理圖設(shè)計(jì)在滿足生產(chǎn)工藝的要求時(shí)必須充分了解和掌握機(jī)械的性能、結(jié)構(gòu)及其實(shí)際情況，然后通過控制方式、反向、啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)等考量并且設(shè)計(jì)出聯(lián)鎖和保護(hù)裝置，然后控制電路電源的種類和電壓數(shù)值。一般簡(jiǎn)單的電氣控制電路包含的元件和器件不是很復(fù)雜，可以直接采用220V的電源或者380V的電源；但如果控制電路較為復(fù)雜，就必須將控制電壓根據(jù)實(shí)際情況降到24V、48V或者110V，并且要采用控制電源的變壓器，以此確保電氣控制電路在工作時(shí)的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)的提前就是必須要保證電氣元件、器件的穩(wěn)定和可靠性[2]。元器件的連接不僅要符合國家的相關(guān)規(guī)定，還需要合理的安排位置和觸頭的位置，以便正確的連接電器線圈。

3電氣控制系統(tǒng)中的工藝設(shè)計(jì)

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)需要根據(jù)之前制定好的原理設(shè)計(jì)圖，將控制系統(tǒng)劃分成若干個(gè)部件，然后根據(jù)實(shí)際情況將各個(gè)部件劃分為若干個(gè)單元，然后整理好各個(gè)部分涉及到的進(jìn)線及出線，并調(diào)整好連接方式。一般情況下，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)單元?jiǎng)澐謺r(shí)應(yīng)注意：相似功能的元件需要組合在一起;而且，為了減少單元間的連線，接線相關(guān)的控制電器應(yīng)該在同一單元內(nèi)；為了防止受到外界因素的干擾，需要分開強(qiáng)弱電；為了便于調(diào)試和檢查，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)、維護(hù)的易損元件、器件應(yīng)當(dāng)組合在同一單元內(nèi)。元件、器件布置圖的繪制是依據(jù)原理設(shè)計(jì)圖來制定的，在繪制時(shí)應(yīng)當(dāng)按照以下原則進(jìn)行：監(jiān)視器件應(yīng)當(dāng)安裝在儀表板上；在電器板上方需要安裝發(fā)熱元件，而下方安裝體積較大或者較重的元件和器件；需要經(jīng)常調(diào)試和檢查的元件和器件在安裝時(shí)不能太高或太低，為避免受到強(qiáng)電以及外界的干擾，需要對(duì)弱電部分加裝屏蔽設(shè)施和隔離設(shè)施。電氣控制接線圖的繪制時(shí)需要根據(jù)電氣元件、器件的布置圖以及國家的相關(guān)規(guī)定采取以下原則：接線圖中各元器件的位置應(yīng)當(dāng)與實(shí)際安裝位置一致；元器件和接線座上的標(biāo)注應(yīng)該與原理圖中的標(biāo)注一致；繪制時(shí)應(yīng)當(dāng)采用細(xì)線條，以便清楚地表示出接線的關(guān)系和去向。

4結(jié)論

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【關(guān)鍵詞】PLC；電氣控制系統(tǒng)；應(yīng)用領(lǐng)域；控制技術(shù)；設(shè)計(jì)

PLC具有可編程、易于擴(kuò)展、操作方便等特點(diǎn)，在電氣控制系統(tǒng)中過去繼電器為核心的控制系統(tǒng)可以完全被PLC所取代，目前在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系中PLC已是一重要的組成部分，在工業(yè)不斷發(fā)展的情況下，以PLC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能已越來越全面化和多樣化，使PLC技術(shù)有了較大的發(fā)展，以下對(duì)PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行討論。

1、PLC的定義及工作原理

PLC（Programmable Logic Controller），即可編程邏輯控制器。PLC主要運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)中所需要使用的數(shù)字運(yùn)算操作的一種電子系統(tǒng)，其屬于運(yùn)用一類面向現(xiàn)場(chǎng)問題和過程的可實(shí)現(xiàn)編程的存儲(chǔ)器，使用非常簡(jiǎn)單和靈活。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，PLC與工業(yè)控制需要保持統(tǒng)一，其功能最大的特點(diǎn)就是易于擴(kuò)充。PLC的基礎(chǔ)硬件與一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)相同，是由電源、通信模塊、功能模塊、I/O接口電路、CPU等構(gòu)成。PLC需執(zhí)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)以及計(jì)數(shù)等操作，其內(nèi)部存儲(chǔ)程序是面向用戶的操作指令，PLC對(duì)各類機(jī)械或生產(chǎn)過程通過模擬I/O或數(shù)字來實(shí)施控制，在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中起著非常重要的作用。PLC對(duì)用戶程序按照存入存儲(chǔ)器的順序進(jìn)行掃描讀取后再執(zhí)行系統(tǒng)的控制是其控制器的主要工作原理。在過去，PLC的主要作用是代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，隨著PLC功能的日益強(qiáng)大，在我國工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上超出了PLC最早期的邏輯控制范疇。

2、PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)

PLC控制器采用的模塊主要特點(diǎn)是重量較輕并且體積小，連接非常簡(jiǎn)單便利，可即插即用，因而軍立PLC控制系統(tǒng)所需的時(shí)間非常短。此外，PLC控制器具有安裝方便、易維修、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，PLC控制器出現(xiàn)故障時(shí)，其故障原因可通過其運(yùn)行和故障指示裝置檢查出，用戶在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可立即采取措施更換模塊等措施進(jìn)行恢復(fù)，同時(shí)PLC用戶界面簡(jiǎn)單明了，對(duì)于用戶來說很容易掌握。而PLC技術(shù)具有功能模塊易于擴(kuò)充、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PLC硬件各模塊之間采用了屏蔽可實(shí)現(xiàn)彼此防輻射，并且具有自我檢測(cè)功能，因而可靠性非常高，同時(shí)，PLC本身具有抗電磁干擾、抗沖擊、抗振等多方面優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。采用PLC技術(shù)的產(chǎn)品非常豐富，通用性較強(qiáng)，并且接口模塊形式也多種多樣，大多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都能找到與PLC接口相應(yīng)的信號(hào)模塊，使用和操作都非常方便。此外，PLC的編程語言一般為梯形圖語言，易理解，使用非常簡(jiǎn)單，與電器電路的表達(dá)形式很相似。

3、PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

繼電器可以說是傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的核心，它是以被控器械發(fā)出的信號(hào)或根據(jù)用戶指令通過某種自動(dòng)方式使系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。通常電氣控制系統(tǒng)是由控制、輸入、輸出這三部分組成，而控制部分由觸點(diǎn)和繼電器組成，通常是由傳感器、開關(guān)、按鈕等組成了輸入設(shè)備是，由接觸器、電磁閥以及指示燈等組成了輸出設(shè)備。這三個(gè)基本組成部分按照一定的線路相連組成電氣系統(tǒng)，但由于觸點(diǎn)與繼電器等控制部分在操作、接線、可靠性、效率等方面的性能都相對(duì)低下，在這種情況下，不得不促使開發(fā)新的性能，從而實(shí)現(xiàn)更加高的系統(tǒng)[1]。與此同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)也是由控制、輸入、輸出這三部分組成，但其控制部分是以PLC可編程控制器為核心，不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能，還能增加編程邏輯控制及更新系統(tǒng)功能，將這三部分的接線連接則繼電器繁復(fù)明顯減輕。

在電氣控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括了在聯(lián)網(wǎng)、通信、模擬量、數(shù)據(jù)處理、過程、運(yùn)動(dòng)、開關(guān)邏輯等實(shí)現(xiàn)多方面的控制。模擬量控制主要是依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中因生產(chǎn)環(huán)境的不同而對(duì)工業(yè)生產(chǎn)影響的連續(xù)性物理量變化（如：溫度、濕度或流量等），PLC可進(jìn)行數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)化從而可實(shí)現(xiàn)可編程控制處理[2]。開關(guān)量邏輯控制主要是指PLC控制技術(shù)可以有效替換繼電器電路控制，可用于多臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化流水生產(chǎn)線的控制，并且可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)邏輯與順序控制，因此在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域中是應(yīng)用最為廣泛的控制技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于印刷機(jī)、電鍍流水線以及組合機(jī)床等。PLC對(duì)流量、溫度及壓力等各種模擬量的閉環(huán)控制被稱為過程控制，往往化工、冶金、熱處理等方面都有廣泛的運(yùn)用。而運(yùn)動(dòng)控制是指PLC利用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊對(duì)物體的各種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效控制，像在機(jī)床和機(jī)器人的控制中都會(huì)用到。通信控制是指PLC模塊之間的通信與其他設(shè)備通信的控制，在大型的工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC的通信功能常與數(shù)據(jù)處理功能常相結(jié)合并得到了廣泛的運(yùn)用[3]。

4、PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械與設(shè)備是否能正常、可靠運(yùn)行直接與電氣控制系統(tǒng)的性能有關(guān)，電氣控制系統(tǒng)作為生產(chǎn)機(jī)械不可缺不的一部分，要必須滿足成本合理、安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等要求。因此，在設(shè)計(jì)過程中，除了必須掌握一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)之外，還要在掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)的前提下還要設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)能夠滿足以面所提到的成本合理、安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等基本特性，并保證在相應(yīng)范圍內(nèi)成本能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[4]。PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由兩部分構(gòu)成：一是硬件設(shè)計(jì)；二是軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)將硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，能使系統(tǒng)開發(fā)的速度得到有效提高。往往硬件設(shè)計(jì)必須要充分考慮到成本、設(shè)備、器件的可靠性和其他性能之間的關(guān)系。而軟件設(shè)計(jì)是指按照用戶相關(guān)的需求以相應(yīng)的語言編寫應(yīng)用程序，并要求指令的條數(shù)少且具有較強(qiáng)可讀性[5]。

總之，在電氣控制系統(tǒng)中，PLC控制設(shè)備是電氣控制技術(shù)的進(jìn)步的表現(xiàn)之一，它的應(yīng)用能有效提高電氣控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)用性與可靠性。為使PLC技術(shù)能夠應(yīng)用到更為廣闊的技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)進(jìn)一步完善和優(yōu)化PLC技術(shù)，尤其是提高PLC的耐輻射、耐高溫性能，從而使PLC技術(shù)的功能不斷加強(qiáng)、性能不斷提高、適用面更廣。

參考文獻(xiàn)

[1]張海燕.淺談PLC的發(fā)展與應(yīng)用[J].機(jī)械管理開發(fā)，2010（6）.

[2]陳小飛.可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（14）.

[3]孫麗，祁士勇，王斌.PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng).2012（08）

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關(guān)鍵詞：礦用機(jī)械 電氣控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0128-01

在現(xiàn)代化礦井建設(shè)中，凡要求較高的場(chǎng)合，都離不開自動(dòng)控制。礦用機(jī)械的啟動(dòng)、加速、調(diào)速、制動(dòng)和停車都可通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，對(duì)不同的礦用機(jī)械需要不同的自動(dòng)控制方式，雖然控制方法不同，但都是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)物理量的變化確定的。因此，針對(duì)不同的物理量就有不同的控制原則。

1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及到的范圍較廣，系統(tǒng)從初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的每一環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品的質(zhì)量和成本密切相關(guān)。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程應(yīng)遵循的基本原則如以下幾點(diǎn)。

（1）最大限度地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制提出的要求。生產(chǎn)機(jī)械的電控裝置是為生產(chǎn)機(jī)械按預(yù)定規(guī)律完成一定動(dòng)作和保證部件協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù)的，電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣控制提出的技術(shù)要求。

（2）妥善處理機(jī)與電的關(guān)系，采用機(jī)電結(jié)合的方法，達(dá)到系統(tǒng)的控制要求。現(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械運(yùn)動(dòng)是機(jī)電結(jié)合的結(jié)果，機(jī)與電兩者相互關(guān)聯(lián)、相互依賴，只有統(tǒng)籌考慮兩者關(guān)系才能達(dá)到整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（3）在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案力求簡(jiǎn)單，避免盲目地追求高性能、高指標(biāo)。評(píng)價(jià)生產(chǎn)機(jī)械電氣設(shè)計(jì)水平，并不是電氣控制的功能越強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)越高就越好，而是以設(shè)備的性能價(jià)格比和運(yùn)行可靠性來衡量的。高功能、高指標(biāo)往往使系統(tǒng)的生產(chǎn)成本和復(fù)雜程度劇增，系統(tǒng)越復(fù)雜，所用元器件越多，系統(tǒng)的可靠性就越低（不包括冗余設(shè)計(jì)而增加的元器件）。因此，在滿足生產(chǎn)機(jī)械提出的技術(shù)指標(biāo)前提下，電氣控制設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，提高系統(tǒng)工作可靠性，提高裝置的性能價(jià)格比。

（4）積極慎重地采用新技術(shù)、新工藝。任何設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中都存在著成功和失敗兩種可能，從減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)角度考慮，應(yīng)盡可能采用成熟的、經(jīng)過優(yōu)化和實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)的材料、元器件以及制造技術(shù)與工藝。新技術(shù)和新工藝的出現(xiàn)，往往會(huì)給社會(huì)帶來巨大的效益，成功地應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新工藝，會(huì)使產(chǎn)品在品質(zhì)、功能、成本方面發(fā)生巨大的變化。所以，在積極采用新材料、新技術(shù)、新工藝的同時(shí)，要進(jìn)行充分的調(diào)查和研究，進(jìn)行必要的試驗(yàn)，才能作出決策。

（5）正確合理地選用電器元件，盡可能減少元器件的品種和規(guī)格，降低生產(chǎn)成本。

（6）操作、維護(hù)要方便，外形協(xié)調(diào)、美觀。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的控制要求，設(shè)計(jì)和完成電控裝置在制造、使用和維護(hù)過程中所需的圖樣和資料。這些工作主要反映在電氣原理和工藝設(shè)計(jì)中。

2 電氣控制裝置的設(shè)計(jì)步驟

電氣控制裝置設(shè)計(jì)一般分成三個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2.1 初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)是研究系統(tǒng)和電氣控制裝置的組成，并尋求最佳控制方案的初步階段，是技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。初步設(shè)計(jì)可由機(jī)械設(shè)計(jì)人員和電氣設(shè)計(jì)人員共同提出，也可由機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出有關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)資料和工藝要求，由電氣設(shè)計(jì)人員完成初步設(shè)計(jì)。

初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出的要求，盡可能收集國內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)資料，進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，積極而又慎重地采用新技術(shù)、新工藝，并對(duì)某些新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新組件等進(jìn)行必要的原理性試驗(yàn)研究或提出試驗(yàn)研究大綱，提出系統(tǒng)中必須采用的專用元器件的技術(shù)要求。初步設(shè)計(jì)主要是給上級(jí)部門或用戶的一份總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告，這份報(bào)告是進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)。只有在總體方案正確的前提下，才能保證生產(chǎn)設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。如果在設(shè)計(jì)過程中只有某個(gè)細(xì)節(jié)或環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)不當(dāng)，可通過試驗(yàn)和改進(jìn)來達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但總體方案出錯(cuò)，將導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗，造成的損失是非常大的。因此，初步設(shè)計(jì)必須認(rèn)真做好調(diào)研，注意借鑒已獲成功應(yīng)用并經(jīng)過生產(chǎn)考驗(yàn)的類似設(shè)備和生產(chǎn)工藝，在幾種可能實(shí)現(xiàn)的方案中，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及現(xiàn)有的條件進(jìn)行綜合分析，作出決策。

2.2 技術(shù)設(shè)計(jì)

技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)上級(jí)部門審查批準(zhǔn)的或經(jīng)用戶同意的初步設(shè)計(jì)中提供的內(nèi)容和方案，最終完成電氣控制設(shè)計(jì)，完成電控設(shè)備布置設(shè)計(jì)。技術(shù)設(shè)計(jì)需完成下述內(nèi)容：（1）對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中某些環(huán)節(jié)做必要的試驗(yàn)，寫出試驗(yàn)研究報(bào)告。（2）繪出電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖。（3）編寫系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算書。（4）選擇整個(gè)系統(tǒng)的元器件，提出專用元器件的技術(shù)指標(biāo)，編制元器件明細(xì)表。（5）編寫技術(shù)設(shè)計(jì)說明書，介紹系統(tǒng)原理、主要技術(shù)性能指標(biāo)及有關(guān)運(yùn)行維護(hù)條件和對(duì)施工安裝要求。（6）繪制電控裝置組合布置圖、出線端子圖等。

2.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是根據(jù)上級(jí)審查批準(zhǔn)的或經(jīng)用戶同意認(rèn)可的技術(shù)設(shè)計(jì)，最終完成電控設(shè)備產(chǎn)品生產(chǎn)用的工作圖樣。產(chǎn)品設(shè)計(jì)需完成下列內(nèi)容：（1）繪制產(chǎn)品總裝配圖、部件裝配圖和零件圖。（2）繪制產(chǎn)品接線圖或接線表。（3）進(jìn)行圖樣的標(biāo)準(zhǔn)化審查和工藝會(huì)簽。一般來說，電氣控制裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)按上述三個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段中的某些內(nèi)容可根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的具體情況有所調(diào)整。

3 電氣控制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電氣控制設(shè)計(jì)內(nèi)容很多，這里僅對(duì)一些較為重要的設(shè)計(jì)作進(jìn)一步探討。（1）控制系統(tǒng)的選擇。控制系統(tǒng)是電控裝置的核心，它對(duì)整個(gè)裝置工作起著決定性的作用。裝置的控制系統(tǒng)選用應(yīng)根據(jù)機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制提出的技術(shù)指標(biāo)，綜合考慮控制系統(tǒng)的功能、抗干擾能力、系統(tǒng)可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、軟硬件工作量、執(zhí)行速度、帶載能力等。（2）電氣傳動(dòng)調(diào)速方式選擇。機(jī)械設(shè)備的主要功能是完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)。一臺(tái)機(jī)械設(shè)備必須完成相互協(xié)調(diào)的若干機(jī)械動(dòng)作，這些動(dòng)作的協(xié)調(diào)依靠機(jī)械和電氣傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。合理地選用電氣傳動(dòng)調(diào)速方式是決定系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要條件。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮傳動(dòng)調(diào)速的調(diào)速性質(zhì)、調(diào)速范圍、平滑性、動(dòng)態(tài)性能、效率、費(fèi)用等指標(biāo)。（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的環(huán)境影響。任何電氣控制裝置都需要在一定的環(huán)境中儲(chǔ)存、運(yùn)輸和工作，環(huán)境條件必然會(huì)對(duì)設(shè)備工作可靠性、使用壽命帶來很大的影響。在電控設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)充分考慮環(huán)境因素，適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，這對(duì)減少設(shè)備故障率，延長使用壽命是相當(dāng)有效的。影響設(shè)備工作的環(huán)境因素主要指氣候、機(jī)械振動(dòng)和電磁場(chǎng)。（4）工藝設(shè)計(jì)問題。工藝設(shè)計(jì)的目的是為了滿足電氣控制設(shè)備的制造和使用要求，在正確的原理設(shè)計(jì)前提下，系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性、可維修性、結(jié)構(gòu)合理性等都與電氣工藝設(shè)計(jì)密切相關(guān)。電氣工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是電氣控制設(shè)備的總體配置（總裝配圖）、總接線圖（表）、分柜裝配設(shè)計(jì)（元器件布置）、接線圖（表）、柜、面板、導(dǎo)線等設(shè)計(jì)和選用。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】電氣控制系統(tǒng)；PLC（可編程邏輯控制器）；特點(diǎn)；應(yīng)用

【分類號(hào)】：TM921.5

PLC具有的特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造和體積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)，所以，以繼電器為核心的控制系統(tǒng)已經(jīng)不復(fù)存在，目前，已經(jīng)被PLC（可編程邏輯控制器）所代替，現(xiàn)在，PLC在我國生產(chǎn)體系中占有重要地位，在企業(yè)不斷發(fā)展的前提下，PLC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能越來越全面和多樣，也讓PLC（可編程邏輯控制器）有了更好的發(fā)展，文章以下內(nèi)容是電氣控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用分析。

一、PLC的定義及工作原理

PLC（Programmable Logic Controller即可編程邏輯控制器）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。PLC主要運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)中所需要使用的數(shù)字運(yùn)算操作的一種電子系統(tǒng)，其屬于運(yùn)用一類面向現(xiàn)場(chǎng)問題和過程的可實(shí)現(xiàn)編程的存儲(chǔ)器，使用非常簡(jiǎn)單和靈活。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，PLC與工業(yè)控制需要保持統(tǒng)一，其功能最大的特點(diǎn)就是易于擴(kuò)充。PLC的基礎(chǔ)硬件與一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)相同，是由電源、通信模塊、功能模塊、I/O接口電路、CPU等構(gòu)成。PLC需執(zhí)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)以及計(jì)數(shù)等操作，其內(nèi)部存儲(chǔ)程序是面向用戶的操作指令，PLC對(duì)各類機(jī)械或生產(chǎn)過程通過模擬I/O或數(shù)字來實(shí)施控制，在工業(yè)生產(chǎn)控制過程中起著非常重要的作用。PLC對(duì)用戶程序按照存入存儲(chǔ)器的順序進(jìn)行掃描讀取后再執(zhí)行系統(tǒng)的控制是其控制器的主要工作原理。在過去，PLC的主要作用是代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，隨著PLC功能的日益強(qiáng)大，在我國工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上超出了PLC最早期的邏輯控制范疇。

二、PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)

PLC控制器采用的模塊主要特點(diǎn)是重量較輕并且體積小，連接非常簡(jiǎn)單便利，可即插即用，因而軍立PLC控制系統(tǒng)所需的時(shí)間非常短。此外，PLC控制器具有安裝方便、易維修、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，PLC控制器出現(xiàn)故障時(shí)，其故障原因可通過其運(yùn)行和故障指示裝置檢查出，用戶在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可立即采取措施更換模塊等措施進(jìn)行恢復(fù)，同時(shí)PLC用戶界面簡(jiǎn)單明了，對(duì)于用戶來說很容易掌握。而PLC技術(shù)具有功能模塊易于擴(kuò)充、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PLC硬件各模塊之間采用了屏蔽可實(shí)現(xiàn)彼此防輻射，并且具有自我檢測(cè)功能，因而可靠性非常高，同時(shí)，PLC本身具有抗電磁干擾、抗沖擊、抗振等多方面優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。采用PLC技術(shù)的產(chǎn)品非常豐富，通用性較強(qiáng)，并且接口模塊形式也多種多樣，大多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都能找到與PLC接口相應(yīng)的信號(hào)模塊，使用和操作都非常方便。此外，PLC的編程語言一般為梯形圖語言，易理解，使用非常簡(jiǎn)單，與電器電路的表達(dá)形式很相似。

三、PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

繼電器可以說是傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的核心，它是以被控器械發(fā)出的信號(hào)或根據(jù)用戶指令通過某種自動(dòng)方式使系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。通常電氣控制系統(tǒng)是由控制、輸入、輸出這三部分組成，而控制部分由觸點(diǎn)和繼電器組成，通常是由傳感器、開關(guān)、按鈕等組成了輸入設(shè)備是，由接觸器、電磁閥以及指示燈等組成了輸出設(shè)備。這三個(gè)基本組成部分按照一定的線路相連組成電氣系統(tǒng)，但由于觸點(diǎn)與繼電器等控制部分在操作、接線、可靠性、效率等方面的性能都相對(duì)低下，在這種情況下，不得不促使開發(fā)新的性能，從而實(shí)現(xiàn)更加高的系統(tǒng)。與此同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)也是由控制、輸入、輸出這三部分組成，但其控制部分是以PLC可編程控制器為核心，不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)的功能，還能增加編程邏輯控制及更新系統(tǒng)功能，將這三部分的接線連接則繼電器繁復(fù)明顯減輕。在電氣控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括了在聯(lián)網(wǎng)、通信、模擬量、數(shù)據(jù)處理、過程、運(yùn)動(dòng)、開關(guān)邏輯等實(shí)現(xiàn)多方面的控制。模擬量控制主要是依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中因生產(chǎn)環(huán)境的不同而對(duì)工業(yè)生產(chǎn)影響的連續(xù)性物理量變化（如：溫度、濕度或流量等），PLC可進(jìn)行數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)化從而可實(shí)現(xiàn)可編程控制處理。開關(guān)量邏輯控制主要是指PLC控制技術(shù)可以有效替換繼電器電路控制，可用于多臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化流水生產(chǎn)線的控制，并且可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)邏輯與順序控制，因此在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域中是應(yīng)用最為廣泛的控制技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于印刷機(jī)、電鍍流水線以及組合機(jī)床等。PLC對(duì)流量、溫度及壓力等各種模擬量的閉環(huán)控制被稱為過程控制，往往化工、冶金、熱處理等方面都有廣泛的運(yùn)用。而運(yùn)動(dòng)控制是指PLC利用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊對(duì)物體的各種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效控制，像在機(jī)床和機(jī)器人的控制中都會(huì)用到。通信控制是指PLC模塊之間的通信與其他設(shè)備通信的控制，在大型的工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC的通信功能常與數(shù)據(jù)處理功能常相結(jié)合并得到了廣泛的運(yùn)用。

四、PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械與設(shè)備是否能正常、可靠運(yùn)行直接與電氣控制系統(tǒng)的性能有關(guān)，電氣控制系統(tǒng)作為生產(chǎn)機(jī)械不可缺不的一部分，要必須滿足成本合理、安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等要求。因此，在設(shè)計(jì)過程中，除了必須掌握一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)之外，還要在掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)的前提下還要設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)能夠滿足以面所提到的成本合理、安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等基本特性，并保證在相應(yīng)范圍內(nèi)成本能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由兩部分構(gòu)成：一是硬件設(shè)計(jì)；二是軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)將硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，能使系統(tǒng)開發(fā)的速度得到有效提高。往往硬件設(shè)計(jì)必須要充分考慮到成本、設(shè)備、器件的可靠性和其他性能之間的關(guān)系。而軟件設(shè)計(jì)是指按照用戶相關(guān)的需求以相應(yīng)的語言編寫應(yīng)用程序，并要求指令的條數(shù)少且具有較強(qiáng)可讀性。

五、PLC在電氣中的發(fā)展前景及建議

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的中子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護(hù)措施的工作情況下使用。但是當(dāng)其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了中磁干擾的時(shí)候，程序便會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，這將導(dǎo)致設(shè)備失靈乃至殃及整個(gè)系統(tǒng)，這將要求廠家提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力，另一方面，設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中要多加重視，多方合作消除干擾。

目前集散型控制系統(tǒng)DCS技術(shù)日益完善，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富。然而，現(xiàn)在則處于停滯狀態(tài)，如何促進(jìn)大幅度地進(jìn)步，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)通用化的硬件平臺(tái)并融合PLC。微電子技術(shù)和控制技術(shù)的講步，PLC控制系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)能夠互相取長補(bǔ)知，走向通化，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化技術(shù)的成熟，控制儀表越來越數(shù)字化、智能化，工廠的自動(dòng)化控制水平也得到了提高，為了能走在廣闊的領(lǐng)域適應(yīng)工業(yè)化的生產(chǎn)流程控制需要，PLC控制系統(tǒng)作為國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成和自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的部分，其產(chǎn)品將更加豐富，規(guī)格也將更加完善和齊全，而能夠在工業(yè)發(fā)展過程中得到更加廣泛的推廣也使用。

總之，在電氣控制系統(tǒng)中，PLC控制設(shè)備是電氣控制技術(shù)的進(jìn)步的表現(xiàn)之一，它的應(yīng)用能有效提高電氣控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)用性與可靠性。為使PLC技術(shù)能夠應(yīng)用到更為廣闊的技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)人員還應(yīng)進(jìn)一步完善和優(yōu)化PLC技術(shù)，尤其是提高PLC的耐輻射、耐高溫性能，從而使PLC技術(shù)的功能不斷加強(qiáng)、性能不斷提高、適用面更廣。

參考文獻(xiàn)：

篇8

【關(guān)鍵詞】：輪胎式門式起重機(jī)；控制系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)

Abstract: This article describes the tire gantry crane electrical control systems, introduced highlighting the characteristics of the electrical control system theory and composition.Key words: tyred gantry crane; control system; electrical system

中圖分類號(hào)：S972.7+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)和科技水平得到了很大的提高，特別是電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。近幾年來，隨著我國高速鐵路的建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，在高速鐵路的施工建設(shè)中，對(duì)施工技術(shù)和施工裝備提出了更高的要求，為了滿足在高鐵敷設(shè)時(shí)需要起吊設(shè)備能夠滿足橋上、橋下吊裝，以及橋梁超高地段高精度全方位作業(yè)的要求，研制了一種輪胎式門吊。輪胎式門吊是一種電驅(qū)動(dòng)走行和起吊的起重機(jī)，電氣控制系統(tǒng)就成為其神經(jīng)中樞，對(duì)其的正常運(yùn)行起著重要的作用。本文以下內(nèi)容著重介紹了輪胎式門式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)。

一、電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

電氣控制系統(tǒng)一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路，其是指為了保證一次設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合。其主要功能為：第一，自動(dòng)控制功能，高壓和大電流開關(guān)設(shè)備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng)來控制分、合閘，特別是當(dāng)設(shè)備出了故障時(shí)，需要開關(guān)自動(dòng)切斷電路，要有一套自動(dòng)控制的電氣操作設(shè)備，對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。第二，保護(hù)功能。電氣設(shè)備與線路在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生故障，電流(或電壓)會(huì)超過設(shè)備與線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測(cè)這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備和線路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整(斷開、切換等)的保護(hù)設(shè)備。第三，監(jiān)視功能。一臺(tái)設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，需要設(shè)置各種視聽信號(hào)，對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。

二、電氣控制系統(tǒng)原理與組成

輪胎式電氣控制系統(tǒng)一般由變頻器、可編程邏輯控制器PLC、工控機(jī)、監(jiān)控軟件及控制臺(tái)組成，整個(gè)系統(tǒng)分為執(zhí)行層、控制層及監(jiān)控層等三個(gè)層次。門吊電器部分主要實(shí)現(xiàn)門架的走行和電動(dòng)葫蘆的起升。而且根據(jù)作業(yè)工況的要求，門吊的起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)可以同時(shí)運(yùn)行。

2.1、執(zhí)行層

對(duì)于執(zhí)行層來說，實(shí)現(xiàn)以下功能：控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，停止和制動(dòng)；控制電動(dòng)機(jī)的換相，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正，反轉(zhuǎn)；通過變頻器內(nèi)部控制部分，以改變和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的零位保護(hù)和各工作機(jī)構(gòu)安全限位的連鎖保護(hù)。主要包括主令控制器、接觸器、變頻器和電器限位裝置。

主令控制器和控制臺(tái)一起用來控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速和制動(dòng)。用來緩解控制電路而使一些控制電器（接觸器，繼電器）按一定順序動(dòng)作的電路。

接觸器是用來將主電路接通與斷開遠(yuǎn)距離控制的電器。它是由電磁操作來實(shí)現(xiàn)控制過程，能遠(yuǎn)距離控制和頻繁動(dòng)作，以較小的控制功率控制叫大功率的主電路。在起重機(jī)上接觸器是用來控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、停止和調(diào)速。

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。控制回路如圖1、圖2所示。

圖1 門吊部分控制回路

門吊采用交流380V、50Hz三相四線制供電系統(tǒng)，動(dòng)力回路為380V，控制和照明回路為36V安全電壓。

圖2 變頻器控制回路

在起升機(jī)構(gòu)上升或者下降的時(shí)候，變頻器根據(jù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)檢測(cè)出所必須提供的力矩，提供出一個(gè)狀態(tài)化適當(dāng)?shù)碾娏鹘o發(fā)動(dòng)機(jī)，如果變頻器讀到反饋回來的電流，則制動(dòng)其釋放、打開；如果由于某種原因變頻器沒有讀到反饋電流，則認(rèn)為力矩檢測(cè)失敗，并能提供出相關(guān)的信息顯示。變頻器的調(diào)速功能主要體現(xiàn)是：實(shí)際速度通過旋轉(zhuǎn)編碼器將反饋至變頻器，變頻器將速度的轉(zhuǎn)換至用通用的形式傳遞給可編程邏輯控制器PLC，然后控制制動(dòng)器，在速度減少到接近零的時(shí)候，發(fā)出制動(dòng)指令，保證了整個(gè)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行與制動(dòng)過程中的平穩(wěn)。恒功率調(diào)速是對(duì)起升機(jī)機(jī)構(gòu)最主要的控制方式，其是指在重載的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)保持在基速以下的最大恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，而在輕載或者空載的時(shí)候，利用電動(dòng)機(jī)高速低轉(zhuǎn)矩輸出的特點(diǎn)，根據(jù)負(fù)荷大小所應(yīng)提供的轉(zhuǎn)矩弱磁提高轉(zhuǎn)速，保持功率恒定，以提高起重機(jī)的使用效率。運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般采用四臺(tái)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，與起升機(jī)構(gòu)共用一臺(tái)變頻器，采用不帶速度反饋的開環(huán)矢量控制方式。

電氣限位裝置通過電氣控制限定起重機(jī)各機(jī)構(gòu)在一定空間范圍內(nèi)安全運(yùn)行，在本系統(tǒng)中主要是對(duì)門吊的起升高度進(jìn)行限位，電路如圖3所示。

圖3 限位裝置電路圖

2.2、控制層

控制層是由可編程邏輯控制器PLC及工業(yè)控制網(wǎng)格組成，通過可編程邏輯控制器PLC程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的安全保護(hù)和運(yùn)行控制。PLC是一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械。PLC主要由電源、中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊及通信模塊組成。其工作原理為：當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

中央處理單元是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

通訊模塊分為兩種，一種是Genius模塊，其是通過屏蔽電纜與遠(yuǎn)程站的Field Control Unit模塊項(xiàng)鏈完成通訊；另一種是Profibus模塊，其是通過屏蔽電纜與變頻器SI-P卡相連完成PLC與變頻器之間的通訊，變頻器的所有數(shù)據(jù)，都可以通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)這個(gè)工具進(jìn)行傳遞。一般起重機(jī)的每一臺(tái)變頻器上都配有SI-P卡，負(fù)責(zé)與PLC的通訊，變頻器站通過SI-P卡上的兩個(gè)開關(guān)設(shè)定。但是兩者不能直接通訊，需要變頻器的GSD文件來引導(dǎo)，該文件配置在PLC的硬件配置文件中。

2.3、監(jiān)視器

監(jiān)視器是閉路監(jiān)控系統(tǒng)組成部分，是監(jiān)控系統(tǒng)的顯示部分，是監(jiān)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出，有了監(jiān)視器的顯示我們才能觀看前端送過來的圖像。作為視頻監(jiān)控不可缺的終端設(shè)備，充當(dāng)著監(jiān)控人員的“眼睛”。對(duì)于輪胎式門式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)不可缺少的一個(gè)重要組成部分，一般在電氣室裝有監(jiān)視器。是由工控機(jī)和圖形控制軟件組成，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示起重機(jī)各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，并能實(shí)時(shí)的顯示電機(jī)的速度、及起重機(jī)的起重量等參數(shù)，能實(shí)時(shí)顯示各種電氣元件的實(shí)際工作狀態(tài)，為操作采取必要的措施提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。

為了方便用戶對(duì)設(shè)備的使用、維修和管理，一般的輪胎式門式起重機(jī)都具有完善的上位監(jiān)控系統(tǒng)和故障報(bào)警顯示器。若起重機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生了故障，則其被尚未系統(tǒng)監(jiān)視、存儲(chǔ)及打印，并可以進(jìn)入警報(bào)記錄查看器，查看歷史上所發(fā)生的故障、警報(bào)的內(nèi)容及發(fā)生這種事件的時(shí)間。

目前的輪胎式門式起重機(jī)的監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速、電流及力矩等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視，并能將監(jiān)控的內(nèi)容以曲線形式反映在坐標(biāo)軸上，以便維護(hù)工程師進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，發(fā)現(xiàn)問題并采取措施進(jìn)行維修。而且，監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)控得到的各種故障表、變頻器參數(shù)表和曲線圖等均可以通過與其相連接的打印機(jī)打印出來，大大方便了對(duì)輪胎式門式起重機(jī)的檢修。

三、結(jié)束語

輪胎式門式起重機(jī)中采用電氣控制系統(tǒng)，避免低頻時(shí)候滿負(fù)荷工況下發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載的現(xiàn)象，能保證提升機(jī)具有良好的低速性能，而在控制層采用PLC，節(jié)約了大量的中間繼電器，并使整個(gè)控制系統(tǒng)更快速、準(zhǔn)確和可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《起重運(yùn)輸機(jī)械電氣設(shè)備》劉瑞琦等，中國鐵道出版社

[2]《起重運(yùn)輸機(jī)電氣傳動(dòng)》余敏年等，西南交通大學(xué)出版社

篇9

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 智能化

當(dāng)前信息化技術(shù)的高速發(fā)展伴隨電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。通過電氣自動(dòng)化控制結(jié)合通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等使得電器行業(yè)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，很多智能化電氣控制系統(tǒng)相繼完成和應(yīng)用，全國智能化電氣控制系統(tǒng)正逐漸走入世界先進(jìn)水平之列。

一、電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足的基礎(chǔ)要求

變電站電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行中除了要確保各控制保護(hù)單元保留緊急的手動(dòng)操作跳、合閘之外，其它用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全部控制、監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能都是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。變電站應(yīng)用電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)后無需再行設(shè)置其它設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)和滿足遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)的功能，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以滿足變電站無人值班的智能化需求。從滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來看，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有以下的幾個(gè)特點(diǎn)：

（一）分布式設(shè)計(jì)

電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用了模塊化、分布式的開放結(jié)構(gòu)，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行中所有的控制、監(jiān)測(cè)以及報(bào)警等信號(hào)均在就地單元內(nèi)進(jìn)行處理后經(jīng)光纖總線傳輸至變電站主控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，電氣綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以確保個(gè)單元之間不產(chǎn)生影響，從而實(shí)現(xiàn)各就地單元的相互獨(dú)立。

（二）可擴(kuò)展性和兼容性

可擴(kuò)展性是指在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮到用戶未來進(jìn)行變電站規(guī)模及功能的擴(kuò)充需求；系統(tǒng)兼容性主要是指進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)能夠滿足與變電站其它設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行的融合，能夠?qū)ζ渌O(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口或者I/O接口，用戶能夠通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)客戶需求進(jìn)行靈活配置，系統(tǒng)也能夠滿足和適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件更新的要求和發(fā)展。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

（一）集中監(jiān)控方式

集中監(jiān)控方式最大的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在運(yùn)行維護(hù)方面，由于其維護(hù)方便對(duì)于系統(tǒng)控制站的防護(hù)要求也不高，因此，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)較為簡(jiǎn)單。但由于將系統(tǒng)的各個(gè)功能要進(jìn)行集中到一個(gè)處理器中進(jìn)行集中處理，因此，加大了處理器的任務(wù)，從而影響了處理速度。另外，由于電氣設(shè)備要確保全部進(jìn)入監(jiān)控范圍之內(nèi)，隨著監(jiān)控設(shè)備的急劇增加會(huì)帶來主機(jī)冗余的下降、以及布設(shè)設(shè)備的電纜數(shù)量相應(yīng)增加，過長距離的電纜引入的干擾也對(duì)系統(tǒng)可靠性形成了一定的影響。

（二）現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式

現(xiàn)代的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，已經(jīng)普遍在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)以后，給變電站帶來了根本性的變化，一方面不僅為自身的工作積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，大大提高了工作效率，另一方面為不僅證實(shí)了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)用于發(fā)電廠電氣設(shè)備的可行性，而且大大推進(jìn)了智能化電氣設(shè)備的發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大提高了工作的細(xì)化程度和工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式還具有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，從根本上節(jié)約了很多設(shè)備的成本，比如，端子柜、模擬量送變器等的隔離設(shè)備都可以取消。另外節(jié)省了人力資源，比如因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式采用的是智能設(shè)備，安裝方便，使用方便，節(jié)省了工作中的一些不必要的環(huán)節(jié)，從而從人力物力都大大降低了工作成本。另一方面由于采用的智能設(shè)備本身具有采用互聯(lián)網(wǎng)的方式獨(dú)立工作的特點(diǎn)，因此如果工作的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都不會(huì)影響其他部分，并且維修方便，具有靈活性，因此也必然會(huì)有效的提高工作效率和質(zhì)量。

三、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展

一批具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的電器智能化技術(shù)設(shè)備，主要采用的是電氣系統(tǒng)集成技術(shù)，被實(shí)際應(yīng)用于工程建設(shè)之中，從使用的成效來看，不僅提高了整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量很效率，而且工作效果得到了相關(guān)權(quán)威部門的肯定。采用電氣系統(tǒng)集成技術(shù)有其必要性，它可以使智能電氣系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)子系統(tǒng)充分做到資源共享，避免只有通過各自的操作站才能完成預(yù)期工作的弊端，從而達(dá)到方便管理，提高效率的作用。在系統(tǒng)的集成過程中，受一些因素的影響，會(huì)出現(xiàn)不同的集成模式，具體因素有集成所選擇的系統(tǒng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、子系統(tǒng)范圍等。系統(tǒng)集成方式的由來也是一個(gè)自然的過程，首先要有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和顯示技術(shù)，然后通過智能化設(shè)備使各個(gè)子系統(tǒng)互相連接，資源共享。電氣設(shè)備管理系統(tǒng)（BMS）是利用開放的協(xié)議以達(dá)到各相關(guān)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制和信息共享，從而達(dá)到提高管理效率、提高處理突發(fā)事件的能力以及節(jié)能節(jié)省的目的，系統(tǒng)集成是提高工作效率，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的良好工具，使用系統(tǒng)集成要做到在技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠、投資合理、管理高效等前提下，按需集成，從客觀實(shí)際需求出發(fā)。

四、總結(jié)

隨著OPC技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展以及IEC61131的頒布，另外，隨著Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，未來，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電氣技術(shù)將向充分與計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)合的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉風(fēng)華.淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011，（19）：75-75.DOI：10.3969/j.issn.1671-7341.

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[2]王家林.電氣工程及其自動(dòng)化[J].北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010，27（12）：283-283.DOI：10.3969/

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[3]楊潤賢，陳秀清，鄭恩讓等.基于AE2000A生產(chǎn)過程裝置的單到多DCS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2010，37（9）：122-124.DOI：10.3969/j.issn.1000-3932.2010.09.032.

篇10

關(guān)鍵詞：機(jī)械手 PLC 變頻器

中圖分類號(hào)：TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）04-0195-02

機(jī)械手：mechanical hand，也被稱為自動(dòng)手，auto hand能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，效率和安全越來越受到企業(yè)重視，尤其在流水作業(yè)中，由于常換工位或特定環(huán)境作業(yè)等諸多原因，各種機(jī)械手開始代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，并成為企業(yè)提高效率，保證安全生產(chǎn)的重要手段，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。目前，常見的工業(yè)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)主要由電源，可編程控制器，變頻器，電機(jī)，等組成。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹

1.1 該系統(tǒng)技術(shù)性能

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機(jī)械手系統(tǒng)主要由單桿氣缸一只，雙桿氣缸一只，氣動(dòng)手爪一只，電感傳感器一只，磁性開關(guān)五只，行程開關(guān)兩只，步進(jìn)電機(jī)一只，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器一只，單控電磁閥兩只，雙控電磁閥一只，主要完成將工件從上料臺(tái)搬運(yùn)到輸送帶上。

電氣控制系統(tǒng)：交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路；交流電機(jī)調(diào)速控制電路；步進(jìn)電機(jī)控制電路；傳感器檢測(cè)電路。

氣動(dòng)系統(tǒng)：

氣動(dòng)執(zhí)行元件：?jiǎn)螚U氣缸、薄星氣缸、氣動(dòng)手爪、導(dǎo)桿氣缸、雙導(dǎo)桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸。

氣缸：氣缸的正確運(yùn)動(dòng)使物料到達(dá)相應(yīng)的位置，只要交換進(jìn)出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運(yùn)動(dòng)，氣缸兩側(cè)的磁性開關(guān)可以識(shí)別氣缸是否已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到位。

氣動(dòng)控制元件：電磁閥，用來控制氣缸單向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)。單向電磁閥與雙相電磁閥的區(qū)別在雙向電磁閥初始位置是任意的，可以控制兩個(gè)位置，而單向電磁閥初始位置是固定的，只能控制一個(gè)方向。

氣動(dòng)手爪：氣動(dòng)手爪夾緊由單向電磁閥控制，當(dāng)電控氣閥得電，手爪夾緊，當(dāng)電控氣閥斷電后，手爪張開。

系統(tǒng)中，開關(guān)電源24V/6A一只，急停按鈕一只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各一只，自鎖按鈕黃、綠、紅各一只，轉(zhuǎn)換開關(guān)兩只，蜂鳴器一只，24V指示燈黃、綠、紅各兩只。PLC選擇三菱FX2N-48MR（繼電器輸出），內(nèi)置數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入、24路繼電器輸出）。變頻器使用FR-E700，三相輸入，功率：0.75KW，具備電流控制保護(hù)、跳閘（停止）保護(hù)、防止過電流失控保護(hù)、防止過電壓失控保護(hù)等功能。

1.3 工作過程

通常情況下，機(jī)械手在生產(chǎn)線上的任務(wù)是將工件從A處搬運(yùn)到B處，主要?jiǎng)幼鳛椋?/p>

PLC送電后，首先控制裝置返回初始位置：機(jī)械手的手爪上升到上限位，然后手臂縮回到縮回限位，然后向左旋轉(zhuǎn)到左限位。

物料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)到物料后，機(jī)械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，到達(dá)上限位后手臂縮回，到達(dá)縮回限位后向右旋轉(zhuǎn)到右限位，手臂伸出，到達(dá)伸出限位后手爪下降，到達(dá)下降限位將物料放下，然后回到原位。

如果機(jī)械手在手爪下降過程中，在5s內(nèi)不能到達(dá)下限位，則手爪停止下降，然后上升到上限位停止運(yùn)行，同時(shí)開始報(bào)警（紅燈閃爍，同時(shí)蜂鳴器鳴叫）。等按下故障復(fù)位按鈕后，停止報(bào)警，機(jī)械手繼續(xù)剛才的工作過程。

急停：出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，按下急停按鈕，裝置立即停在當(dāng)前狀態(tài)（保持當(dāng)前裝置），同時(shí)綠燈閃爍。等急停按鈕復(fù)位后，綠燈常亮，裝置繼續(xù)運(yùn)行。

發(fā)生突然斷電的意外時(shí)，應(yīng)保持各處在斷電瞬間的狀態(tài)。

恢復(fù)供電，綠燈按2次/秒的方式閃亮。機(jī)械手返回原位等待搬運(yùn)物料?；謴?fù)供電10s后綠燈重新長亮。

3 設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題

如果機(jī)械手在搬運(yùn)物料時(shí)，沒有夾緊物料，在運(yùn)送過程中脫落，需要報(bào)警，這個(gè)應(yīng)該用什么思路做呢。

這個(gè)報(bào)警可以這樣判斷：機(jī)械手在傳送帶位置松開手爪，延時(shí)一段時(shí)間（比如1s），然后判斷傳送帶入料口的檢測(cè)開關(guān)是否有信號(hào)，若沒有信號(hào)，則報(bào)警。

如果在工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)換，則設(shè)備在原來狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行，如果在一定時(shí)間內(nèi)沒轉(zhuǎn)換，設(shè)備停止工作，同時(shí)報(bào)警，設(shè)備不能再啟動(dòng)，除非恢復(fù)轉(zhuǎn)換開關(guān)，或者斷電之后重新上電。

這種情況下，工作狀態(tài)的判斷不要直接用X點(diǎn)，而是轉(zhuǎn)到M點(diǎn)，這樣就可以在允許的情況下將X點(diǎn)的狀態(tài)賦值給M點(diǎn)，不允許的情況下就不賦值。這樣就可以通過判斷X點(diǎn)和M點(diǎn)狀態(tài)是否一致來判斷是否進(jìn)行了狀態(tài)轉(zhuǎn)換，判斷出來后置位一個(gè)M點(diǎn)，作為報(bào)警的標(biāo)志，進(jìn)行相應(yīng)的處理就可以了。

參考文獻(xiàn)

[1]豈興眀主編.PLC與變頻器快速入門與實(shí)踐.人民郵電出版社.