WE30型万能材料试验机的自动化改造.doc

襄樊学院机械与汽车工程学院课程设计成绩评定表课程名称机电传动控制课程设计课 程 编 号ZX09127专业机械设计制造及其自动化班 级 姓 名项目评 分 标 准评分等级得分折合分平时成绩（占20）1、态度端正，设计认真，能积极动脑思考，学习纪律好。优秀2、态度较好，较认真，能积极动脑思考，学习纪律较好。良好3、态度一般，较认真，能动脑思考，学习纪律尚可。中等4、态度较差，不够认真，不善于动脑思考，纪律较差。及格5、态度差，不认真，不动脑思考，纪律差。不及格图纸质量成绩（占40）1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。优秀2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。良好3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。中等4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。及格5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。不及格设计报告成绩（占40）1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。优秀2、撰写较规范，设计思路基本清晰，知识运用较熟练，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。良好3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，设计基本详尽细致，能按要求完成设计。中等4、撰写不够规范，设计思路不太清晰，知识运用一般，设计不够详尽细致，基本完成设计。及格5、撰写不规范，设计思路不够清晰，知识运用不熟练，设计不够详尽细致，没有按要求完成设计。不及格总评成绩指导教师： 年 月 日注：1、该成绩评定表每位学生一份，并装订在设计说明书的最后；2、指导教师按课程设计大纲的要求评定成绩，并给出总评成绩；3、折合分：优秀90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格60分。襄 樊 学 院机电传动控制课程设计报告题 目WE-30型万能材料试验机的自动化改造专 业机械设计制造及其自动化班 级机制0712姓 名戴佑俊学 号07116221指导教师职 称吴何畏 副教授2010年 9 月 20 日摘 要：WE-30型液压万能材料试验机机械化程度低，精度和可靠性差。本文提出了对其进行自动化改造的技术路线和具体思路，论述了应用EFBG-03电液比例溢流调速阀进行闭环伺服控制的设计方案；负荷测量使用应变电测法采用CY-DBll系列压力变送器，变形测量使用YYU系列应变式数字式引伸计；提出了监控软件的总体架构，利用KINGVIEW组态软件开发的监控程序可实时跟踪拉伸试验、压缩试验、弯曲试验过程，利用ACCESS数据库进行实时数据的记录和查询，调用PRINT函数实现报表打印。改造后的试验机提高了测试效率，实现了测试自动化，对其它试验机的改造有一定的借鉴意义。关键词：材料试验机；数据采集；测试技术；信号处理；组态软件目 录第一章 前言11.1轮胎式集装箱门式起重机简介11.2 吊车控制系统进行PLC改造的目的及意义3第二章 PLC及起重机的PLC控制42.1 PLC的由来及定义42.2 PLC的发展历程42.3 PLC的特点42.4 在起重机中应用PLC的优越性4第三章 门式起重机仿真模型的设计与组装53.1 驱动部分设计53.2 传动部分设计53.3 组装模型53.4 控制器及接线盒6第四章 PLC控制程序的设计84.1 I/O分析84.2 PLC的选择84.3 FX2N系列编程器介绍84.4 确定各元件的编号，分配I/O地址9第五章基本指令系统和编程方法125.1 基本指令系统特点125.2编程语言的形式125.3 梯形图编程规则125.4编程软件介绍125.4.1基本概况125.4.2 此软件编写梯形图的方法125.5 PLC吊车控制程序的语句表与梯形图13第六章 总结16参考文献：17附 录18第一章 前言1.1轮胎式集装箱门式起重机简介 财富的创造来源于技术进步。以港口装卸业为例，上世纪60年代出现的集装箱是运输业的一次伟大革命，也是一次创造性的技术进步，它数10倍的提高了劳动生产率，带来巨大的财富。改变了港口、运输船、装卸机械的面貌。如今，它已成为所有国家发展外贸不可缺的工具。集装箱机械有很多种，主要可分为桥式起重机和门式起重机两种。其中轮胎式集装箱门式起重机应用最为广泛。生产，使用最多的QGLT40.556轮胎式集装箱门式起重机，其主要参数如表1所示：表1-1 QGLT40.556轮胎式集装箱门式起重机参数表额定起重量40.5吨（吊具下）大车车轮数8个起升高度跨距最大轮压 吊具类型适应箱型起重机重量装机总功率540HP电控系统形式AC减摇系统形式液压平面回转角度5现将图附上，以增加直观印象，如图1-1：图1-1 QGLT40.556轮胎式集装箱门式起重机1.2 吊车控制系统进行PLC改造的目的及意义 轮胎式集装箱门式起重机广泛应用于港口，集装箱码头，进行集装箱装卸，其技术性能高低不仅关乎货物吞吐量，更关系着安全生产。目前，我国港口起重机械基本处于八、九十年代的机械化水平，与现代国外智能化、数字化控制技术还有很大差距，跟不上市场的需要。由于可靠性较差，造成机械、电器事故率比较高，因此急需提高其控制技术水平。与此同时，PLC在我国工业领域有着越来越广的应用，尤其表现在重工业中。这就为对现代工业领域中技术老化部分的PLC改造，提高其自动化、智能化水平提供了很好的机会，也只有这样才能迅速增强自身竞争力，并提高我国的PLC产品的研发和生产能力，力争打破西门子、三菱和施耐德等PLC巨头的垄断。取其之长，补己之短，最终超越它们。第二章 PLC及起重机的PLC控制2.1 PLC的由来及定义 2.2 PLC的发展历程2.3 PLC的特点 1 ) 高可靠性2)丰富的I/O接口模块3) 采用模块化结构。2.4 在起重机中应用PLC的优越性 第三章 门式起重机仿真模型的设计与组装3.1 驱动部分设计起重机的主要动作是起吊、行走、放下。起吊和放下属纵向移动，左右行走属横转或反转。3.2 传动部分设计闭于小车内壁。3.3 组装模型 模型的组装按照的也正是门式结构，首先将顶部带有一个定滑轮、下部固定着横图3-1 门式起重机模型3.4 控制器及接线盒控制器采用的是日本三菱公司（MITSUBISHI）的（MELSEC FX2N32MR）型号。当S2=1时，横向移动到右极限。第四章 PLC控制程序的设计4.1 I/O分析 经过对控制过程和要求的详细分析，我明确了具体的控制任务就是起吊、行走和放下等主要任务。确定了起重机这些必须完成的动作后，再确定动作的顺序：纵向电机正转，电磁铁由上向下移动，电磁铁吸合物体，纵向电机反转，由下向上移动，横向电机正转，由左向右移动，纵向电机正转，电磁铁由上向下移动，电磁铁释放物体，如此就完成一次吊运，动作教简单，顺序表如上所述。其工艺流程图如图4-1： 图4-1 门式起重机工艺流程图再考虑到两个电机的通断和电磁铁的通断以及左、右两个限位，所以共需要输入点4个，输出点为5个。4.2 PLC的选择。4.3 FX2N系列编程器介绍4.4 确定各元件的编号，分配I/O地址先确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的。一般讲，配 安装接线图以及现场器件及PLC输入输出对照表如下：图4-2 安装接线图表4-1 PLC输入输出对照表现场器件内部继电器地址说明输入SBS0起动按钮INPUT00X000左限位开关输出OUTPUT04Y004电磁铁吸合控制其横向移动电路原理图如图4-3所示： 图4-3 横向移动电路原理图合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机M正转起动，吊臂向左移动；当工作台移动到一定位置时，挡铁碰撞位置开关ST1，使ST1动断触点断开，接触器KM1线圈断电释放，电动机M断电，左移运动结束；按下起动按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合，电动机M反转起动，拖动工作台向右移动，当工作台向右移动到一定位置时，挡铁2碰撞位置开关ST2，ST2的动断触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机M断电，右移运动结束。纵向运动的原理与横向运动相同。第五章基本指令系统和编程方法5.1 基本指令系统特点1）图形式指令结构：。 2）明确的变量常数：。3）简化的程序结构：P。4）简化应用软件生成过程：。5）强化调试手段： 。 5.2编程语言的形式5.3 梯形图编程规则5.4编程软件介绍5.4.1基本概况5.4.2 此软件编写梯形图的方法件，就可得到我们所要的线圈、触点等。5.5 PLC吊车控制程序的语句表与梯形图经过以上对PLC吊车控制系统硬件和软件部分的仔细考虑和分析，结合三菱FX2N编程器件的知识，以及对三菱WINDOWS的SW3D5-GPPW-E软件的学习，我编写出以下的以梯形图表示的PLC程序。为实现基本的从运货卡车处移动到集装箱存放区的右移运动，设计思路是：SO得电，控制横向电机通断电的Y001输出继电器得电，且控制横向电机正反转的Y000输出继电器得电反转，开始右移，同时X000得电，时间继电器T0得电，时间是150MS,即右移150MS后，时间继电器的动合点T0得