自动送料小车

1、摘 要小车循环送料对实际生产非常实用，而控制小车循环送料采用传统的电气控制，不仅能提高劳动生产率，同时相比PLC制造成本更低，促进了社会的发展。本文主要介绍了送料小车控制系统即用传统电气元件控制系统，通过系统的方法实现对小车循环送料的控制，并对控制的过程进行了详细的说明。由于设计的控制系统需要相关的电气元器件，如电机、时间继电器、交流继电器等，本文也做了初略的说明，方便对控制系统的了解。关键字： 循环送料 电气控制系统 时间继电器前 言随着现代工业设备的自动化，越来越多的工厂设备采用PLC、变频器、自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺也得到了迅速发展。现在运料小车

2、电气控制系统多为PLC控制系统，PLC控制系统不仅成本高，维护不方便，还必须有专业技术人员安装调试。继电器接触器组成的运料小车控制系统具有连线简单，可靠性和可维护性好，安装、维修和改造方便等优点。在自动生产线上，各工序之间的物品常用有轨小车来转运。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。自动生产线上使用的转运小车，是常用的生产设备，它运行正常否，对生产影响很大，该控制系统具有简单可靠等优点，有借鉴的价值。目 录摘要前言第一章：课题设计内容及要求41.1小车的基本内容 41.2设计的基本要求4第二章：设计系统的确定52.1制系统在送料小车中的作用和地位52.2制系统的类型

3、及其特点和适用场合52.3系统的最终确定5第三章：设计系统方案3.1 选择电动机、小车、时间继电器63.2输出部分硬件的选择 83.3流程图的设计93.4 主电路及控制电路的设计 10附录一控制电路的电气原理图附录二控制柜柜面控制图附录三控制柜端子接线图第四章 系统设计总结12结束语12参考文献13致谢13引 言随着现代工业设备的自动化发展，越来越多的工厂设备采用PLC、变频器等自动化控制，自动化程度越来越高。PLC控制技术在生产工艺得到了迅速发展。但PLC控制技术因为制造成本高，需专业技术人员维护等缺点使使用范围受到了限制。第一章 课题设计内容及要求11 小车的基本内容小车行程 电

4、动机拖动的运输小车，可以向A、B两个工作位运送物料，其动作过程如下图所示 小车的行程要求 小车把物料送到B处压下行程开关SQ2并停1分钟后返回，返回原位时压下行程开关SQ1并停1分钟。以此往复。小车的控制系统小车在送料时，需要可靠的控制系统，这样就能准确的送到A、B两个位置；在生产中，也就能提高生产效率。1.2 设计的基本要求通过送料小车的行程分析，并充分考虑小车送料在实际中的应用，设计出优良的控制系统，达到送料小车的行程要求。由于控制系统是主体部分，要求设计的系统须经过充分的理论论证及实验才能投入实际运行。第二章 设计系统的确定2.1 控制系统在送料小车中的作用和地位在现代化工业生产中，为了

5、提高劳动生产率，降低成本，减轻人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。控制系统是整个系统的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用，一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的的连续运行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。2.2 控制系统的类型及其特点和适用场合2.21可编程控制系统（1） 20世纪60年代末，人们研制出了自动控制设备PLC。由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广。现在，PLC不紧能进行逻辑控制，在模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据的采集、监控、通信连网及集散控制等方面都得到广泛的应用。可编程控制器已作为一个独立的工业设备

6、被列入生产中，成为当代电控装置的主导，它应用范围广泛，几乎有控制要求，就会有PLC的应用，这种控制系统的特点是：可靠性高，抗干扰能力强；接口模块功能强、品种多；硬件配套齐全，用户使用方便，适用性强；但这种控制系统因PLC价格昂贵，需专业技术人员维护，使用范围受到了限制。2.22继电器控制系统继电器问世以来，人们就用导线把各种继电器、定时器、计数器及其接点连接起来，然后按一定的逻辑关系控制各种生产机械，以此种方式构成的继电器控制系统为传统的继电器控制系统，这种控制系统的特点是：价格便宜，性能价格比低，调试简单，因此它适用控制逻辑较简单、所需继电器数量较少的程序固定的场合。2.3系统的最终确定在作

7、出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用时间继电器进行控制。通过对送料小车流程分析，控制系统的每一步动作都直接作用于送料小车的运行，因此，送料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。送料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。所以，对送料小车控制系统的设计予以重视。对于以上两个控制系统各有其优点，但结合实际生产仔细考虑，小车控制系统简单，同时要求控制系统可靠性强，对全用继电器控制就能达到要求的，选用时间继电器控制系统比PLC控制系统更经济。所以，此次送料小车的控制系统采用继电器控制。第三章 设计系统方案3.1 选择电动机、小车、

8、时间继电器3.1.1 电力拖动系统简介及电动机的选择凡是由电动机拖动生产机械或工作机构，并按照一定的程序工作的系统，均称为电力拖动系统。在控制系统中，电动机作为送料小车的原动机，电动机的性能也直接影响到控制系统的稳定，在选择电动机时也得慎重考虑。电动机型号的选择自20世纪50年代起，我国的三相笼型异步电动机的产品进行了多次更新换代，使电动机整体质量不断完善。从20世纪90年代起，我国又设计开发了Y2系列三相异步电动机，Y2系列的异步电动机 的设计已达到了国际同期先进水平。Y2系列的电动机启动转矩大，采用F极绝缘，温升裕度大，且噪声低，电机结构合理，体积小，质量轻，外形新颖美观。目前，我国已大批

9、量生产Y2系列电动机。根据送料小车的运行要求及电动机的市场特性，所以此送料小车的拖动系统的电动机也采用Y2系列的电动机。电动机的功率选择电动机的功率应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点： 1）如果电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电动机被烧毁。 2）如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。此外，也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。

10、在此送料小车系统中，考虑小车送料的能力及小车的行程问题，可选择功率不太大的电动机，这样就能满足小车的运动要求，不造成电能的浪费，提高生产效率。3.1.2 小车的选择在图11中，小车运行路线是有规律的，而小车是靠电动机拖动的，这就可选用有轨小车。驱动的小车底盘的前、后各装一导向销，地面上修有一组固定路线的沟槽，导向销嵌入沟槽内，保证小车行进时沿着沟槽移动。此种小车停位比较准确，可靠性好，制造成本低。3.1.3 时间继电器的选择早期在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器，它是利用空气通过小孔节流原理来获得延时动作，它由电磁系统，延时机构和触点三部分组成。凡是时间继电器感测元件得到动作信号后，器执行

11、元件（触头）要延迟一段时间才动作的继电器为时间继电器。目前时间继电器分以下几种：空气阻尼时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩生产产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4-180s）但延时精确度低。电磁式时间继电器延时时间短（0.3-1.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.4-72h）但结构比较复杂，价格昂贵。数字式时间继电器具有延时精度高、延时范围宽、寿命长、功耗低、触点容量大、延时调整方便直观等特点。考虑系统要求及

12、经济性本系统选择数字式时间继电器。技术参数如下3.2输出部分硬件选择根据小车控制系统的要求所需电气设备如下表 3.1元 件 名 称型 号变压器TJBK5交流接触器KM1CJ0-40线圈电压110V 50HZ交流接触器KM2CJ0-40线圈电压110V 50HZ热继电器FRRL1-60/40熔断器FUJR0-10/3D 整定电流为16A组合开关QSHZ2-60/3,10A,三级时间继电器KA1ST3P-2 AC110V,50HZ时间继电器KA2ST3P-2 AC110V,50HZ十字开关SQHW1M-1111-22N9行程开关SA1LX1-11H行程开关SA2LX1-11H按钮开关SB1LA2

13、110V 5A按钮开关SB2LA2 110V 5A3.3流程图的设计对小车运行的控制要求为：小车从原位SQ1出发驶向SQ2，抵达后立即返回原位SQ1；接着又从原位SQ1出发直接驶向SQ3，抵达后又立即返回原位SQ1；第三次还从原位SQ1出发，直接驶向SQ4，抵达后仍立即返回原位SQ1。如图31所示：图33小车运料示意图由小车行驶示意图设计出流程图如下图34小车行驶流程图3.4主、控制电路的选择3.4.1小车运行主电路选择小车送料，需要前进和后退两个方向的运行，电动机也就要求正转和反转。只要把电动机定子三相绕组任意两相调换一下接到电源上去，电动机定子相序即可改变，从而电动机就可改变方向了。图33

14、如果用KM1、KM2两个接触器来完成电动机定子绕组相序的改变，那么由正转与反转控制线路就形成了。主电路如33所示。图35电 在电动机正、反转控制过程中，防止主电路的电源相间短路必须作为一个重要问题来考虑，引起短路的原因其一是正、反转对应的两个接触器同时通电动作；其二是主触点之路间的电弧引起短路，这种情况的发生是因电弧尚未熄灭，使断开的触点仍然处于通电状态，而另一接触器又通电，其触点闭合。解决这类问题的有效方法之一是使用行程开关进行顺序控制，也就是在正转的控制线路上串行程开关的常闭触点SA1-1，时间继电器线路上串上同一行程开关的常开触点SA1-2 ; 反转的控制线路上串行程开关的常闭触点SA2

15、-1，时间继电器线路上串行程开关的常开触点SA2，从而实现顺序控制。此外，主电路上还加了热继电器，用于过载保护。3.4.2小车运行控制电路选择小车控制电路原理图如图3-4所示图3-4小车自动循环控制 当选择自动时，按下SB2,KM1线圈得电自锁，电动机正转，小车有A向B运动，运动到B处压下行程开关SA1,此时SA1常闭触点SA1-1断开，线圈KM1失电，电动机停止转动，同时常开触SA1-2闭合时间继电器KT1线圈得电，时间继电器KT1开始计时当计时到1分钟时延时闭合触点KT1闭合，线圈KM2得电自锁，电动机反转，小车有B向A运动。当运动到A处时压下行程开关SA2，此时SA2常闭触点SA2-1断

16、开，线圈KM2失电，电动机停止转动，同时常开触点SA2-2闭合时间继电器KT2线圈得电，时间继电器KT2开始计时当计时到1分钟时延时闭合触点KT2闭合，KM1得电线圈KM1得电自锁。以此循环。小车的停止在遇到紧急情况或需要小车停车时，可直接按下停止按钮SB1，电动机立即停转，小车也随之停止。手动控制当选择手动按钮时，执行手动操作，把十字开关打到左边，此时字开关左边此时SQ1-2闭合，SQ1-1常闭触断开，KM1得电并自锁，电动机正转，时间继电器KA2断开，如需停车按下SB1;同理把十字开关打到右边此时SQ2-2闭合，SQ2-1常闭断开，KM2得电并自锁，电动机反转，时间继电器KA2断开,如需停

17、车按下SB1。小车的停止在遇到紧急情况或需要小车停车时，可直接按下停止按钮SB1，电动机立即停转，小车也随之停止。 第四章 系统设计总结小车循环送料系统在实际生产中运用广泛，将时间继电器接触器应用到运料小车电气控制系统,可实现运料小车的自动化控制,降低系统的运行费用。继电器接触器运料小车控制系统具有生产成本低、使用范围广、连线简单、可维护性好,安装、维修和改造方便等优点。此次设计的系统可让小车循环地向不同的两个工位送料，如果加以拓展，则可以向更多的工位送料，这种运用时间继电器接触器控制的送料方式停位准确，自动化高，可操作性强，在工厂中是非常实用的。在此次设计中，将控制系统优化，此控制系统使小车

18、有自动循环、手动两种控制方式。增强了送料的实用性，在生产线上有十分重要的意义。同时系统设计也存在一些不足，可靠性不是很强。结束语毕业设计对我来说，主要的工作已经基本完成，回顾这一个多月来的感受，真是感慨万千于心头。我所设计的课题在实际中很有实用价值，刚开始，就根据控制要求确定了控制系统，并结合相关资料充分发挥自己的想象力设计出了时间继电器接触器控制系统。本次设计使我对电气元件的工作原理有了更深一步的了解。对于我的设计而言，无疑会存在一些不足或缺陷，因为只是在理论上通过，而没有实际实践。若运用到实际中，将有很多想不到的情况。通过毕业设计，我学到了很多东西：如何学习，如何合作，如何做人。学无止境，此刻我更能体会这四个字深刻含义。大学即将毕业，但我要学仍然还有很多。在毕业设计暴露出来的问题，在今后的工作生活中应当引以为鉴，努力克服。在今后的工作学习中，应该坚持不懈的学习。通过毕业设计，也增强了我的自信心。我也相信能够胜任以后的工作岗位，在工作中学习，在学习中工作。毕业设计中的挫折和喜悦，经验与教训将会是我今后工作的一笔重要财富。参考文献1主编 代佳乐 电力拖动控制线路与技能训练西安电子科技大学出版社 2006.5 2主编 张万奎 机床电气控制技术 中国林业出版社 北京大学出版社 2007.92主编 张爱玲 电力拖动与控制 机械工业出版社 2003.54主编 王其红 电工手册 河南科