电葫芦控制系统设计

1电葫芦控制系统设计2目录1电动葫芦的结构...........................................................................................12电动葫芦的控制...........................................................................................13PLC控制系统电路设计..............................................................................34控制程序设计...............................................................................................55PLC控制系统联机调试..............................................................................66电路安装.......................................................................................................7附图1.................................................................................................................10附图2.................................................................................................................11附图3.................................................................................................................12附图4.................................................................................................................1311设计内容用途意义1电动葫芦的结构电动葫芦，又名电动提升机，它是工厂、矿山、码头、仓库、贷场、商店等常用的起重设备之一，也是改善劳动条件和提高劳动生产率的必备机械。电动葫芦的起重量一殷为0．1—80t，起升高度为3—30m，具有重量轻、体积小、结构紧凑、品种规格多、运行平稳、操作简单、使用方便等特点。电动葫芦的执行机构主要由提升机构和水平移动装置组成，其外形结构如图2—1所示。提升机构由锥形电动机M1、减速箱、钢丝卷筒等组成。提升电动机M1通过减速箱拖动钢丝卷简，电动机正转或者反转，拖动卷筒，可以使吊征钢丝绳上的吊钩上升或下降，实现提升或下放对象。水平移动装置由电动机M2、减速箱、导轮、工字梁等组成。水平移动电动机M2经过圆柱型减速箱拖动导轮，Nn正转或者反转，借助导轮，电动葫芦可以在工字梁上来回移动，用机械撞块限制前后两个方向的移动行程。图1电动葫芦外形图2电动葫芦的控制电动荡芦的电气控制电路如图2所示，主要有上升、下降、向前和向后4个方向的运动控制。2（1）提升和下放控制要提升对象时，按下按钮SBl，KMI吸合，KMl主触点闭合，电磁制动器YB得电松闸，让提升电动机M1转动，将对象提升。若松开SBl，则KM1断电释放，KM1常开触点都断开，YB失电，依靠弹簧的推力使制动器抱间，使电动机M1和卷筒不能再转动。要下放对象时，将SB2按下，KM2得电吸合，其主触点闭合，YB得电松闸，电动机MI反转下放物件。若松开SB2，KM2断电释放，主触点断开，YB失电抱闹。SQl为上限位开关，当提升到极限位置时，会将SQl压下，其触点SQl(3—4)断开，KM1失电．电磁制动器YB抱闸，电动机M1停转。（2）水平移动拄制M2为水平移动电动机，用来水平移动搬运货物，由KM3、KM4进行正、反转控制，控制电路中设有限位保护开关SQ2、SQ3，防止电动荡芦移动时超出行程而造成危险。按下SB3，KM3得电吸合，电动机M2正转，电动葫芦沿工字梁向前作水平移动，松开SB3，KM3释放，电动机M2停转，电动葫芦停止移动。按下SB4，KM4得电吸合，电动机M2反转，电动葫芦向后作水平移动；松开SB4，KM4释放，电动机M2停止，电动葫芦停止移动。M1MFGCATFAMILYX2TERM01X2TERM02X2TERM03X8TERM04X1LINKX4LINK111111111111M2FAMILYX2TERM01X2TERM02X2TERM03X8TERM04X1LINKX4LINK111111111111吊钩向上吊钩向下吊钩前进吊钩后退YBPE电源短路保护升降电机及制动水平移动电机短路保护吊钩升降控制吊钩平移控制上升下降向前向后上升下降向前向后图2电葫芦控制原理图33PLC控制系统电路设计（1）主电路设计电动葫芦PLc控制系统的主电路和图2所示电路中的主电路部分完全相同，各个元器件的作用也完全一样，不再赘述。（2）控制电路设计在PLC控制电路中，有4个操作按钮需要4个输入点，有3个行程开关需要3个输入点，有4个接触器线圈需要4个输出点，这样共需要7个输入点和4个输出点，同时考虑留有适当的余量，于是选择PLC的型号为S7—CPU222(8个输入点／6个输出点)。根据控制要求，设计的电动葫芦PLC控制系统的控制电路如图3所示。吊钩向上吊钩向下吊钩前进吊钩后退图3PLC控制系统图（3）元器件清单根据MD13—18型电动葫芦的控制要求，来选择元器件清单。该电动4葫芦的起重量为3t，起升高度为18m，起升速度为8m/0.8min，运行速度为20m/min，起重电机为ZDl32—4(三相380V电压、额定功率4．5kw、额定转速1380r／min、额定电流11A)，运行电动机为ZDYll2—4(三相380v电压、额定功率0.4kW、额定转速1380r／min、额定电流1．25A)。按照前面介绍的方法，确定其他元器件规格如表1所示。表1电葫芦PLC控制系统的元器件清单元件名称符号型号规格数量功能可编程控制器PLCS7-CPU222AC/DC/继电器1系统控制隔离开关QSHZ15-25/31线路主电源控制熔断器FU1RL1-60/303主线路短路保护接触器KM1CJ20-16/380V1提升控制接触器KM2CJ20-16/380V1下放控制接触器KM3CJ20-10/380V1向前水平移动控制接触器KM4CJ20-10/380V1向后水平移动控制电磁制动器YBFDB制动器1升降运动抱闸制动电动机M1ZD132-4（额定功率4.5kW）1升降电动机电动机M2ZDY112-4（额定功率0.4kW）1水平移动电动机熔断器FU2RL1-15/42控制电路短路保护低压断路器QF1DZ5-20/230-3A1PLC电源开关隔离变压器TI380V/220V，功率500W1PLC供电电源按钮SB1LA19-11（绿）1提升控制按钮SB2LA19-11（黄）1下放控制按钮SB3LA19-11（黑）1向前水平移动控制按钮SB4LA19-11（白）1向后水平移动控制位置开关SQ1LX2-1311上限位位置开关SQ2LX2-1311前限位位置开关SQ3LX2-1311后限位5直流继电器JT3-31/14继电器隔离板4控制程序设计货物的提升和下放、水平移动控制均使用点动方式．无需停止按钮。在程序设计中要重点考虑系统工作的可靠性和安全性。（1）提升和下放拉制程序设计点动提升物体控制过程分析：按下按钮SB1，KMl主触点闭合，提升电动机Ml转动，将对象提升，将SB1松开，KMl主触点断开，使电动机M1失电，电磁制动器YB失电抱间，使卷筒不能再转动。当物体提升到极限位置时，将SQl压下，使KM1和YB均失电，电动机M1停止运转。点动下放物体控制过程分析：要下放对象时，按下SB2，KM2得电吸合，其主触点闭合，YB得电松间，电动机M1反转下放物件，松开SB2，KM2断电释放，KM2主触点断开，YB失电抱间。根据点动提升／下放物体的控制要求分析的控制程序（2）水平移动控制程序设计结合安全联锁，设计的点动提升和下放物体点动向前水平移动控制过程分析：按下向前按钮SB3，删得电吸合，电动机M2正转，电动葫芦沿工字梁向前作水平移动，松开SB3，KM3释放，电动机M2停止，电动葫芦停止移动。当电动葫芦向前移动到极限位置时，将SQ2压下，使SQ2的常开触点闭合，迫使电动葫芦停止向前移动。点动向后水平移动控制过程分析：按下向后按钮SB4以KM4得电吸合，电动机M2反转，电动葫芦向后作水平移动，松开SB4，KM4释放，电动机停止，电动荡芦停止移动。当电动葫芦向后移动到极限位置时，将SQ3压下，使SQ3的常开触点闭合，迫使电动葫芦停止向后移动。根据上述分析，并结合安全联锁，设计的点动向前和向后移动控制程序65PLC控制系统联机调试（1）程序模拟调试○1接通PU主机电源，将编辑好的程序下载到PLC主机中。○2将I0.0强制为ON，观察PLC的Q0.0是否为ON状态，然后将I0．0的强制ON取消，观察观察PLC的QO．0是否为OFF状态。再强制I0.4为ON，观察Q0.0是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。○3将I0.1强制为ON，观察PLC的Q0.1是否为ON状态，然后将I0.1的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.1是否为OFF状态。○4将I0.2强制为ON，观察PLC的Q0.2是否为ON状态，然后将I0.2的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.2是否为OFF状态。将I0.2强制为ON，再强制I0.5为ON，观察Q0.2是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。○5将I0.3强制为州，观察PLC的Q0.3是否为ON状态，然后将I0．3的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.3是否为OFF状态。将I0.3强制为ON，再强制I0.6为ON，观察Q0.3是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。（2）系统联机调试○1将装置的总电源开关QS合上，按下主控电源板上的启动按钮。○2合上隔离开关QFl。○3提升操作。按下SBl，KM1吸合，电磁制动器YB吸合(在实验过程中，用接触器KM5来模拟)，同时升降电动机M1正转，松开SB2，KM17及YB释放，电动机Ml停止。若先按下上限位开关SQl，再按下SB1，电动机M1不能启动，表示电动葫芦已受到限位保护。○4下放操作。按下SB2，KM2吸合，电磁铁YB吸合(在实验过程中，用接触器KM5来模拟)，升降电动机M1反转，松开SB2，KM2及YB释放，电动机M1停止。○5平移操作。按下向前按钮SB3，KM3吸合，平移电动机M2正转；松开SB3，KM3释放，平移电动机M2停止。按下向后按钮SB4，KM4吸合，平移电动机M2反转；松开SB4，KM4释放，平移电动机M2停止。若先按下向前限位开关SQ2，再按下向前按钮SB3，平移电动机M2不能启动。若先按下向后限位开关SQ3，再按下向后按钮阳SB4，平移电动机M2不能启动。（3）编写技术文档技术文档应说明系统的功能、技术指标、操作规范以及使用中应注意的问题。6电路安装（1）装配位置图考虑到操作与维修方便、使用安全等因素，设计的装配位置图如图4所示（2）控制柜安装交流控制电路电源有36v、12w、220V、380V等规格，电路结构简单的可使用220V或380v电源，若电路复杂，故障多发，宜选用低压电源，并经变压器降压来获得。另外，还需要根据照明和指示灯的工作要求，以及电磁线圈的负载性质等进行综合考虑。