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4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 5）体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备

6）功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 7）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规模的系统。而继电器对生产工艺变化的适应性差，需要进行重新设计与接线。楞编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。

PLC控制系统是从继电器控制系统发展而来的，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，目前仍然在工业领域中大量应用。然而就其控制性能与自身的功能已无法满足现代工业控制的要求和发展，下面就用继电器控制和PLC控制系统来完成专用行车的设计。

1.4 本设计完成的工作

本设计第一部分介绍了本课题的研究背景以及继电接触控制和PLC控制的定义与分类，并且对继电器接触控制和PLC控制方式进行了比较；第二部分介绍了系统的说明及要求以及总体方案的简要说明，并描述了专用行车控制所涉及的控制原理；第三部分用继电接触控制进行电镀专用行车的设计；第四部分用PLC控制进行电镀行车的设计，利用PLC构成一套自动控制系统，实现对电镀专用行车的自动控制过程。

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2 系统说明及要求

2.1 专用行车电气控制系统概述

本设计是用继电器接触控制和PLC控制完成电镀车间专用行车的控制，是为了提高工作效率、促进生产自动化和减轻劳动强度而改造的起吊设备。该设备采用远距离控制，起吊重量在500Kg以下，起吊物品是有待进行电镀和表面处理的各种产品和零件。

在电镀生产线一侧,工人将待加工零件装入吊篮,并发出信号,专用行车便提升并按工艺要求在需要停留的槽位停止,然后自动下降,停留一定时间(各槽停留时间预先按工艺要求设定)后再自动提升,如此完成电镀工艺规定的每一道工序,直至生产线的末端自动返回原位,卸下处理好的零件,重新装料发出信号进入下一个加工循环。此外，为了适应批量生产需要,电镀车间专用行车电气控制系统要针对不同的工艺流程(例如镀金、镀银、镀锌)有程序预选和修改能力。设备机械结构与普通小型行车结构类似,跨度较小,要求准确停位,以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作时除具有自动控制的大车前后移动与吊物上下移动外,还有调整吊篮位置

2.1 专用行车示意图

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的小车左右移动。生产线上镀槽的数量,由用户综合各种电镀工艺的需要提出要求,电镀种类越多,则槽数也多。

本台设备共设计了5个电镀槽，当待加工零件放入吊篮中，操作人员便按下图2.1起动按钮，吊篮上升；当碰到上限位开关时，停止上升并且向前运行，当碰到第一槽的行程开关，停止前行并且将吊篮下放，碰到下限位开关时，停止下放并延时一定的时间；延时时间到后吊篮上升。如此这样进行以下4个槽的电镀加工。当加工完后，向前行到最前面的行程开关，使吊篮后退到原位并进入下一个加工循环。

行车是一种既能垂直提升又能水平移动重物的机械组。本文介绍的行车控制系统应用于工业生产的电镀车间，此行车控制系统能够完成左/右、前/后及上/下运动，它们分别由3个三相交流电动机拖动，通过正/反转控制实现相反方向的移动。这种行车的主要任务是把负载吊起并移动到预定的位置。为了确保负载能准确快速的到达目标位置，控制携负载的平台使负载在预定的位置无振荡地停下来，需要电机控制使其能够平稳的加速和减速。

2.2 总体方案说明

1) 专用行车的小车、大车及升降运动均采用三相交流异步电机(JO2-12-4型0·8

kW、1·99 A、1 410 r/min、380V)分散拖动,并采用一级机械减速。 2) 行车的左右、前后及上下运动分别由电动机M1、M2、M3拖动,并通过正反转

控制实现两个方向的移动；

3) 进退与升降运动停止时,采用能耗制动,以保证准确定位.平移中,升降电动机

M3采用电磁抱闸制动以保证安全；

4) 位置控制指令信号,由固定于轨道一侧的限位开关发出,并利用调节挡铁的方

法来保证吊蓝与电镀槽的相对位置的准确性；

5) 制动时间与各槽停留时间可根据工艺要求设定并由定时器自动控制； 6) 采用程序预选开关实现电镀工艺自选；

7) M2和M3位自动控制连续运转,采用热继电器实现过载保护,左右运动为调整

运动,短时工作无过载保护；

8) 采用带指示灯控制,以显示设备运动状态；

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9) 主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护,由限位开关实现前后、上下及左

右三个方向的极限位置保护.

2.3 专用行车装置的主要控制及原理

2.3.1 电机的正反转控制

本设计中，要求电机根据指令改变运动方向，即保证行车能够前/后、上/下、左/右移动，实际上也就是要求电动机能够实现正反转。

由三相异步电动机转动原理[23]可知，若要电机逆向运行，只要将接于电动机定子的三相电源线中的任意两相对调一下即可，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现[9]。电机的正反转控制线路如图3.11所示。其中接触器KM1为正向接触器，控制电机的正转；KM2为反向接触器，控制电机M的反转。

图2.3.1 电机的正反转控制

该正反转控制原理为:

正转:合上刀开关→按下复合开关SB3→反转线路断开,线圈KM1通电→KM1常开开关吸合,常闭开关打开→电机正转；

反转:合上刀开关→按下复合开关SB2→正转线路断开,线圈KM2通电→KM2常开开关吸合,常闭开关打开→电机反转；

停止:直接按下SB1，线路断开。

该控制线路必须要求KM1和KM2不能同时通电，否则会引起主电路电源短路，