畢業(yè)論文開題報告：輪胎拆垛機的控制系統設計

畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告
課題名稱 輪胎拆垛機的控制系統設計

課題來源 生產實際
輪胎拆垛機的控制系統設計開題報告
一． 課題來源、目的、意義
1.1課題的來源
本課題是經鄭州日產公司的要求，經東風設備專業(yè)制造廠審核而定，源于生產實際。工業(yè)是一個國家生產力發(fā)展水平的重要標志。而制造業(yè)又是工業(yè)中的一個核心部分，尤其是汽車制造業(yè)。近些年隨著汽車業(yè)的不斷快速發(fā)展，汽車零部件的需求量不斷增大，輪胎作為汽車必不可少的部分，需求也是與日俱增，而對于不同規(guī)格大小成垛的輪胎如何進行快速、準確的進行分離放置到輸送線上就成了一個必須解決的問題，隨著科學技術的不斷進步，機械設計和電氣設計應相互配合也越來越多。那么如何將機電控制技術應用到輪胎拆垛生產線上，在此情況下本課題應運而生

1.2課題的目的、意義
隨著經濟的發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，PLC技術已經進入了一個嶄新的時代，其應用越來越廣泛。PLC具有1、系統構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統，如DDC和DCS等，實現生產過程的綜合自動化�！�2、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，
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制方式，是自動運行方式的輔助或后備方式 ，系統轉為手動 工作后，機運行 、 夾緊 、舉升等自動停止 , 單獨進行開關控制 ；手動操作可通過控制面板上的按鈕開關操 作。
(2) 利 用PLC對輪胎生產線上夾緊器進行控制 ；通過判斷不同型號的輪胎, 對其夾緊的力度進行控制防止因其用力過大導致輪胎被夾癟或因其夾緊力不足大致輪胎脫落
(3)利 用PLC對 輪胎生產線上升降臺進行控制，通過判斷的輪胎型號，提升相應的高度，避免因其輪胎規(guī)格不同而使輪胎無法進行拆分或達不到拆分效果
(4)對于輪胎松緊的不同規(guī)格判定，引進了編碼器，編碼器的引進，解決了因其輪胎規(guī)格不同從而導致的對輪胎無法正常進行拆分
(5) 利 用PLC的邏輯判斷功能和其它功能 , 在實施要求的任務的同時 ,實現外部輸入輸出環(huán)節(jié)的故障診斷 ；PLC控 制系統中故 障多種多樣, 可通過一些專門用的傳感器進行檢測 , 然后判斷和輸出信息 。
(6) 由于輪胎生產工業(yè)現場的潮 濕 、振動等惡劣環(huán)境條件 ,對PLC控 制系統的安全性 、可靠性和抗干擾能力具有一定的影響 ，采用軟件設計可提高PLC的可靠性和增強其抗干擾能力 。
3.2電控系統的主要器件選擇
輪胎生產線電氣系統主要器件包括PLC、編碼器、變頻器以及電動機等。它們的選擇都是在保證功能的前提為依據，總體選擇如下：
3.2.1PLC的選型
PLC在世界小型PLC市場上,日本產品約占市場份額的７０％,居壟斷地位。三菱公司是日本國生產PLC的主要廠家之一。三菱公司依其合理的價位、良好的性能及完善的售 后服務系統使其小型PLC的銷量在中國占有大量的市場。為了硬件間更好的兼容，系統 能正常的運行，選用三菱 PLC的一個更重要的原因是在于該公司部分工程中已使用的PLC產品和其它電工類產品也是三菱公司的。Q系列PLC是三菱公司從原A系列PLC基礎上發(fā)展過來的中、大型PLC系列產品，Q系列PLC采用了模塊化的結構形式，系列產品的組成與規(guī)模靈活可變，最大輸入輸出點數達到4096點；最大程序存儲器容量可達252K步，采用擴展存儲器后可以達到32M；基本指令的處理速度可以達到34ns；其性能水平居世界領先地位，可以適合各種中等復雜機械、自動生產線的控制場合。Q系列PLC的基本組成包括電源模塊、CPU模塊、基板、I/O模塊等。通過擴展基板與I/O模塊可以增加I/O點數，通過擴展儲存器卡可增加程序儲存器容量，通過各種特殊功能模塊可提高PLC的性能，擴大PLC的應用范圍。
Q系列PLC可以實現多CPU模塊在同一基板上的安裝，CPU模塊間可以通過自動刷新來進行定期通信或通過特殊指令進行瞬時通信，以提高系統的處理速度。特殊設計的過程控制CPU模塊與高分辨率的模擬量輸入/輸出模塊，可以適合各類過程控制的需要。最大可以控制32軸的高速運動控制CPU模塊，可以滿足各種運動控制的需要。而我們選用的為三菱Q02H
根據經驗公式：可編程序控制器選擇點數=開關量輸入輸出點數*（110%~120%）算得要求選取的可編程序控制器的點數,同時由于對控制系統有較高的可升級性，因此還要為系統預留足夠的輸入輸出點。
基本單元Q02H CPU,輸入；115點 輸出：73點
高速計數模塊：輸入：18點 輸出：18點
3.2.2變頻器（電動機）選型
變頻器容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程，最常見的、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是所選設備能力偏大，而實際需要能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增加。此系統變頻器選用的型號為FR-A740-2.2-CH和FR-A740-3.7-CH。
3.2.3編碼器選型
（1）機械安裝尺寸，包括定位止口，軸徑，安裝孔位，電纜出線方式，安裝空間體積:；工作環(huán)境保護等級是否滿足要求。
（2）分辨率，即編碼器工作室沒全輸出的脈沖，是否滿足設計使用精度要求。
(3)電氣接口，編碼器輸出方式常見有推拉輸出（F型HTL格式），電壓輸出（E），集電極開路（C，常見的C1為NPN型，C2為PNP型輸出），唱響驅動器輸出。其輸出方式應和其他控制系統的接口電路相匹配。
3.4總體工作流程圖

3.5 輸入輸出點
3.5.1 PLC輸入輸出點
信號類型 地址 元件代號 功能 信號類型 *113 SQ7917 2#拆垛機上到位檢測
輸入 *40 KA1021 通電選擇繼電器 輸入 *114 SQ7921 2#拆垛機下到位檢 ……（未完，全文共10331字，當前僅顯示2458字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文開題報告：輪胎拆垛機的控制系統設計》）