自动生产线运料小车控制系统.doc

第三章 通用变频器在典型控制系统中的应用

。本章的学习目标：
1．掌握变频器在典型控制系统中的应用技能知识。
2．掌握变频器在实际生产中的具体应用要求和含义。
3．掌握变频器在物料运送控制系统中的参数设置。

第五节 运料小车控制系统

学习目的
1．掌握运料小车控制系统的基本原理和实际应用。
2. 掌握运料小车控制系统中变频器的参数设置及控制方法。
3. 掌握运料小车控制系统中PLC和变频器结合使用的方法。
[基础知识]
随着社会的发展，技术的不断改革，工业生产的自动化程度及性能都得到了大幅提高.由于变频器不仅可以改变转速，而且在启动、停止时减少了对设备的冲击，相对稳定了生产。
小车运料采用PLC和变频器配合，提高了生产线的自动控制性能和稳定程度，并且设备的安全性能都得到了进一步提升，从而提高了生产效率和设备的使用寿命。
[实战演练]
一．训练内容
用PLC和变频器组合对生产线中的小车自动运行进行控制。控制内容为：
1.任务：
1）某车间有5个工位，小车在5个工位之间往返运行送料，当小车所停工位号小于呼叫号时，小车右行至呼叫号处停车；
2）小车所停工位号大于呼叫号时，小车左行至呼叫号处停车；
3）小车所停工位号等于呼叫号时，小车原地不动；
4）小车启动加速时间、减速时间可根据实际情况自定；
5）小车具有正、反转及高、低两种运行速度运行功能，高速运行在50HZ，低速运行在30HZ；
6）具有小车行走工位的七段数码管显示。小车工位示意图如图3－5－5所示。

图3－5－5小车运行工位示意图

2．结合控制要求进行PLC程序的编写及变频器参数的设定。
（1）I/0分配表，见表3－5－1。
表3－5－1 I/0分配表
输入
输出
名称
代号
输入点编号
输出点编号
代号
名称
启停开关
SA1
X0
Y0

数码管A
小车呼叫按钮
SB1
X1
Y1

数码管B
小车呼叫按钮
SB2
X2
Y2

数码管C
小车呼叫按钮
SB3
X3
Y3

数码管D
小车呼叫按钮
SB4
X4
Y4

数码管E
小车呼叫按钮
SB5
X5
Y5

数码管F
低速开关
SB6
X6

位置行程开关
SQ1
X11
Y6

数码管G
位置行程开关
SQ2
X12
Y10
STF
右行
位置行程开关
SQ3
X13
Y11
STR
左行
位置行程开关
SQ4
X14
Y12
RL
低速运行
位置行程开关
SQ5
X15

（2小车运行自动控制电路图的连接如图3－5－2所示。

图3－5－2 小车运行自动控制接线图

（4）小车运行参考程序如下图3－5－3所示。

图3－5－3 小车运行控制程序参考梯形图

（5）结合实际控制应用及要求，设置变频器的参数。如下表3－5－2所示。
表3－5－2小车控制变频器参数设定表
参数代码
功能
设定数据
Pr.1
上限频率
50HZ
Pr.2
下限频率
0HZ
Pr.3
基准频率
50HZ
Pr.6
多段速频率
30HZ
Pr.7
加速时间
2S
Pr.8
减速时间
1S
Pr.9
电子过流保护
7.48A
Pr.14
适用负荷选择
0
Pr.20
加减速基准频率
50HZ
Pr.21
加减速时间单位
0
Pr.77
参数写入选择
0
Pr.78
逆转防止选择
0
Pr.79
运行模式选择
3
Pr.80
电动机（容量）
3.7KW
Pr.81
电动机（极数）
4极
Pr.82
电动机励磁电流
6.8A
Pr.83
电动机额定电压
380V
Pr.84
电动机额定频率
50HZ
Pr.178
STF端子功能的选择
60
Pr.179
STR端子功能的选择
61
Pr.180
RL端子功能的选择
0
二、设备、工具和材料准备
１．工具 电工工具1套，电动工具及辅助测量用具等。
２．仪表 MF－500B型万用表、数字万用表DT9202、5050型兆欧表、频率计、测速表各一。
３．器材 三菱FR-A740-3.7K-CHT变频器、电动机3.7KW 、三菱PLC和编程软件、各一，其它辅助用按钮、位置开关及交流接触器，导线若干等。
三、操作步骤
1．系统的安装接线及运行调试
（1）首先将主、控回路按3－5－2图进行连线，并与实际操作中情况相结合。
（2）经检查无误后方可通电。
（3）在通电后不要急于运行，应先检查各电气设备的连接是否正常，然后进行单一设备的逐个调试。
（4）按照系统要求进行变频器参数的设置。
（5）按照系统要求进行PLC程序的编写并传入PLC内，并进行模拟运行调试，观察输入和输出点是否和要求一致。
（6）对整个系统统一调试，包括安全和运行情况的稳定性，
（7）在系统正常情况下，接通启停开关，小车就开始按照控制要求自动运行。根据程序由变频器控制小车的转速，以达到多段速的控制，从而实现运料小车的高、低速自动控制。
（8）断开启停开关SA1,小车停止运行。
2．注意事项
（1）线路必须检查清楚才能上电。
（2）在系统运行调整中要有准确的实际记录，是否温度变化范围小，运行是否平稳，及节能效果如何。
（3）对运行中出现的故障现象准确的描述分析。
（4）注意在运送物料时不得超负荷运行，否则电动机和变频器将过载而停止运行。
（5）在运行过程中要认真观测，小车运料系统的控制方式及特点。
[自我训练]
用PLC和变频器组合对机械手进行设计、安装与调试
1.任务要求：
如图3-3-5所示。

图3-3-5 机械手动作示意图
（1）把启停开关拨动到开启位置，进入待机状态，机械手处于原点位置(SQ6、SQ7闭合)。
（2）按动选位按钮SB1可进行选择放置物体位置。具体要求为：从第一次按下SB1开始，2s内可连续按下多次该按钮，在此时间内按下按钮的次数将决定机械手放置物体的位置。如：2s内按下1次，则把物体放到1号位，如按下3次或大于3次，则把物体放到3号位。
（3）机械臂的左右行驶由三相电动机M1的正反转来控制。机械手的上升下降由变频器来控制M2，并进行如下调速设置：假如在上述2s时间内按动了2次SB1，此时机械手开始启动下降，2s内加速到最高速度（对应频率为30Hz），当下降到SQ1时开始下降减速，减速时间为4s；机械手停止后开始夹紧物体（夹紧时间1s），然后上升加速，2s内加速到最高速度（对应频率30Hz），当运行到SQ2处开始上升减速，减速时间2s，机械手压合SQ6并停止后开始右行，经过SQ3时不停，到达SQ4时（2号位限位）停止右行，开始下降；下降过程同上要求，到位后放松物体并立即返回，上升过程同上，上升到位后返回原点停止第一次任务结束，并等待下一次任务。
（4）停止时，当前任务结束方可停止系统，并切断选位电路。
注意：在机械手下降时触动SQ2无效，在上升时触动SQ1无效；机械手的夹紧和放松由中间继电器控制电磁阀的通断来实现。
2.技术要求
⑴电路设计：根据任务，设计主电路图，列出PLC控制I/O口（输入/输出）元件地址分配表，根据加工工艺，设计梯形图及绘制PLC、变频器接线图。并设计出有必要的电气安全保护措施。
⑵安装与接线要紧固、美观，耗材要少。

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