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轮毂坯料自动堆料机设计
前 言

随着现代科技技术的发展，堆料机已经广泛应用在各种生产中。堆料机主要由堆料机构、旋转及俯仰装置、行走台车、门柱及支架、司机室、进料带式输送机联接装置等组成。不论在顺行或逆行时，堆料机的行走速度都要保持相同的平铺料层厚度，以保证矿石匀化效果。堆料机应设除尘或洒水装置，以减少料堆粉尘污染；堆料机卸料头部装有料堆高度探测器，能按一定节距随料堆高度调节俯仰程度。堆料机作为散装物料装卸机械的使用是从上世纪初期开始的，它是由挖掘机演变来的。我国从20世纪60年代中期开始研发堆料机。经过40余年的发展，国内堆料机的设计制造水平有了很大提高尤其是从20世纪80年代后期，计算技术的应用和结构有限元的分析计算的使用使得设计手段得到了极大的改善。同时从20世纪80年代初期开始到现在，已经有几十次的产品进口、技术引进、合作制造，几乎囊括了日本、美国、德国、法国、奥地利、意大利等世界上知名的散装物料装卸机械公司的产品，这些项目的是实施，对国内制造商提高产品的设计制造水平起到了极大的促进作用，使我国的堆料机设计技术发生了巨大的变化。另外通过技术的不断创新，国内的制造商也陆续设计制造出了性能优良的堆料机产品，逐渐的满足了国内外用户的需要。堆料机正向着大型化、自动化的方向发展，设备选型更加多样化和环保化，产品配套的国际化，PLC控制和变频器调速系统多元化，系统通讯网络化，并且随着产品设计和制造质量的提高逐步走向世界。

第一章 堆料机简介

1.1 堆料机的结构
堆料机主要由悬臂式堆料机、桥式刮板取料机和中心柱等组成，见图1.1

图1.1 1．悬臂式堆料机　2．桥式刮板取料机　3．中心柱

1.1.1 悬臂式堆料机
悬臂式堆料机支承在中心柱上层回转平台上，堆料臂架铰支在回转平台上的支承上，其上布置有胶带运输机，配重则布置在堆料臂架的后部末端。悬臂堆料机能实现上下变幅和沿料场圆周方向回转。回转平台靠一回转支承与中心柱相连，回转支承在一套回转驱动装置的带动下实现堆料机绕中心柱作圆周运动。液压系统中的液压动力站驱动液压油缸，使堆料臂上仰或下俯。胶带机在堆料机回转和变幅复合运动的同时实现预定方式的堆料功能。

1.1.2 桥式刮板取料机
桥式刮板取料机由箱形梁、行走端梁、刮板系统和料耙系统组成。行走端梁上设置传动装置，驱动取料机沿料场圆周方向运行。箱形梁一端支承在行走端梁上，另一端铰支在中心柱下回转支承外圈上，支承整个取料机绕中心柱回转。刮板取料系统布置在箱梁下面，刮板链在中心柱一端的传动装置驱动下循环运行，实现取料功能。
　　设置在箱形梁一侧的料耙在液压系统驱动下，沿料堆的横端面上将物料耙落，辅助刮板系统完成取料工作。在料耙往复运动、行走端梁沿料场圆周方向进给的同时，经刮板系统刮取物料，完成其取料过程。
　　堆料和取料预定方式均由可编程控制系统按照预编程序进行控制。为适应自动化工艺流程、调试、维护保养及特殊工况的处理，堆取料机设置了自动控制、手动控制和机旁控制三种控制方式，三种方式各自独立。

1.2 堆料机的分类
（1） 臂式斗轮堆取料机：　臂式斗轮堆取料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它广泛应用于火电厂、港口码头、钢铁冶金、建材水泥、矿山、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。
（2） 摇（动）臂混匀堆料机：摇（动）臂混匀堆料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它应用于钢铁冶金、港口码头、建材水泥、矿山、化工等行业大型现代化原料储运场，实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。
（3） 摇臂堆料机：摇臂堆料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它应用于钢铁冶金、港口码头、建材水泥、矿山、化工等行业大型现代化原料储运场，实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。
（4） 门式斗轮堆料机：门式斗轮堆取料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它广泛应用于火电厂、港口码头、钢铁冶金、建材水泥、矿山、化工、煤炭与焦化厂等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。
（5） 圆形料场堆取料机：圆形料场堆取料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它广泛应用于火电厂、建材水泥、矿山、化工、煤炭等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料的堆取、转运、装卸的连续作业。

第二章 方案设计

2.1总体方案设计
汽车轮毂冲压剪切下料后,需要酸洗除锈,为提高效率和质量,要求坯料有序地排放在料架上。自动推料机应具有以下功能：
（1） 推料过程自动完成
（2） 从下料机上自动接料
（3） 设计两种规格料架
（4） 自动检测和报警
（5） 料道高度 1.1m
（6） 节拍 30S/件
酸洗槽规格 1.8 X 3（m）
轮毂坯料的垂直高度为260mm
根据设计说明任务及要求，本次设计的根本任务是把轮毂坏料有序地排列到料架中使其实现自动化。要点是: （1） 自动化。
（2） 有序摆放。
自动化的实现部分要用涉及到控制动力，很自然地要用到机电传动。即以电动机为原动机驱动输送机械。将电能转化为机械能。电机的选择用交流伺服电动机，它与普通电机相比具有以下特点：
（1） 调整范围广，伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广的范围内调节；
（2） 转子的惯性小，即能实现迅速启动，停转；
（3） 控制功率小，过载能力强，可靠性好。
整个过程主要以下两个环节：
（1） 推料器把轮毂坯料推到升降机上；
（2）由升降机上的推料器把轮毂坯料推进小车内。
中间过程升降机要起降，由于传动的多环节性，控制系统要有自动的测量控制信号，选用传感器，其类似于人的感觉器官。它把被测量转换为易测信号。传送给测量系统的信号调理环节，控制信号的处理要用到继电器---接触器控制系统。为实现过程的逻辑性，要用到时可编程序控制器。轮毂坯料自动输送流程简图如下图2.1：

图2.1 轮毂坯料自动输送流程简图

2.2具体方案设计

2.2.1 裁板机推料器动力的选择
可选动力有：
（1） 电动机 1）螺旋传动　　2）链传动　　3）带传动
（2） 气缸
（3） 液压缸
考虑到现场工作环境（轮毂坯料下料后有大量的锈渣，在冲击条件下有下落）从而去除螺旋传动和链传动。因为它们要求有相对清洁的工作环境。带传动平稳性和精确性相对较差，去除。液压设备功率大，辅助设备要求较高，考虑到此推料器推力不大，而气缸具有设备简单，气源方便的优点。因此选用气缸作为裁板机推料器的动力。

2.2.2料架内堆料层数、数量、相对位置的确定
酸洗槽规格为：1.8×3(m)，轮毂坯料的垂直高度为260mm，估算轮毂坯料的重量，设计料架内装三层坯料，估算坯料重心，设计坯料与料架底面成11度垂直摆放，综合空间性此角度较为合适。综上所述，根据轮毂坯料空间几何尺寸确定轮毂坯料数量为：第一层25个，第二层24个，第三层23个，共72个。

2.2.3升降机传动的选择
由于要三层堆料，考虑传动的平稳性，选择螺旋传动。螺旋传动一般是将旋转运动变成直线运动，或反过来将直线运动变为旋转运动，并同时进行能量和力的传递。
螺旋传动按螺纹间摩擦状态又可分为滑动螺旋，滚动螺旋与静压螺旋三大类。
滑动螺旋的特点：
（1） 结构简单，加工方便，成本低廉
（2） 当螺纹升角小于摩擦角时，能自锁
（3） 传动平稳
（4） 磨擦阻力大，效率较低，仅在0.3—0.7之间，自锁时低于0.5，常在0.3—0.4之间
（5） 螺纹间有侧向间隙，反向时有空行程，定位精度及轴向风度较差
（6） 磨损快
（7） 低速及微调时可能出现爬行
滑动螺旋副常采用梯形螺纹，锯齿形螺纹或矩形螺纹。矩形螺纹的特点：牙型为正方形，牙型角为0。传动效率高，但精度制造困难；螺纹强度比梯形螺纹，锯齿螺纹低，对中精度低：螺纹副磨损后的间隙难于以补偿佤修复。综合考虑和对比各种传动副的特点及机器传动的要求选用矩形螺纹。

2.2.4升降机上推料器传动选择
考虑到推料器要求传动速度快，平稳的特点，选择链传动作为此推料器的传动装置。因为链传动能保持准确的平稳传动。传动效率高；结构较为紧凑。作用在轴上的压力较小；能在高温低速重载条件下工作。
链条按功用不同可分为传动链，输送链，起重曳引链和专用特种链，考虑到本机器的特点，选用传动链。

2.2.5小车方案
（1） 小车能在水平方向移动并能定位到任何位置；
（2） 料架能方便的安放到小车上，并且和小车相对位置要求精确；
（3） 小车传动用螺旋传动，动力为交流伺服控制电机。

2.2.6料架辅助装置
为了能使轮毂坯料准确的摆放在料架上，设计轮毂坯料要求有导辊起导向作用。此装置动力由一气缸提供。由于辅助装置上升幅度较小，气缸的行程要求不大，根据气缸的特点，能满足工作要求。

2.2.7输送时间分配
根据设计任务的参数（节拍：30s/件）及各种传动的速度的合理性，分配时间简述如下：
第一层堆料：裁板机推料器接收到传动命令后用3秒时间把轮毂坯料推到升降机的待输送状态，停1秒钟后用3秒返回待命位置。升降机推料器接收到传动信号后用5秒时间将轮毂坯料摆放到料架指定位置，停1秒后用5秒时间返回到原位置。料架辅助装置和升降机推料器同时启动，用1秒时间托起，保持5秒后用1秒时间退回。小车在料架下落后启动，用1秒时间移动1单元距离。到第25个轮毂坯料摆放好后小车用17秒时间快速退回到开始位置。
第二层堆料：裁板机推料器和升降机推料器动作和第一层堆料相同。料架辅助装置停止工作。不同的是轮毂坯料到升降机待命位置后往上提升一单元距离，用３秒的时间提升，，然后再由升降机推料器把轮毂推到小车的指定位置。然后再用３秒的时间回退。到第４９个轮毂坯料摆放好后，小车迅速回退到初始位置。
第三层推料：和第二层堆料基本相同，不同的是升降机要向上提升两单元距离(一单元距离为轮毂坏料在升降机上摆放时的垂直高度）。到第７２个轮毂坏料摆放好后，报警机报警，将料架由起重机吊起放进酸洗槽中。
整个过程的时间分配简单示意图如下：

图2.2 输送第1----24个轮毂的时间简单示意图

图2.3 输送第25个轮毂的时间简单示意图

图2.4输送第26----49个轮毂的时间简单示意图

图2.5 输送第50个轮毂的时间简单示意图

图2.6　输送第51----75个轮毂的时间简单示意图

上列图图表字母代号名称：
A：截机板机推料器 B：升降机 C：料架辅助装置 D：升降机推料器

第三章 机电控制设计

3.1 传感器概述

3.1.1 传感器的定义
信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC: International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照 Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。

3.1.2 传感器的组成
传感器一般由敏感器件与其他辅助器件组成。敏感器件是传感器的核心，它的作用是直接感受被测物理量，并将信号进行必要的转换输出。一般把信号调理与转换电路归为辅助器件，它们是一些能把敏感器件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理等有用的电信号的装置。
随着集成电路制造技术的发展，现在已经能把一些处理电路和传感器集成在一起，构成集成传感器。进一步的发展是将传感器和微处理器相结合，装在一个检测器中形成一种心形的“智能化传感器”。

3.1.3 传感器的分类
目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：
（1） 按传感器的物理量分类，可分为位移传感器、力传感器、速度传感器、温度传感器、流量传感器、气体成份等传感器；
（2） 按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器；
（3） 按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“１”和"０”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。
（4） 按信号变换特征分类，可分为物性型传感器和结构性传感器。
（5） 按传感器与被测量之间的关系分类，可分为能量转换型传感器和能量控制型传感器。
（6） 按传感器输出量的性质来分，可分为模拟式传感器和数字式传感器。

3.1.4 传感器的静态特性
传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。

3.1.5 传感器的动态特性
所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

3.1.6 传感器的线性度
通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。
拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

3.1.7 传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

3.1.8 传感器的分辨力
分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。
通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。

3.1.9 电阻式传感器
电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、电位计式传感器等。
（1） 电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。
（2） 压阻式传感器
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
（3） 热电阻传感器
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
（4） 电位计式传感器
电位计式传感器有直线位移型、角位移型和非线性型等，不管是哪种类型的传感器，都是由线圈、骨架和滑动触头等组成。它的优点是结构简单，尺寸小，精度高，性能稳定，受环境因素影响小，使用方便。

3.1.10电容式传感器
电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的一种结构型传感器，它实际上就是一个具有可变参数的电容器。
（1） 变极距型电容式传感器
变极距型电容式传感器是两块平行板之间介质的介电常数和相互覆盖面积保持不变，只改变电容机板之间的距离所得到的一种传感器，主要应用于压力的测量。在实际应用中，为了提高传感器的灵敏度，增大线性工作范围和克服外界条件（如电源电压、环境温度等）的变化对测量精度的影响，常常采用差动型电容式传感器。
（2） 变面积型电容式传感器
变面积型电容式传感器是两块平行板之间介质的介电常数和距离保持不变，只改变极板见覆盖面积所得到的一种传感器，分为角位移型传感器和线位移型传感器。适用于较大角位移和线位移的测量。
（3） 变介电常数型电容式传感器
变介电常数型电容式传感器是两块平行板之间的相互覆盖面积和距离保持不变，只改变介电常数所得到的一种传感器，主要用来检测容器中液面高度、片状材料的厚度等。

3.1.11电感式传感器
利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感量或电感量的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。它的结构简单，工作可靠，工作精度高，零点稳定，输出功率较大。按转换方式分为自感型电感式传感器和互感型电感式传感器。

3.1.12 传感器的发展方向
（1） 向高精度发展：
随着自动化生产程度的不断提高，对传感器的要求也在不断提高，必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。目前能生产万分之一以上的传感器的厂家为数很少，其产量也远远不能满足要求。
（2） 向高可靠性、宽温度范围发展：
传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能，研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。提高温度范围历来是大课题，大部分传感器其工作范围都在-20℃～70℃，在军用系统中要求工作温度在-40℃～85℃范围，而汽车锅炉等场合要求传感器的温度要求更高，因此发展新兴材料（如陶瓷）的传感器将很有前途。
（3） 向微型化发展：
各种控制仪器设备的功能越来越大，要求各个部件体积能占位置越小越好，因而传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技术，目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。
（4） 向微功耗及无源化发展：
传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外现场或远离电网的地方，往往是用电池供电或用太阳能等供电，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向，这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前，低功耗损的芯片发展很快，如T12702运算放大器，静态功耗只有1.5μA，而工作电压只需2～5V。
（5） 向智能化数字化发展：
随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0～10mV），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有的甚至带有控制功能，这就是所说的数字传感器。

3.2可编程控制概述

3.2.1可编程控制器概论
可编程控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC。

3.2.2 可编程控制器基本原理
PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。

3.2.3可编程控制器实现控制的要点
入出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。
入出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。

3.2.4 可编程控制器实现控制的过程
简单地说，PLC实现控制的过程一般是：
输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新--再输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新……永不停止地循环反复地进行。

3.2.5 可编程控制器实现控制的方式
用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。是用计算机进行实时控制的一种方式。此外，计算机用于控制还有中断方式。在中断方式下，需处理的控制先申请中断，被响应后正运行的程序停止运行，转而去处理中断工作（运行有关中断服务程序）。待处理完中断，又返回运行原来程序。哪个控制需要处理，哪个就去申请中断。哪个不需处理，将不被理睬。显然，中断方式与扫描方式是不同的。
在中断方式下，计算机能得到充分利用，紧急的任务也能得到及时处理。但是，如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢？优先级高的还好办，低的呢？可能会出现照顾不到之处。所以，中断方式不大适合于工作现场的日常使用。

3.2.6 可编程控制器基本特点
从讨论PLC的工作原理知，PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的，其间的联系是靠运行存储于它的内存中的程序实现。它的入出相关，不是靠物理过程，不是用线路；而是靠信息过程，用软逻辑联系。它的工作基础是用好信息。
下面介绍PLC的四个特点：
（1） 功能丰富
PLC的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。
它的指令多达几十条、几百条，可进行各式各样的逻辑问题的处理，还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的，它也都可作到。
它的内部器件，即内存中的数据存储区，种类繁多，容量宏大。它的内部种种继电器，相当于中间继电器，数量更多。内存中一个位就可作为一个中间继电器，存储空间很大。
它的计数器、定时器也很多，是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块，其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字，再加一些标志位，即可成为定时器、计数器，所以才那么多。
而且，这些内部器件还可设置成丢电保持的，或丢电不保持的，即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。
它的数据存储区还可用以存储大量数据，几百、几千、几万字的信息都可以存，而且，掉电后还不丢失。
PLC还有丰富的外部设备，可建立友好的人机界面，以进行信息交换。
（2） 使用方便
用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为：首先PLC控制逻辑的建立是程序, 用程序代替硬件接线。编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多！
其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。
（3） 工作可靠
用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。事实上，如果PLC工作不可靠，就无法在工业环境下运用，也就不成其为PLC了。
1） 在硬件方面：
PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。有的PLC的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。还有采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到万无一失。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。
2） 在软件方面：
PLC的工作方式为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的"冒险竞争"，其控制结果总是确定的；而且又能应急处理急于处理的控制，保证了PLC对应急情况的及时响应，使PLC能可靠地工作。
（4） 经济合算
高新技术的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益，这是科技是第一生产力的体现，也是高新技术生命力之所在。尽管使用PLC首次投资要大些，但从全面及长远看，使用PLC还是经济的。

3.2.7 可编程控制器基本应用
最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用领域不断扩大。如今，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。

3.3机电控制电路及程序

3.3.1 三个电机主电路:
（1） M1为升降机上的推料器的控制电机
（2） M2为升降机上的控制电机
（3） M3为小车的控制电机
（4） M1 KM3 KM5 为正转继电器
（5） KM2 KM4 KM6 为反转继电器

图3.1 控制电机

图3.2 控制电机

3.3.2 PLC外部接线图

图3.3 PLC外部接线图

3.3.3 梯形图

图3.3 梯形图

3.3.4 指令语句图
步序 指令 地址号
00 LD 400
01 OR 430
02 ANI 401
03 ANI 430
04 OUT 430
05 LD 401
06 ANI 430
07 ANI 451
08 OUT 431
09 LD 431
10 ANI 401
11 OUT 450
12 K 5
13 LD 402
14 RST C460
15 LD 403
16 OUT C460
17 K 25
18 MC 101
19 LD 404
20 OR 432
21 ANI 433
22 LD C460
23 ANI C461
24 OUT 432
25 LD 405
26 ANI 432
27 ANI 451
28 LD 460
29 ANI 461
30 OUT 433
31 LD 433
32 ANI 451
33 LD 460
34 ANI 461
35 OUT 433
36 LD 433
37 ANI 405
38 OUT 451
39 K 3
40 MCR 101
41 LD 406
42 RST C461
43 LD 407
44 OUT C461
45 K 49
46 MC 102
47 LD 404
48 OR 432
49 ANI 405
50 ANI 433
51 LD C461
52 OUT 432
53 LD 405
54 ANI 432
55 ANI 452
56 LD C461
57 OUT 433
58 LD 33
59 ANI 405
60 ANI 452
61 LDC 461
62 OUT 433
63 LD 433
64 ANI 405
65 OUT 452
66 K 6
67 MCR 102
68 LD 408
69 OR 434
70 ANI 409
71 ANI 435
72 OUT 434
73 LDI 411
74 OUT M100
75 OUT 453
76 K 1
77 LDI 453
78 OUT 434
79 LD 410
80 OR 435
81 ANI 408
82 ANI 434
83 OUT 435
84 LDI 412
85 OUT 100
86 OUT 454
87 K 17
88 LDI 454
89 OUT 435
90 END

第四章 设计计算

4.1 滚子链传动的设计计算：
滚子链是标准零件，根据传动要求合理选择链传动基本参数，决定链的型号，确定传动布置，选择用链轮材料、结构及电机匹配如下：
（1） 基本参数的确定
1）选择链轮齿数
考虑到推料器的主要功用是将轮毂坯料推进料架中，设计传动比为ｉ=1。链轮齿数越少，运动的不均匀性和动载荷都增大；铰链磨损和齿面磨损也随之增加。鉴于链轮齿数的推荐值和设计机器的自身特点，取链轮齿数Z1=Z2=33。
2) 选定中心距和链节数LP和链节距P
根据设计机器自身的特点和功用可直接定=1970，选p=12.7
链节数　　　　　　
（4.1）
==343.2
取=344
3) 链传动的计算功率(KW)
（4.2）
根据以上计算选择链条型号为08A---1---344 GB/T1243---97
4) 链轮分度圆直径d(mm)
(4.3)
5) 齿顶圆直径 (mm)
(4.4)
6) 分度圆弦齿高 (mm)
(4.5)
7) 齿根圆直径 (mm)
(4.6)
8) 齿侧凸缘直径 (mm)
（4.7）
9) 齿侧圆弧半径 (mm)
（4.8）
10) 滚子定位圆弧半径 (mm)
（4.9）
11） 滚子定位角(ｏ)
（4.10）
（2） 链传动的布置，张紧和润滑
为了避免链条垂度过大时产生啮合不良和链条的抖动现象，同时也可以增加链条与链轮的包角，设计装置张紧轮。
合理的润滑可以减缓磨损，减轻冲击，延长链条使用寿命。
1） 润滑方式：人工润滑。
2） 润滑方法：用刷子或油壶定期在链条松边内，外链板间隙中注油。
3） 供油量：每班注油一次。
4） 润滑油的粘度等级：ISO标准粘度等级 VG150
（3） 链轮材料及齿面硬度
　　　链轮材料均选40钢，热处理后硬度40——50HRC
（4） 电机