基于PLC和触摸屏门机控制系统设计.pdf

圃固四嗟团皤 仿真 ， 毽辗 ／ C AD ／ CA M／ CA E ／ C AP P 基 于P L C 和触摸屏门 机控 制系统 设计 周平 江西工 程学 院， 江西新余 3 3 8 0 0 0 De s i g n o f Po r t a l Cr a n e Co n t r o l S y s t e m Ba s e d o n PLC a n d To u c h S c r e e n Z HOU Pi n g J i a n g x i Co l l e g e o f En g i n e e r i n g， X_ 『1 、， I I 3 3 8 0 0 0， Ch i n a Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e t r a d i t i o n a l r e l a y c o n t r o l p o r t a l c r a n e f a u l t p h e n o l l e ll O n o f h i g h a n d l o w e l f i i e n c v ．t h i s p a pe r d e s i g n s p o r t a l c r a n e c o n t r o l s y s t e m u s i n g P L C a n d I o u c h s c r e e n ． Ha r d wa r e d e s i g n s c h e me o f c o n t r o l s v s t e n 1 a r e D u t f o l 、 v a r d ． Th e d e s i g n o f P L C s o ft w a r e a n d mo n i t o r i n g s c h e me i s g i v e n ； t h e a u t o ma t i t m a n d r e l i a l fi l i t v o f p o r t a l r a n e a r t “i mp r o v e d ． Ke y wo r d s p o r t a l c r a n e ；e o n t r o 1 s y s t e m ；P I C；t o u c h s c r e e n 0弓 l 言 门机是 门座式起重机 的简称，为在轨运行的臂架型 移动式起重机。 随着我国经济的发展 ， 该起重设备得到了 ， 泛应用。传统门机控制系统的电气控制和电机调速采 用继 电器一 接 触器控制方式 ． 故障率高 ， 调速效率低 ， 已远 不能满足要求。应用先进的 P L C控制以及人机交互式操 作终端是 目前控制 系统 的流行趋势 。本文应用欧姆龙 P I 和触摸屏 人机 界而设计机控制系统 ，大幅提高了 其 自动化水平和实用性。 1 门 机控制系 统 硬件 设计 l 广 厕 门机包括起升机构、 变幅机构、1 I 1 旋 转 机 构、 行 走 机 构 等 四 大 机 构 。 J 塑 苹 J 门 机 控 制系 统 采 用欧 姆 龙C J I G 型I 蒜 I P L C 为 控制核心， 南 变频 器完成 机 j 一 _T 一 J 构电机驱动与调速．卜 位监控采用 f山型 签 塑 f』 L J i 触摸屏， 便于操作 故障维护。 系统 j 图1 硬件原理图 l 3 从 C A D设t t - N原型零件制成 ， 一般只需几 个小时 至几十个小时 ， 速度比传统的成型方法快得多 ， 成型过程 无需专用夹具或_ l1 具， 无需人员干预 、 4 可以现场打 印零件 ， 减少长途运输的成本 ， T 防止 由于外协制造而引起的技术资料泄密。 3 D打印 目前用得 比较多的为非金属烧结成型 ， 以塑 料 、 覆膜砂 、 尼龙等为主， 成品的物理特性 、 精度还不尽人 意。金属零件成形时温度很高 ， 成形的零件应力较大 ， 尺 寸不稳定容易变形， 产品表面较粗糙 ， 需要有后续处理与 加工才能使用 ， 成型尺寸一般都 比较小 。3 D打印技术的 发展与粉末密切相关 ， 材料越细 ， 每一层就更薄 ， 做出来 的零件精度就越高 南于受打印机T作原理 的限制 ， 打印 速度相应地会越慢 。 现在的 3 D打印机 ， 粉末最薄的厚度 约为 0 ． 0 2 5 m m， 成型精度为 0 ． 1 m i l l ， 虽然能较好 地满足 一 般的工程需求 ， 但对机械行业 而言精度还远远不够 ， 对 于有配合要求 的尺寸， 需要后续加T。另外 ， 某些无法装 配 的不合理结构 ， 3 D打印同样能制造 出来 ， 难以通过 3 D 打印发现其设计缺陷。 3 D打印是一种 变革性 的制造新技术 ，发展潜力巨 大 ， 但 由于受到材料成本高 、 成型精度低 、 制造效率差等 条件的制约，指望 3 D打印代替传统制造业是不现实的， 1 3 6 机械工程师 2 0 1 4 年第1 2 期 与传统产业相结合才是 3 D-t ] l l 行业 的出路 它不会取代 传统制造技术 ， 而是跟传统技术相结合。未来 3 D打印的 发展趋势应 该是 1 艺和技术基本成熟 ， 打印材料丰富多 样 ， 应用范 围将更 加广泛 ， 打印速度更快 ， 打印材料 会 照 便宜 。提高成品的表面质量 、 力学和物理性能 ， 以实现直 接面向产 品的制造； 开发更为多样的 3 1 打印材料以及金 属材料直接成型技术有可能成为今后研究 与应用的热点 之。 丁业级 3 D打印机能以最快 的速度将 设 ‘ 思想转变 为产 品原型或直接制造零件 ，从而对，- f t ． 叩l | 没计进行快速 制造 、 评估测试与优化。 通过 1 二 业级 3 D打印机 ， 真正使设 汁想得到制造就能做得到，这有利于企业从制造走 向创 造 ， 从而极大地促进产品的创新设计 。考虑到 3 D打印技 术 目前还在快速发展中 ，中烟机械技术中心将继续跟踪 3 D打印技术的发展 ， 根据需要随时采用委托方式到有关 3 D打印服务中心打印零部件 ， 通过对打印成品的验收来 验证打印技术的发展． 在条件更加成熟时配备 3 I 打印机。 编 辑 立明 作者简介 邓钢锋 1 9 6 5 一 ， 男， 工程师， 从 事标 准4 z - - 作 收 稿 日期 2 0 1 4 0 9 一1 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 硬件 l 斫 。 2 P I C控制软件设计 P L C程序采用结构化 编程 ， 分为丰程序 、 变幅控 制程序 、 起升控制程序 、 旋 转控制程序 、大车控制程 序 、 辅助控制程序等。 主程 序流 罔如I 矧2所爪 2 ． ， 变幅控 制程 序 设计 变幅 丰令 置零位 ， 变 幅及变频器尢故障 ，经延 时变 幅运行 。程序如图 3 所示 ⋯旦 圭 鎏堡 l 增减幅时 ，未超限位 常 ， 过 负荷 ， 增减 幅操作启动 ， P I C程序控 制机构 电 机运行 ， 如 4所示。 变幅控制 序分别有 l 7 H z 、 3 7 H z 、 5 0 H z 等捎位控 Ⅲ输 } 如 5 所示 。 图 4 增减 幅 P L C程序 r r 广 T 一 I r 一 I 一 广 一 l ir 矗嚣] 鬲 - ． T T 磊 壶 互 图 5 挡位控制 P L C程序 仿真 ， 毽疆 ， C AD ， CA M／ CA E ， CA p P 圃固四嗟团哩 采用普洛菲斯触摸屏的配套编程软什 成人机界『 f 编程。设计 的部分 } 控界而如图 5 、 6 、 【 殳 l 7所永 图 5 主监控界面 图 6 起升机构监控界面 图 7 故 障列表界面 l 4 结语 二二二 利用 P L C和触摸屏改造的f J 机控制系统设计方案 IO * l I l l l 简单， 运行平稳， 操作维护方便， 提高J T 作效率 ．具有良 2 ． 2 起 升控 制 程序 设计 岑f l， J f 常 ， 尤故 障 、 过 电流及过载 ， P I C允 许起 升机构升降t 5 t ‘ 和下降设有l』 J u 速控制。 起升机构有行程 限化 制升降f ‘ 前的减速 、 停止和1 终点化置的急 停。出 现敞障 P 输 ⋯灯光和蜂呜器{ 【 2 警 3 监控界面设 吲 机监 采川 洛菲斯 G P 5 7 7 R系列触摸屏 ，监控 操作界 书嘤包括 主界而 、 起升机构操作 界丽 、 变幅机构 操作 而 、 辅助机构操作界而 、大车及旋转机构操作界 、敞障记录 而等 好的经济 与社会效益 ． [ 参考文献 ] [ 1 ] 杨 最 ， 王明辉 ． P 1 c和变额器在 门鹰起再 机 f 的应 1ff j [ J ] ． 机 电 产品 开发与创新 ， 2 O 】 3 ． 2 6 5 l l 7 一l J 8 ． [ 2 ] 欧姆龙公司． C j 1系列 P 1 C编程 手册 『 M ． 2 0 0 9 ． [ 3 ] P r o f a c e 公 司．GP触摸辟用户 于删 M 1 l2 0 0 8 ． [ 4 ] 殷爽． MQ 2 5 3 5 f J 鹰起重机 电气控制 系统分析 l J ] ．机 电 息． 2 0l 3 2 1 5 l 一 5 3 ． [ 5 ] 栾新刚． 安川 G 7系列变频器在鹰起重机控制系统巾的膻厢 [ J ] 科 技创新 越川 ． 2 0 1 3 1 5 5 7 5 8 ． [ 6 ] 胡 金涛 ， 仇 艳 丽． 墼 } s 7 3 0 0和 Wi n C C的f J 起 ⋯ 5“ “， I P v 控 系 统没计l J ] ． 物流 r ’ 』 管 ， 2 0 1 2 ， 3 4 3 1 9 7 一 l 9 9 ． [ 7 ] 熊学成．基于 P I _ C的式起重机的变频调速控制系统[ J l1 ． 1 I ， 闻 水运 ， 2 0 0 8 ， 8 1 2 1 3 5 一 l 3 6 ． 编辑 黄获 作者 简介 周4 - 1 9 7 卜 ， 男， 副教授 ． 主要从 事 自动化和机 电技 术的 应用和教学研究 收稿 日期 2 0 1 4 0 8 2 5 事 蝴 压 晰 巫 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m