基于PLC的生产线自动升降机设计

基于PLC的生产线自动升降机设计

赵桐

身份证号：23030319921208623X

  摘要：在社会生产技术不断进步的背景下，变频技术和PLC控制技术的应用范围不断的扩大，工厂自动化生产线不断的增多。有些行业由于生产工艺要求或车间生产环境的限制，要求一些生产线配备相应的提升装置。对于目前所出现的这种情况，这篇文章收集了大量的文献资料，首先阐述了可编程控制器的概念和特点，然后系统介绍了运输电梯系统的组成和控制原理，并对运输电梯自动控制系统的电机驱动系统和自动控制系统进行了研究，发现由西门子S7-200PLC和西门子MM420变频器组成的提升控制系统能够实现提升机械的自动化和智能化控制，也能够满足生产工艺要求和工厂生产需要。调整起重机械的速度和方向。也可以在变频器故障的情况下切换应急频率。因此，在总的意义上来说，这个系统自动化水平较高，应用范围较广，可应用于国内外各类生产线。

关键词：升降机系统；PLC；自动化设计

一、可编程序控制器的特点及应用

1.1 PLC的应用

在上世纪60年代末期，美国数字设备公司开发了世界上第一个可编程控制器，这个可编程控制器在当时非常的先进，而且是当时进行编程控制所必备的装置，主要由结构分离的元件和中小型规模的继承电路等部分组成，主要功能是通过继电器进行顺序控制、定时等..20世纪70年代初，成本更低、功能更全、体积更小的微处理器被广泛应用于PLC设备中，大大提高了其性能水平。对于机械系统，除了转换模块的维护要求外，还添加了许多特殊功能模块，例如工程控制模块和模拟模块。 对于类似的软件，PLC允许用户使用传统的基于逻辑的操作以及使用简单语言编程语言（例如梯形图编程，自动化操作和许多其他思考任务）的数据处理。 在上世纪的80年代中期，随着集成电路技术的广泛发展和使用范围的不断扩大，微处理器的价格急剧下降，从而导致微处理器和PLC以及进一步的PLC的价格和等级增加。大型制造商和芯片都已经开发出特殊的逻辑处理程序，从而大大提高了效率水平。

1.2 PLC的特点

在现代信息社会的背景下，PLC的功能得到了改善，已经算是当时社会背景下一个比较完美的程序了，应用程序也得到了完善，它具有高可靠性的功能，PLC的操作性能，具体取决于软件的操作模式和功能[1]。完善而完整的输入输出接口（I/O端口），根据特定的加工环境和生产制造特点，PLC可以直接连接到生产设备上，这样可以使得整个过程变得更加的直接以及便捷。同时，不同类型的人机界面模块可以极大地提高设备的性能。

使用的模块化结构主要组件是CPU，电源，I/O等，使用的模块化结构和各种功能模块通过机架和电缆连接，功能应根据用户的实际需求进行组装。

编程有一个非常有利的又是就是非常简单容易。PLC编程通常使用用于编程人员的编程语言（例如梯形图），类似于继电器连接控制库，不需要任何专业计算机技能就可以成为从业人员。

第二个优点就是便于维护，而且安装简单。PL不需要安装专用的计算机室，并且可以在典型的工业环境中直接运行。

1.3输入回路的选择特点

首先，AC85-240V型号非常受欢迎并且具有合适的水平。但同时，为了达到抗干扰效果，必须安装能量清洁组件，比如说电源滤波器。

其次，PLC DC24V的电源仅从十毫安到几百毫安，并且电流容量低。电源电路过载或短路，从而威胁到PLC的正常运行。

如果外部电源可以具有输入回路，则如果PLC电源容量不足，则必须同时连接电源。

最后，应根据相关设计情况进行具体分析。

1.4 输出回路的选择特点

多种输出回路的比较

（1）继电器输出：

优点是：可以在不同的公共点之间传递不同的可变电流和恒定电流，并且负载电压也不同，这样的优点使得继电器输出比起其他的输出方式变得特别的有利。

（2）晶闸管输出：

设备的负载能力为0.2A /点，其间充电电流为交流电，通常使用高频运行，响应时间通常为1ms。

（3）晶体管输出；

如果系统的输出频率小于6次/分钟，则输出设备必须是继电器。 由于其结构简单，当其频率低于10 次 / min时，可以使用同时输入模式，继电器和驱动器输出，PLC，达林顿机构等设备，并且可以大大降低负载水平。

抵抗干扰的能力与外部环境密切相关。 如果发生电源故障，它将对PLC输出电流产生越来越大的影响，因此必须将命令负载直接连接到二极管以接收AC感性负载，以实现对PLC设备的有效保护。 通过软件和PLC，这两个兄弟中的PLC设备必须从外部连接，以提高系统的安全性和可靠性[2]。

GOM点的选择与PLC产品完全不同，并且不同PLC产品的COM点的数量略有不同。

二、运输升降机系统概述

2.1 运输升降机机械系统的组成

输送机升降机的主要部件包括以下部分：升降机进出机构，轿厢升降机构，轿厢中的提篮传送机构，升降机门安全机构和安全制动机构。

生产线上的产品通过电梯的进出口机制被运送到适当的地方。 吊篮传输机构在车辆中的主要功能是将货物传输到运输地点。 轿厢升降机的主要功能是升高或降低轿厢。

2.2 运输升降机的工作原理和控制要求

运输升降机的工作条件包括自动化和维护。 并且，在具有外部控制信号的情况下，无法控制设备。 在这种情况下，只能通过维修手册盒进行维修。

而且需要避免不必要的停机时间，除此以外，升降机系统应能够按等级顺序移动，并同时根据生产要求调整传动的方向和速度。 这导致了一定的安全性和可靠性要求，以防止发生安全事故并要求紧急操作设备以避免由于故障而导致生产线停机。

3 运输升降机自动控制系统设计

3.1运输升降机的电机驱动系统的组成

可以根据生产线的当前要求设置功率。 但是在缆车的电梯入口和传送带的设计阶段，这三个力仍然存在。 因为电梯在第一层和第二层之间运输货物。 但是，在第一层和第二层的入口和出口输送机是在传送带是在另一台发动机关闭时发生的。 变频器可以同时控制和操作多层的升降机出入口输送电机[4]。

变频器和与吊篮中的输送机相连的驱动电动机的容量应与电流传输盘的容量相同，从而减小带式输送机的驱动方式之间的差异。便于设备的安装、设计、维护、调试以及检修。

升降电机和变频器的功率容量应根据生产和传输的当前要求，机械参数和安全系数以及所使用的变频器设备来确定。

方案选择：电机变频驱动系统和工频驱动系统，可以通过这种方案来完成所设定的目标。

3.2 运输升降机自动化控制系统的组成

运输升降机的工作状态包括校正模式和自动运行模式，这两个运行模式是独立的并且相互连接，以确保回路输出的唯一性并防止重复弹簧（例如双弹簧）的发生。

电梯自动控制系统的主要组件是电动机开关，触摸屏，按钮，指示器，开关，外部光电传感器，空气灯，警报器以及PLC控制的主要组件。

增强了发动机的性能，以在驾驶员的发动机大功率运转时保护发动机。通过人机界面，操作员可以操作，控制和显示控制设备，显示设备状态并记录重要信息，例如产品组和当前生产率。警示灯的主要组件是多缸信标和其他组件，不同的颜色具有不同的含义。同时在设备外部安装多个光电传感器，并打开外部输入信号，以告知操作员设备的运行状态。自动控制系统的电源关闭按钮可以中断设备的输出和输入，即直到设备处于手动或自动模式，直到按下紧急停止按钮为止。升降器自动关闭。它们每个都有一个光电传感器，用于确定产品的运输状态。同时，必须同时在传送带和自动吊架上连接两个光电传感器，并使用它们来确定产品的运输状态。

参考文献

[1]杨彦伟.PLC技术在自动化控制系统中的应用分析[J].南方农机,2023,54(11):142-144+156.

[2]旷永龙.基于PLC的矿井提升机自动控制装置的设计与实现[J].机械管理开发,2023,38(03):193-195.

[3]汤宗杰.一种基于西门子S7-200PLC的生产线自动升降机设计[J].现代工业经济和信息化,2023,13(03):102-105.