WE-30型万能材料试验机的自动化改造

WE-30型万能材料试验机的自动化改造

襄樊学院机械与汽车工程学院课程设计成绩评定表

2、指导教师按课程设计大纲的要求评定成绩，并给出总评成绩； 3、折合分：优秀≥90分,良好80-89分,中等70-79分,及格60-69分,不及格<60分。

WE-30型万能材料试验机的自动化改造

襄 樊 学 院

《机电传动控制课程设计》报告

题 目 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师职 称WE-30型万能材料试验机的自动化改造

机械设计制造及其自动化

机制0712 戴佑俊 07116221 吴何畏 副教授

2010年 9 月 20 日

WE-30型万能材料试验机的自动化改造

摘 要：

WE-30型液压万能材料试验机机械化程度低，精度和可靠性差。本文提出了对其进行自动化改造的技术路线和具体思路，论述了应用EFBG-03电液比例溢流调速阀进行闭环伺服控制的设计方案；负荷测量使用应变电测法采用CY-DBll系列压力变送器，变形测量使用YYU系列应变式数字式引伸计；提出了监控软件的总体架构，利用KINGVIEW组态软件开发的监控程序可实时跟踪拉伸试验、压缩试验、弯曲试验过程，利用ACCESS数据库进行实时数据的记录和查询，调用PRINT函数实现报表打印。改造后的试验机提高了测试效率，实现了测试自动化，对其它试验机的改造有一定的借鉴意义。 关键词：

材料试验机；数据采集；测试技术；信号处理；组态软件

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目 录

第一章 前言 ................................................................................................................................... 1

1.1轮胎式集装箱门式起重机简介 ........................................................................................ 1 1.2 吊车控制系统进行PLC改造的目的及意义 ................................................................... 1 第二章 PLC及起重机的PLC控制 .................................................................................................. 3

2.1 PLC的由来及定义 ............................................................................................................ 3 2.2 PLC的发展历程 ................................................................................................................ 3 2.3 PLC的特点 ........................................................................................................................ 3 2.4 在起重机中应用PLC的优越性 ....................................................................................... 3 第三章 门式起重机仿真模型的设计与组装 ................................................................................. 4

3.1 驱动部分设计 ................................................................................................................... 4 3.2 传动部分设计 ................................................................................................................... 4 3.3 组装模型 ........................................................................................................................... 4 3.4 控制器及接线盒 ............................................................................................................... 4 第四章 PLC控制程序的设计 .......................................................................................................... 5 4.1 I/O分析 ............................................................................................................................ 5 4.2 PLC的选择 ........................................................................................................................ 5 4.3 FX2N系列编程器介绍 ...................................................................................................... 5 4.4 确定各元件的编号，分配I/O地址 ............................................................................... 5 第五章基本指令系统和编程方法 ................................................................................................... 7

5.1 基本指令系统特点 ......................................................................................................... 7 5.2编程语言的形式 ................................................................................................................ 7 5.3 梯形图编程规则 ............................................................................................................... 7 5.4编程软件介绍 .................................................................................................................... 7

5.4.1基本概况 .................................................................................................................. 7 5.4.2 此软件编写梯形图的方法 ..................................................................................... 7 5.5 PLC吊车控制程序的语句表与梯形图 ............................................................................ 8 第六章 总结 ..................................................................................................................................... 9 参考文献： ..................................................................................................................................... 10 附 录............................................................................................................................................... 11

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第一章 前言

1.1轮胎式集装箱门式起重机简介

财富的创造来源于技术进步。以港口装卸业为例，上世纪60年代出现的集装箱是运输业的一次伟大革命，也是一次创造性的技术进步，它数10倍的提高了劳动生产率，带来巨大的财富。改变了港口、运输船、装卸机械的面貌。如今，它已成为所有国家发展外贸不可缺的工具。集装箱机械有很多种，主要可分为桥式起重机和门式起重机两种。其中轮胎式集装箱门式起重机应用最为广泛。生产，使用最多的QGLT40.5－5／6轮胎式集装箱门式起重机，其主要参数如表1所示：

表1-1 QGLT40.5－5／6轮胎式集装箱门式起重机参数表

额定起重量 起升高度 跨距 最大轮压 吊具类型 适应箱型 起重机重量 装机总功率 减摇系统形式

40.5吨（吊具下） 大车车轮数 540HP 液压

电控系统形式 平面回转角度

8个 AC ±5°

现将图附上，以增加直观印象，如图1-1：

图1-1 QGLT40.5－5／6轮胎式集装箱门式起重机

1.2 吊车控制系统进行PLC改造的目的及意义

轮胎式集装箱门式起重机广泛应用于港口，集装箱码头，进行集装箱装卸，其技术性能高低不仅关乎货物吞吐量，更关系着安全生产。目前，我国港口起重机械基本处于八、九十年代的机械化水平，与现代国外智能化、数字化控制技术还有很大差距，跟不上市场的需要。由于可靠性较差，造成机械、电器事故率比较高，因此急需提高其控制技术水平。与此同时，PLC在我国工业领域有着越来越广的应用，尤其表现在重工业中。

这就为对现代工业领域中技术老化部分的PLC改造，提高其自动化、智能化水平提供了很好的机会，也只有这样才能迅速增强自身竞争力，并提高我国的PLC产品的研发和生产能力，力争打破西门子、三菱和施耐德等PLC巨头的垄断。取其之长，补

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第二章 PLC及起重机的PLC控制

2.1 PLC的由来及定义 2.2 PLC的发展历程 2.3 PLC的特点 1 ) 高可靠性

2)丰富的I/O接口模块

3) 采用模块化结构 。

2.4 在起重机中应用PLC的优越性

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第三章 门式起重机仿真模型的设计与组装

3.1 驱动部分设计

起重机的主要动作是起吊、行走、放下。起吊和放下属纵向移动，左右行走属横转或反转。 3.2 传动部分设计

闭于小车内壁。 3.3 组装模型

模型的组装按照的也正是门式结构，首先将顶部带有一个定滑轮、下部固定着横

图3-1 门式起重机模型

3.4 控制器及接线盒

控制器采用的是日本三菱公司（MITSUBISHI）的（MELSEC FX2N－32MR）型号。

当S2=1时，横向移动到右极限。

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第四章 PLC控制程序的设计

4.1 I/O分析

经过对控制过程和要求的详细分析，我明确了具体的控制任务就是起吊、行走和放下等主要任务。确定了起重机这些必须完成的动作后，再确定动作的顺序：纵向电机正转，电磁铁由上向下移动，电磁铁吸合物体，纵向电机反转，由下向上移动，横向电机正转，由左向右移动，纵向电机正转，电磁铁由上向下移动，电磁铁释放物体，如此就完成一次吊运，动作教简单，顺序表如上所述。其工艺流程图如图4-1：

图4-1 门式起重机工艺流程图

再考虑到两个电机的通断和电磁铁的通断以及左、右两个限位，所以共需要输入点4个，输出点为5个。 4.2 PLC的选择

。

4.3 FX2N系列编程器介绍

4.4 确定各元件的编号，分配I/O地址

先确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的。一般讲，配 安装接线图以及现场器件及PLC输入输出对照表如下：

图4-2 安装接线图

表4-1 PLC输入输出对照表 现场器件 输 入

SB

内部继电器地址 S0

说明 起动按钮

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INPUT00

输 出

OUTPUT04

X000 Y004

左限位开关

电磁铁吸合控制

其横向移动电路原理图如图4-3所示：

图4-3 横向移动电路原理图

合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机M正转起动，吊臂向左移动；当工作台移动到一定位置时，挡铁碰撞位置开关ST1，使ST1动断触点断开，接触器KM1线圈断电释放，电动机M断电，左移运动结束；按下起动按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合，电动机M反转起动，拖动工作台向右移动，当工作台向右移动到一定位置时，挡铁2碰撞位置开关ST2，ST2的动断触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机M断电，右移运动结束。

纵向运动的原理与横向运动相同。

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第五章基本指令系统和编程方法

5.1 基本指令系统特点

1）图形式指令结构： 。

2）明确的变量常数： 。

3）简化的程序结构：P 。

4）简化应用软件生成过程： 。

5）强化调试手段： 。

5.2编程语言的形式

5.3 梯形图编程规则

5.4编程软件介绍 5.4.1基本概况

5.4.2 此软件编写梯形图的方法

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5.5 PLC吊车控制程序的语句表与梯形图

经过以上对PLC吊车控制系统硬件和软件部分的仔细考虑和分析，结合三菱FX2N编程器件的知识，以及对三菱WINDOWS的SW3D5-GPPW-E软件的学习，我编写出以下的以梯形图表示的PLC程序。

为实现基本的从运货卡车处移动到集装箱存放区的右移运动，设计思路是：SO得电，控制横向电机通断电的Y001输出继电器得电，且控制横向电机正反转的Y000输出继电器得电反转，开始右移，同时X000得电，时间继电器T0得电，，时间是150MS,即右移150MS后，时间继电器的动合点T0得电，使得复原继电器得点，控制右移的状态继电器S0复原断开，右移结束，与此同时，状态继电器S1得电。

右移运动程序如图5-11所示：

图5-11 右移运动程序

图5-12吊臂运动程序

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第六章 总结

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参考文献：

[1].金宝森，卢智先.材料力学实验[M].北京：机械工业出版社，2003. [10].邓星钟.机电传动控制（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社.2001.

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附 录

吊车控制程序的指令表 吊车控制程序的梯形图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u9v4.html