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畢業(yè)設計調(diào)研報告
調(diào)研報告
升降機械很多由工頻電機直接帶動運行，電氣控制部分一般都很簡單，多數(shù)采用人工手動控制或采用繼電器控制方式。這些升降機械存在一些明顯的問題，如啟動停止和運行不平穩(wěn)，升降運動過程動作不可靠，自動化程度不高，故障率較高，設備能耗高，無法應急運行，存在安全隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機械很難在工廠生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機械無法與進口的自動化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機械的動作方式和工作順序。隨著變頻技術(shù)和PLC控制技術(shù)的發(fā)展，工廠中的自動化生產(chǎn)線也越來越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車間和場地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線需要配置相應的物件提升裝置。
基于上面的現(xiàn)象，本次設計的生產(chǎn)線上的運輸升降機利用S7-200PLC的技術(shù)來實現(xiàn)運輸升降機的自動化，使得運輸升降機能夠沿著所設定的路線運行，并實現(xiàn)運輸升降機的避障作用，最終運輸升降機能夠在規(guī)定的時間內(nèi)平穩(wěn)的到達車庫。從而將PLC控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能控制技術(shù)、及機電一體化技術(shù)集合于一體。
隨著我國工業(yè)的快速增長，與之配套的運輸升降機生產(chǎn)制造業(yè)也一路高歌。我國不但是全球最大的運輸升降機市場，而且形成了全球最強的運輸升降機生產(chǎn)能力。中國的運輸升降機雖然生產(chǎn)能力第一，甚至出口也第一，但由于缺乏自主的知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)，產(chǎn)品的附加價值不高，利潤非常低。國內(nèi)運輸升降機產(chǎn)量的大部分是被幾大國際運輸升降機巨頭在中國的合資工廠所生產(chǎn)的，而這些生產(chǎn)的運輸升降機的核心部件（控制系統(tǒng)）的技術(shù)和版權(quán)又都把握在國外公司手中，利潤基本被國外公司取走。
隨著奧運的到來，運輸升降機產(chǎn)業(yè)的前景和走勢也隨著社會的需求悄然發(fā)生著改變。市場對新一代的綠色運輸升降機、節(jié)能運輸升降機和智能運輸升降機的需求越來越旺盛。國內(nèi)外運輸升降機企業(yè)順應市場需要，加大研發(fā)投入，都準備在未來新概念運輸升降機產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占得先機。2007-2010年期間我國運輸升降機需求將呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，根據(jù)回歸模型對未來四年內(nèi)的產(chǎn)量進行預測，2007-2010年我國運輸升降機產(chǎn)量分別為21.36萬部、24.31萬部、28.66萬部和33.41萬部。我國的運輸升降機市場仍將保持每年20%的遞增速度，年平均銷售額至少500億美元。
今后一段時間內(nèi)運輸升降機技術(shù)將向著環(huán)保、驅(qū)動系統(tǒng)使用永磁同步無齒曳引機、產(chǎn)業(yè)信息化網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，面對日益嚴峻的市場環(huán)境每個企業(yè)首先考慮如何生存。要生存下去就必須提高企業(yè)競爭力，在所能夠改變競爭規(guī)則的因素中，技術(shù)變化屬于最顯著的一種。如何在運輸升降機技術(shù)方面保持領先地位從而保持企業(yè)的競爭優(yōu)勢？國內(nèi)運輸升降機企業(yè)管理者必須制定一個企業(yè)運輸升降機技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，只有這樣，才可能在競爭中不被淘汰。
面對不斷飛速發(fā)展的社會以及經(jīng)濟增長速度，讓我們很容易想到這是高速發(fā)展的科技快速發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代科技發(fā)展的主要都會圍繞著效率以及機械化。本課題就是利用PLC控制系統(tǒng)控制的生產(chǎn)線上的運輸升降機，可以幫助人工進行貨物的運送。即可以將生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)產(chǎn)品運送進倉庫中，這樣可以減少勞動力，可以顯著地提高人民的生活水平。
隨著微處理器和微型計算機的問世，電子計算機已深深介入機械制造的各個領域，誕生了一系列機、電、計算機遺體化的新產(chǎn)品。由于科技的快速發(fā)展，使得那種僅靠手工操作的、低效率生產(chǎn)的道路已不再適應社會的發(fā)展需求，達不到人們?nèi)找嬖鲩L的產(chǎn)品的需要。因此，智能化的產(chǎn)品已在現(xiàn)在市場占領了一定的市場，并將成為未來社會的主流。
通過本設計簡單設計過程，可以了解到在現(xiàn)實生產(chǎn)中的基本控制思想。認識到若要達到所設計的目的，不僅要做到知識的嚴謹，還要綜合考慮所可能遇到的各種情況以及所處的環(huán)境。在運行的過程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結(jié)果。因此，在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，要全面考慮設計所要達到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設計結(jié)合起來，才能可能達到設計的目的。
在運輸升降機的設計中充分考慮了與自動化生產(chǎn)線配套的特點，確保安全的設計前提，配置了變頻/工頻可選的驅(qū)動系統(tǒng)，當變頻器發(fā)生故障時可以由PLC將故障處電機轉(zhuǎn)換為工頻運行。在向升降機轎箱吊籃內(nèi)輸送產(chǎn)品物件和向外輸出產(chǎn)品物件時，可以通過PLC智能化判斷進出口擁堵情況，可以在步進主程序中添加自動正反轉(zhuǎn)進出口電機程序，這樣可以在生產(chǎn)過程中減少不必要的停機次數(shù)，也減少認為干預的次數(shù)，整個系統(tǒng)的智能化程度很高。
同時由于驅(qū)動系統(tǒng)的變頻和工頻正反轉(zhuǎn)冗余設計，可以使得系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)需要將產(chǎn)品從一樓運向二樓，也可以把產(chǎn)品從二樓運向一樓。
在PLC選型上采用西門子S7-200 CPU226，其強大的功能和良好的擴展性能，使得運輸升降機可以實現(xiàn)兩層以上的樓層擴展。在機械系統(tǒng)上只需要擴展PLC模塊和增加交流接觸器的數(shù)量，外部安全元氣件，和外部感應元件等即可，不需要增加變頻器數(shù)量。步進程序的擴展也很方便。
工藝流程和樓層增減可以在西門子PLC中完成生產(chǎn)配方，極為方便地完成與多樓層，多種生產(chǎn)工藝配套。
強大的通訊功能，設計中選用了西門子S7-200 226 PLC，其強大的通訊功能，能使得自動升降機設備可以與生產(chǎn)線設備很容易地成為一個整體，成為自動化生產(chǎn)線地有機的一部分。包括變頻器地速度給定，自動運行，故障時請求生產(chǎn)線減速或停機等功能
人性化地設計，設備采用了TP170A西門子彩色觸摸屏,全中文顯示，方便操作和設備維護。強大的后臺管理功能，可以記錄生產(chǎn)情況和故障情況。
在本設計的具體細節(jié)中，升降機入口和出口傳輸機構(gòu)用于將生產(chǎn)線上的產(chǎn)品向升降機內(nèi)或升降機外傳送。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。轎箱升降機構(gòu)用于提升升降機轎箱或下降升降機轎箱。升降機廳門安全機構(gòu)用于在升降機轎箱升降過程中關閉升降機井廳門入口，防止安全事故發(fā)生。升降電機安全抱閘機構(gòu)用于在升降機轎箱停止運動時抱住升降電機主軸，防止升降機轎箱在停止運動時發(fā)生上下滑動，避免由此而產(chǎn)生的安全事故。
運輸升降機的工作狀態(tài)分為自動運行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個工作狀態(tài)相互獨立彼此分開。當升降升降機處于自動運行狀態(tài)下時，要求檢修操作盒的所有按鈕無效，同樣當設備處于檢修狀態(tài)下時要求來自系統(tǒng)外部的控制信號無效，此時系統(tǒng)只能通過檢修手動盒點動檢修。
在自動運行時要求升降機能夠?qū)⒁粚訕堑漠a(chǎn)品自動的傳送到另外一層樓的生產(chǎn)輸送帶上，并自動返回到出發(fā)點進行下一個工作周期。這個過程當中要求PLC能根據(jù)外部生產(chǎn)線的速度自動調(diào)節(jié)升降機的運轉(zhuǎn)速度。要求升降機的轎箱能夠準確平層，能夠判斷進出口堵塞情況的發(fā)生，能夠自動的連續(xù)點動正反轉(zhuǎn)，以自動消除進出口的堵塞現(xiàn)象，減少不必要的停機發(fā)生。
希望在不久的將來這種簡易的底成本的自動化運輸機將可能廣泛地應用于工廠生產(chǎn)線上，為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率作出貢獻。
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