电葫芦控制系统设计(2)

葫芦的起重量为3t，起升高度为18m，起升速度为8m/0.8min，运行速度为20m/min，起重电机为ZDl32—4(三相380V电压、额定功率4．5kw、额定转速1380r／min、额定电流11A)，运行电动机为ZDYll2—4(三相380v电压、额定功率0.4kW、额定转速1380r／min、额定电流1．25A)。

按照前面介绍的方法，确定其他元器件规格如表1所示。

表1电葫芦PLC控制系统的元器件清单

元件名称 可编程控制器 隔离开关 熔断器 接触器 接触器 接触器 接触器 电磁制动器 电动机 符号 PLC 型号规格 S7-CPU222 AC/DC/继电器 数量 1 功能 系统控制 QS FU1 KM1 KM2 KM3 KM4 YB M1 HZ15-25/3 RL1-60/30 CJ20-16/380V CJ20-16/380V CJ20-10/380V CJ20-10/380V FDB制动器 ZD132-4（额定功率4.5kW） 1 3 1 1 1 1 1 1 线路主电源控制 主线路短路保护 提升控制 下放控制 向前水平移动控制 向后水平移动控制 升降运动抱闸制动 升降电动机 电动机 M2 ZDY112-4（额定功率0.4kW） 1 水平移动电动机 熔断器 低压断路器 隔离变压器 FU2 QF1 TI RL1-15/4 DZ5-20/230-3A 380V/220V，功率500W 2 1 1 控制电路短路保护 PLC电源开关 PLC供电电源 按钮 按钮 按钮 按钮 位置开关 位置开关 位置开关

SB1 SB2 SB3 SB4 SQ1 SQ2 SQ3 LA19-11（绿） LA19-11（黄） LA19-11（黑） LA19-11（白） LX2-131 LX2-131 LX2-131 4

1 1 1 1 1 1 1 提升控制 下放控制 向前水平移动控制 向后水平移动控制 上限位 前限位 后限位 直流继电器 JT3-31/1 4 继电器隔离板 4 控制程序设计

货物的提升和下放、水平移动控制均使用点动方式．无需停止按钮。在程序设计中要重点考虑系统工作的可靠性和安全性。 （1）提升和下放拉制程序设计

点动提升物体控制过程分析：按下按钮SB1，KMl主触点闭合，提升电动机Ml转动，将对象提升，将SB1松开，KMl主触点断开，使电动机M1失电，电磁制动器YB失电抱间，使卷筒不能再转动。当物体提升到极限位置时，将SQl压下，使KM1和YB均失电，电动机M1停止运转。

点动下放物体控制过程分析：要下放对象时，按下SB2，KM2得电吸合，其主触点闭合，YB得电松间，电动机M1反转下放物件，松开SB2，KM2断电释放，KM2主触点断开，YB失电抱间。

根据点动提升／下放物体的控制要求分析的控制程序 （2）水平移动控制程序设计

结合安全联锁，设计的点动提升和下放物体 点动向前水平移动控制过程分析：按下向前按钮SB3，删得电吸合，电动机M2正转，电动葫芦沿工字梁向前作水平移动，松开SB3，KM3释放，电动机M2停止，电动葫芦停止移动。当电动葫芦向前移动到极限位置时，将SQ2压下，使SQ2的常开触点闭合，迫使电动葫芦停止向前移动。

点动向后水平移动控制过程分析：按下向后按钮SB4以KM4得电吸合，电动机M2反转，电动葫芦向后作水平移动，松开SB4，KM4释放，电动机停止，电动荡芦停止移动。当电动葫芦向后移动到极限位置时，将SQ3压下，使SQ3的常开触点闭合，迫使电动葫芦停止向后移动。

根据上述分析，并结合安全联锁，设计的点动向前和向后移动控制程序

5

5 PLC控制系统联机调试

（1）程序模拟调试

1接通PU主机电源，将编辑好的程序下载到PLC主机中。 ○

2将I0.0强制为ON，○观察PLC的Q0.0是否为ON状态，然后将I0．0

的强制ON取消，观察观察PLC的QO．0是否为OFF状态。再强制I0.4为ON，观察Q0.0是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。

3将I0.1强制为ON，观察PLC的Q0.1是否为ON状态，然后将I0.1○

的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.1是否为OFF状态。

4将I0.2强制为ON，观察PLC的Q0.2是否为ON状态，然后将I0.2○

的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.2是否为OFF状态。将I0.2强制为ON，再强制I0.5为ON，观察Q0.2是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。

5将I0.3强制为州，观察PLC的Q0.3是否为ON状态，然后将I0．3○

的强制ON取消，观察观察PLC的Q0.3是否为OFF状态。将I0.3强制为ON，再强制I0.6为ON，观察Q0.3是否变为OFF状态。如果都正确，取消全部强制。 （2）系统联机调试

1将装置的总电源开关QS合上，按下主控电源板上的启动按钮。 ○

2合上隔离开关QFl。 ○

3提升操作。按下SBl，KM1吸合，电磁制动器YB吸合(在实验过程○

中，用接触器KM5来模拟)，同时升降电动机M1正转，松开SB2，KM1

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及YB释放，电动机Ml停止。若先按下上限位开关SQl，再按下SB1，电动机M1不能启动，表示电动葫芦已受到限位保护。

4下放操作。按下SB2，KM2吸合，电磁铁YB吸合(在实验过程中，○

用接触器KM5来模拟)，升降电动机M1反转，松开SB2，KM2及YB释放，电动机M1停止。

5平移操作。按下向前按钮SB3，KM3吸合，平移电动机M2正转；○

松开SB3，KM3释放，平移电动机M2停止。按下向后按钮SB4，KM4吸合，平移电动机M2反转；松开SB4，KM4释放，平移电动机M2停止。若先按下向前限位开关SQ2，再按下向前按钮SB3，平移电动机M2不能启动。若先按下向后限位开关SQ3，再按下向后按钮阳SB4，平移电动机M2不能启动。 （3）编写技术文档

技术文档应说明系统的功能、技术指标、操作规范以及使用中应注意的问题。

6 电路安装

（1）装配位置图

考虑到操作与维修方便、使用安全等因素，设计的装配位置图如图4所示

（2）控制柜安装

交流控制电路电源有36v、12w、220V、380V等规格，电路结构简单的可使用220V或380v电源，若电路复杂，故障多发，宜选用低压电源，并经变压器降压来获得。另外，还需要根据照明和指示灯的工作要求，以及电磁线圈的负载性质等进行综合考虑。本控制系统采用380v交流电源。 导线的选择包括导线种类的和导线截面积的选择。导线有单股或多股线，铜芯(导线)截面积一殷可按5A／mm2来沽算。在本设计中，控制电路使用1．5mm2的铜线，主电路使用2—5mm2的铜钱。

安装前的准备工作。在安装控制柜之前，应准备好相关电器、安装工具、导线等材料。安装控制柜所需的工具如表2所示。

工具名称

表2所需工具表

数量 工具名称 7

数量 万用电表 尖嘴钳 剥线钳 1 1 1 十字螺丝刀 一字螺丝刀 自动螺丝抢 1 1 1 (2)系统安装。按照如图4所示的装配位置因安装控制电器。为了安装的方便，可以先对控制电路进行配线，控制电路配线完成后，仔细检查线路连接是否正确，检查无误后再对主电路进行配线，主电路配线完后，同样需仔细检查线路连接是否正确。

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