專利名稱：用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣控制系統(tǒng)及控制方法，具體涉及一種用于拖拉機總裝流水線 的電氣控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，工業(yè)控制自動化程度也越來越高。一個自動化設(shè)備或系統(tǒng)都是 由機械組成部件和控制系統(tǒng)組成，有個穩(wěn)定、可靠、安全、經(jīng)濟的控制系統(tǒng)是衡量一臺設(shè)備 或一個系統(tǒng)好壞的重要因素。常用的控制方式有常規(guī)的繼電控制線路、PLC(可編程序控制 器)控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。現(xiàn)有用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)通常采用繼電控制線路。繼電控制線 路只具備單臺驅(qū)動設(shè)備的控制，主要用于簡單設(shè)備的控制，原理簡單，成本低廉。但其缺點 是控制元件多，功能較少，性能不太穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于拖拉機總裝流水線的電 氣控制系統(tǒng)及控制方法，它可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的運行和準確的對位控制。實現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)， 包括PLC控制器、變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼電器控制單元、運 行模式切換開關(guān)及流水線的輸送帶驅(qū)動電機，其中，所述PLC控制器分別連接變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼 電器控制單元、輸送帶驅(qū)動電機及運行模式切換開關(guān)所述變頻器連接輸送帶驅(qū)動電機。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其中，所述傳感器單元包括六個接近傳感器；所述油泵控制開關(guān)包括油泵啟動、停止開關(guān)；所述油缸控制開關(guān)包括上升、下降開關(guān)和限位開關(guān)；所述運行模式切換開關(guān)包括連續(xù)運行、手動步進和自動步進開關(guān)；所述繼電器控制單元包括一控制變頻電源的繼電器、一控制油泵啟動的繼電器、 三個分別控制油缸上升和下降的繼電器、三個分別控制三種顏色報警燈的繼電器、一個用 于控制輸送帶驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)的繼電器、一個用于控制蜂鳴器報警的繼電器及兩個分別控制 輸送帶復位和啟動的時間繼電器。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其中，所述變頻器還通過數(shù)據(jù)線 與操作面板連接。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其中，所述運行模式切換開關(guān)包 括上線運行模式切換開關(guān)和下線運行模式切換開關(guān)。實現(xiàn)上述目的的另一種技術(shù)方案是一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，由上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)執(zhí)行，該方法為首先，選擇輸送帶的運行模式；接著，檢測拖拉機不同機型的到位信號；然后，在 拖拉機到位后，根據(jù)選擇的運行模式?jīng)Q定輸送帶的停止與否，并設(shè)定停止時間及調(diào)節(jié)輸送 帶的運行速度，若在連續(xù)運行模式下，輸送帶在拖拉機到位后繼續(xù)運行不做停頓；在手動步 進模式下，輸送帶停止運行，等待下一次啟動信號后開啟輸送帶；在自動步進模式下，輸送 帶停止運行一段時間后自動啟動；最后，選擇油缸的上升或下降。
上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其中，所述檢測拖拉機不同機型 的到位信號是通過傳感器單元執(zhí)行的。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其中，所述選擇輸送帶的運行模 式是通過判別運行模式切換開關(guān)而執(zhí)行的。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其中，所述輸送帶的停止時間由 時間繼電器設(shè)定。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其中，所述輸送帶運行與否及其 速度調(diào)節(jié)是通過變頻器執(zhí)行的。上述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其中，所述選擇油缸的上升或下 降是通過油泵控制開關(guān)和油缸控制開關(guān)執(zhí)行的。本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)及控制方法的技術(shù)方案，使用 PLC作為此系統(tǒng)的控制核心，可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的運行和準確的對位控制，具有快速、 準確、安全可靠、使用性能好等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)的原理框圖；圖2為本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)中傳送帶驅(qū)動電氣原理 圖；圖3為本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)中可編程序控制器電氣 原理圖；圖4為本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)中繼電控制原理圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器 100、變頻器200、傳感器單元300、油泵控制開關(guān)400、油缸控制開關(guān)500、繼電器控制單元 600、運行模式切換開關(guān)700及流水線的輸送帶驅(qū)動電機800，其中，PLC控制器100分別連 接變頻器200、傳感器單元300、油泵控制開關(guān)400、油缸控制開關(guān)500、繼電器控制單元600 及運行模式切換開關(guān)700，變頻器200連接輸送帶驅(qū)動電機700和變頻器操作面板900。變 頻器200完成輸送帶驅(qū)動電機800的起停及轉(zhuǎn)速控制。再請參閱圖2至圖4，傳感器單元300包括六個接近傳感器；油泵控制開關(guān)400包括油泵啟動、停止開關(guān)；油缸控制開關(guān)500包括油缸上升、油缸下降開關(guān)和油缸限位開關(guān)；運行模式切換開關(guān)700包括上線運行模式切換開關(guān)和下線運行模式切換開關(guān)，它們分別包括連續(xù)運行、手動步進和自動步進開關(guān)；繼電器控制單元600包括一控制變頻電源的繼電器R1、一控制油泵啟動的繼電器 R2、三個分別控制油缸上升和下降的繼電器R3、R4、R5、三個分別控制紅、黃、綠三種顏色報 警燈的繼電器R6、R7、R8、一個用于控制輸送帶驅(qū)動電機800正轉(zhuǎn)的繼電器R9、一個用于控 制蜂鳴器報警的繼電器RlO及兩個分別控制輸送帶復位和啟動的時間繼電器Rll、R12。本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)完成對拖拉機總裝線控制動作 要求。通過選用變頻器200可對輸送帶驅(qū)動電機800進行起?？刂萍八俣日{(diào)節(jié)，PLC控制 器100實現(xiàn)包括運行方式選擇，輸送帶驅(qū)動電機800起停(給變頻器信號)等邏輯動作控 制。
拖拉機總裝流水線設(shè)置上線部分、中線部分、下線部分和地坑部分。上線部分設(shè)有一控制盒，控制盒面板上設(shè)有拖拉機機型選擇鍵1-6、運行模式切換 開關(guān)70、輸送帶的啟動、停止、急停按鈕各一個。在上線部分拖拉機后支架處設(shè)置位置可調(diào)接近傳感器六個，并相應給定編號1-6。 當拖拉機后面支架運行至接近傳感器1-6時，根據(jù)選擇的運行方式?jīng)Q定，輸送帶運行停止 與否。在連續(xù)運行模式下，輸送帶繼續(xù)運行不做停頓；在手動步進模式下，輸送帶停止運動， 等待下次一啟動信號開啟輸送機；在自動步進模式下，輸送帶停止運行一段時間后自動啟 動。停止時間由時間繼電器設(shè)定，時間繼電器R12預定停止時間到則輸送帶重新啟動運行， 等下一次后支架運行至接近傳感器時，輸送帶運行再次停止，周而復始。中線部分僅設(shè)急停按鈕一個，在此部分不能對整個控制流水線做任何操作。僅當 發(fā)生緊急情況時，可按下急停按鈕，切斷整個系統(tǒng)供電。下線部分設(shè)置系統(tǒng)總控箱，總控箱面板上設(shè)有運行模式切換開關(guān)70、輸送帶的啟 動、停止、急停按鈕各一個、油泵的啟動、停止按鈕各一個、油缸的上升、下降按鈕各一個、變 頻器操作面板、電機速度調(diào)節(jié)按鈕?？蓪ο到y(tǒng)運行模式進行選擇，起停輸送帶，設(shè)定停車時 間。選用一臺變頻器拖動輸送機，可對輸送機電機速度進行調(diào)節(jié)?？刂乒裆显O(shè)有油缸上升 和油缸下降按鈕各一個，人工控制油泵啟動后油缸的上升下降。油缸上升則鋼板隨之上升， 托起輸送帶上的拖拉機，使拖拉機整車自行下線，發(fā)動拖拉機開出車間。油缸下降，鋼板隨 之下降至一定位置時與限位開關(guān)相碰，油缸自動停止。地坑部分分為前坑和后坑兩個部分，分別包括急停按鈕一個、36V照明燈一個以及 380V/220V插座各一個。輸送帶驅(qū)動電機、抽水泵置于前坑位置。拖拉機總裝流水線運行模式需要同時切換上線部分和下線部分的運行模式切換 開關(guān)。每次切換運行模式則完成一次對系統(tǒng)的初始化。系統(tǒng)初始化不需要同時切換上、下 線控制箱上的兩個運行模式選擇開關(guān)，只需任選其一切換狀態(tài)即可完成。系統(tǒng)初始化是針 對系統(tǒng)所有動作的初始化，包括對自動步進狀態(tài)下停車時間倒計時的復位。本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，由本發(fā)明的用于拖拉機總裝流 水線的電氣控制系統(tǒng)執(zhí)行，該方法包括下列步驟首先，通過判別運行模式切換開關(guān)700選擇輸送帶的運行模式，接著，通過傳感器 單元300檢測不同機型的拖拉機到位信號；然后，通過運行模式切換開關(guān)700選擇輸送帶的 運行模式；根據(jù)選擇的運行模式?jīng)Q定輸送帶的停止與否，并由時間繼電器R12設(shè)定輸送帶 的停止時間及通過變頻器200調(diào)節(jié)輸送帶的運行速度，監(jiān)測到拖拉機到位信號時，若在連續(xù)運行模式下，輸送帶繼續(xù)運行不做停頓；在手動步進模式下，輸送帶停止運行，等待下一 次啟動信號后開啟輸送帶；在自動步進模式下，輸送帶停止運行一段時間后自動啟動；最 后，通過油泵控制開關(guān)400和油缸控制開關(guān)500選擇油缸的上升或下降。本發(fā)明的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，通過使用PLC控制器作為此系 統(tǒng)的控制核心，可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的運行和準確的對位控制，具有快速、準確、安全可 靠、使用性能好等優(yōu)點。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼電器控制單元、運行模式切換開關(guān)及流水線的輸送帶驅(qū)動電機，其特征在于，所述PLC控制器分別連接變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼電器控制單元、輸送帶驅(qū)動電機及運行模式切換開關(guān)，所述變頻器連接輸送帶驅(qū)動電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器單元包括六個接近傳感器；所述油泵控制開關(guān)包括油泵啟動、停止開關(guān)；所述油缸控制開關(guān)包括上升、下降開關(guān)和限位開關(guān)；所述運行模式切換開關(guān)包括連續(xù)運行、手動步進和自動步進開關(guān)；所述繼電器控制單元包括一控制變頻電源的繼電器、一控制油泵啟動的繼電器、三個 分別控制油缸上升和下降的繼電器、三個分別控制三種顏色報警燈的繼電器、一個用于控 制輸送帶驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)的繼電器、一個用于控制蜂鳴器報警的繼電器及兩個分別控制輸送 帶復位和啟動的時間繼電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 變頻器還通過數(shù)據(jù)線與操作面板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 運行模式切換開關(guān)包括上線運行模式切換開關(guān)和下線運行模式切換開關(guān)。
5.一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，由權(quán)利要求1所述的用于拖拉機總裝 流水線的電氣控制系統(tǒng)執(zhí)行，其特征在于，該方法為首先，選擇輸送帶的運行模式；接著，檢測拖拉機不同機型的到位信號；然后，在拖拉 機到位后，根據(jù)選擇的運行模式?jīng)Q定輸送帶的停止與否，并設(shè)定停止時間及調(diào)節(jié)輸送帶的 運行速度，若在連續(xù)運行模式下，輸送帶在拖拉機到位后繼續(xù)運行不做停頓；在手動步進模 式下，輸送帶停止運行，等待下一次啟動信號后開啟輸送帶；在自動步進模式下，輸送帶停 止運行一段時間后自動啟動；最后，選擇油缸的上升或下降。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其特征在于，所述 檢測拖拉機不同機型的到位信號是通過傳感器單元執(zhí)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其特征在于，所述 選擇輸送帶的運行模式是通過判別運行模式切換開關(guān)而執(zhí)行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其特征在于，所述 輸送帶的停止時間由時間繼電器設(shè)定。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其特征在于，所述 輸送帶運行與否及其速度調(diào)節(jié)是通過變頻器執(zhí)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，其特征在于，所述 選擇油缸的上升或下降是通過油泵控制開關(guān)和油缸控制開關(guān)執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼電器控制單元、運行模式切換開關(guān)及流水線的輸送帶驅(qū)動電機，其中，所述PLC控制器分別連接變頻器、傳感器單元、油泵控制開關(guān)、油缸控制開關(guān)、繼電器控制單元、輸送帶驅(qū)動電機及運行模式切換開關(guān)，所述變頻器連接輸送帶驅(qū)動電機。本發(fā)明還公開了一種用于拖拉機總裝流水線的電氣控制方法，使用PLC作為此系統(tǒng)的控制核心，可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的運行和準確的對位控制，具有快速、準確、安全可靠、使用性能好等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/05GK101825880SQ200910046930
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者堵瑩瑩, 朱文立, 湯志祥 申請人:上海工程技術(shù)大學