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全自動繞線機控制系統(tǒng)設計
作者：handler 日期：2019-08-16一、控制系統(tǒng)設計
機械系統(tǒng)部分的設計，只是設計了全自動化磁環(huán)繞線機系統(tǒng)的機構部分，完整的全自動繞線機系統(tǒng)還包括電氣控制部分。我們設計的全自動繞線機的自動化控制系統(tǒng)中，電氣控制的主要作用是實現整個系統(tǒng)的運動規(guī)劃，包括：執(zhí)行元件的運動控制，檢測傳感器的信息處理和現場人員的人機交互等。主要分為以下的幾個單元來完成：
PLC控制單元、人機界面單元、傳感檢測單元、執(zhí)行單元和報警裝置單元等。
二、全自動繞線機系統(tǒng)流程圖
PLC流程圖又稱為順序功能圖。所謂順序控制,就是按照生產工藝預先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據內部狀態(tài)和時間的順序,在生產過程中對各個執(zhí)行機構自動地有秩序地進行操作，便于調試。
我們設計的全自動繞線機系統(tǒng)電氣控制部分相對比較復雜，整個系統(tǒng)控制由公司經驗豐富的電氣工程師負責。為便于PLC程序的順利編制，我們給出了全自動繞線機整體運動的系統(tǒng)流程圖，流程圖相對較長。
三、全自動繞線機氣動系統(tǒng)設計
1、氣動系統(tǒng)構成
典型的氣動傳動系統(tǒng)由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個部分組成。
1）氣源
氣源是氣壓傳動系統(tǒng)的動力源，是由空氣壓縮機產生的壓縮空氣。為保證氣動系統(tǒng)的正常工作，必須對壓縮空氣進行降溫、凈化、減壓、穩(wěn)壓以及提供油霧等一系列處理，因此必須設置壓縮空氣凈化裝置，包括冷卻器、油水分離器和儲氣罐等。
2）執(zhí)行元件
執(zhí)行元件是以壓縮空氣為工作介質，并將壓縮空氣的壓力能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置，執(zhí)行元件包括：做直線往復運動的氣缸，做連續(xù)回轉運動的氣馬達和做不連續(xù)回轉運動的旋轉氣缸等。我們所涉及到的執(zhí)行元件為直線往復運動的氣缸和回轉運動的旋轉氣缸以及氣爪。
3）控制元件
控制元件又稱操縱、運算、檢測元件，是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向等，以便使執(zhí)行機構完成預定的運動規(guī)律?？刂圃ǎ焊鞣N壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥、轉化器和傳感器等。我們中用到的控制元件有方向閥和傳感器。
4）輔助元件
輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間連接所需要的一些裝置。輔助元件包括：分水濾氣器，油霧氣、消聲器以及各種管路附件等。
2、全自動繞線機系統(tǒng)電磁換向閥選擇
換向閥是氣動控制中很重要的一類閥，用于改變氣流方向和控制管道中氣流的通斷，從而控制執(zhí)行元件的運動方向。電磁換向閥是利用電磁力來完成閥芯移動從而實現換向功能。由于電磁閥是電氣操作，易與PLC等控制設備配合，因而得到廣泛應用。
根據全自動繞線機系統(tǒng)的要求，選用的電磁閥有兩類，三位五通電磁閥，另一類為二位五通電磁閥。選型中，三位五通電磁閥選用使用日本SMC公司生產的SY5340系列電磁閥，二位五通電磁閥型號是SY5140系列電磁閥。
換向閥的特點：
1）低功耗：0.5W；
2)小型、大流量；
3)高速響應：15毫秒以下；
4)可以多位集裝；
5）最高動作頻率：10次/秒。
當換向閥一端通電時，此端產生的電磁力推動先導閥打開，使氣源接通，從而推動主閥移動，完成指定工作。閥體上均有手動開關，用于斷電情況下以機械方式移動閥芯。
3、全自動繞線機氣動回路設計
全自動繞線機包含27個各類氣缸，因此氣動系統(tǒng)的設計是全自動繞線機整體系統(tǒng)設計中重要的一環(huán)。
