金属打包机控制系统的设计说明书.doc

错误!未找到引用源摘要老式的金属打包机的电气控制部分大多数仍采用继电器控制，这种控制方法采用众多的电器元件，逻辑布线复杂，接点多，故障率高，设备运行可靠性差采用PLC控制能有效的解决这些问题因此设计一种全新的基于PLC的液压金属打包机的控制系统该系统工作性能稳定,提高了生产线的自动化程度,并切实提高了生产线的生产效率同时也介绍金属打包机的发展历史、结构，并进行了液压系统的设计、PLC控制系统的设计关键词：金属打包机 可编程控制器（PLC） 液压系统5Abstractthe electrical control parts of the old Metal Baler still mostly use the relay control. this control method used numerous electrical components,Logic routing complex, contact, the high failure rate, poor equipment operation reliability. PLC control can be used effectively to resolve these problems. So design a new PLC-based Metal Baler hydraulic control system. the performance of the system is stability, increase the degree of automation of production lines and effectively improve the efficiency of the production line.It also introduces the history of the Metal Baler development, structure, and the design of it's hydraulic system, the design of the PLC control system.Key words: Baler old metal programmable logic controller (PLC) hydraulic system目录摘要 1ABSTRACT II第一章引言 11.1 金属打包机及其在国民经济的地位 11.2 金属打包机的原理及基本要求 11.3 金属打包机的类型 11.4 液压传动打包机的优点 31.5 我国液压打包机的应用及展望 31.5.1 我国废金属加工设备的生产规模及现状 41.5.2 我国液压打包机的研制应用现状 41.5.3 我国液压打包机 “十一五”发展方向 51.5.4 我国废钢加工设备前景展望 6第二章 液压金属打包机的结构 82.1 打包机的运动 82.2 打包机运动的控制 82.3 打包机的总布局 9第三章  液压金属打包机液压系统的主要的设计及计算 103.1技术要求 103.2 液压元件的计算与选用 103.2.1 负载分析和运动分析 103.2.2 液压缸主参数的计算 123.2.3 液压泵的选择与计算 133.2.4 电动机的计算与选用 153.3 液压系统图的的拟定 153.3.1 液压回路的选择 153.3.2液压系统的性能验算 173.3.3 油液温升验算 17第四章 液压金属打包机的PLC控制系统设计 184.1主机功能结构 184.2 PLC的概述 184.2.1 PLC的起源 184.2.2 PLC的功能、 194.2.3 PLC的主要特点 194.2.4可编程控制器的定义 194.2.5 可编程控制器的分类 194.2.6 PC的原理 204.2.7 PLC的选型方法 214.3 PLC机型的选择 244.3.1 PLC的选择要求 244.3.2 PLC的选用 254.4 PLC 控制系统硬件设计 254.5 控制要求和工作方式 274.6 PLC的控制过程 284.7 PLC 控制系统控制程序及说明 30结论 37致谢 错误!未定义书签。

参考文献 38第一章引言1.1 金属打包机及其在国民经济的地位金属打包机的作用-金属打包机是金属回收机械中的主要种类之一它的功能是将机械工业的余废料、即一定厚度下的边角余料，线材、切削及小型薄壁金属容器、包装物、小型构架，废旧金属生活制品等物料，挤压成具有一定规格和紧密度的束块，便于运输和回炉冶炼金属打包机在国民经济中的地位-随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，各工业部门的金属下脚料及生活用金属制品的废弃物都日益增多，这无疑将会对人类环境产生污染；另方面人类社会的不断消耗，各类矿物资源也会逐渐减少如何利用金属废弃物，即防止污染，又变废为宝，资源永续成为一个重要的研究课题摆在人类面前1.2 金属打包机的原理及基本要求金属打包的基本原理-就是利用金属材料在外力作用下，能产生塑性变形的性质，给金属材料以足够的、能聚集并产生永久形变的外力，从而形成紧密的束块所以，不能产生塑性变形，或塑性变形很小的金属，便不能直接进行打包处理如高碳钢、工具钢、钢丝绳及铸铁等，就不能直接装机进行打包金属打包的基本要求-（1）要有足够的挤压力能使被处理的金属材料产生塑性变形束块，并使被束块达到一定要求的密度2）要有一个能容纳金属物料、并能封闭起来承受挤压力的料箱。

在满足这两项基本要求的前提下，又根据不同的应用要求和不同的处理对象，就产生了许多不同类型的金属打包机金属打包机的工作原来，就是在一个封闭的料箱内，使用工作力推动压头对金属物料进行挤压，使金属物料形成一定尺寸和密度的束块1.3 金属打包机的类型各个国家对废旧金属的回收方法不同，加工规模、体制各异，各国研制使用的金属打包机就各有特点，类型很多但除尺寸规格、具体的结构类型不外乎如下几种：按料箱的封闭方法，有合盖式和组合式1）合盖式-在料箱的上方有-旋转的机盖，，加料后机盖闭和，形成封闭的挤压室，在合盖过程中，利用操纵机盖的推动力，对松散的金属物料，进行一次预压一次封闭的容量大，适用范围广所以种类型的结构被采用得最多在中型、大型的金属打包机上也能组成自动化作业线，只是在加料时间，压头要等待，不能连续打包，在单位时间内的打包数量比较低2）组合式就是合盖式与其它形式的封闭料箱的方式结合于一体在机盖闭合后，带有拖板的第一级压头将物料推压到挤压室，机盖就开启，在第二级压头挤压工作时，就可进行加料于托板上当包块成形推出机外，压头回程，托板上的料立即被挡入料箱内，又可合盖进行新的循环工作这种类型弥补了某种的无予预压作用，又弥补了合盖式的间歇太长的缺点，但还是不能进行完全的连续加料，且机构也复杂，所以采用这类型式的金属打包机还不多见。

按压头加压的方法，有单压头加压、双压头加压和三压头加压等形式单压头加压-在封闭的料箱中，只从一个方向对金属物料施加压力这种类型目前多见于小型的100吨压力以下的、和小吨位压力的处理有色金属的金属打包机双压头加压-在封闭的料箱中，分别从相互垂直的两个方向，分别对金属物料施加挤压力这种加压方式的机型目前被采用得最多，小、中、大各级吨位压力的都有，既能保证包块有一定的密度，又能简化机器的结构三压头加压-在封闭的料箱中以相互垂直的三个方向，分别对金属物料施加压力这种加压方式的机型一般功率都比较大，即压力吨位都较大这种加压方式多与其他方式的料箱封闭形式配合使用，生产效率高，包块的密度高当然机器的结构也复杂从金属打包机的发展趋势看，是在向多功能、大吨位、高生产率的方向发展这要以各国的具体国情而定不过，有一点是一致的，不论什么机型结构，均以液压传动为主我国的金属打包机的概况从不完整的资料看，目前国内所拥有并使用的金属打包机，除简陋及代用设备外，分为丝杆传动和液压传动两大类1）、丝杆传动金属打包机目前的机械厂从事商品生产但仍有许多金属回收单位自造自用基本结构都大同小异，一般都采用合盖式、双压头加压各压头、盖板均分别由电动机、减速器、丝杆及螺母进行传动，人工取包或机械顶出包块，具体结构繁简不一。

这类打包机的主压头压力，正式标定的有100吨力和200吨力两种，还有没有标定吨位的，也只是在100吨力左右由于丝杆传动的功率损耗大，磨损大，体积大，所以一般不用这种传动结构来制造大吨位级的打包机丝杆传动的金属打包机，以其结构简单，易于制造，在我国金属回收行业向机械化发展方面，是起了一定的推动作用的但由于这种传动的功率损失太大，压力的传动不稳定，加工的包块密度底，以及丝杆传动的自身缺点和限制，不能得到发展，终会被淘汰2）、液压传动金属打包机从六十年代开始，我国就有了制造液压传动金属打包机的工厂与其它的工业发达的国家相比，虽然起步晚了些，但随着金属回收工业的发展，液压金属打包机的发展也相当迅速，有了一批适合我国国情的、不同规格和品种的设备装备在各金属回收单位按主压头压力吨位有：63吨、100吨、160吨、250吨、300吨及1600吨数种300吨和1600吨力级的多为冶金部门所使用；金属回收单位目前使用最多的是100吨压力，其次是160吨力和250吨力级，再大的就少了从结构特征来讲，多数为合盖式的双压头加压这类结构，以宜昌机床工业公司所研制的系列产品为代表另外，最近几年还发展了适合县、镇及机械轻工部门使用的合盖式单压头加压、移动式等小而轻便的金属打包机。

1.4 液压传动打包机的优点液压打包机之所以发展迅速在于有许多其它传动方式不可比拟的优点，而这些优点又正适应金属的物料打包工作需要这些优点是：（1）、很容易得到大压力，能在工作行程的任何位置进行满负载的挤压工作金属物料变形稳定，挤压出的束块密度高2）、能容易实现自动变速，即压头在低压力时能快速行动，高压力时慢速行动所以节省功率，提高效率，亦有利于金属物料的变形3）、工作时传动平稳，噪声小机器的结构紧凑，体积小，占地面积小4）、容易实现过载保护在额定压力下，可随时调节压力的大小，即能保护设备的安全，操作也方便5）、容易实现自动化，容易实现远程操作，工人劳动强度低6）、功率损失小，节省能源标准化程度高，液压元件容易更换1.5 我国液压打包机的应用及展望我国液压打包机的研制应用起步于上世纪80 年代中期原国家计委在发展中国钢铁工业中把废钢铁回收加工列入节能项目，宏观政策上鼓励发展当时由商业部和国家物资局从捷克斯洛伐克、日本、美国、联邦德国等组织引进了部分废钢打包机首先在京、津、沪等大中城市应用然后通过技术引进，技术合作等形式逐步形成了我国废金属加工设备生产体系那时，中国仍然以计划经济为主，市场调节为辅。

隶属于机械工业部的宜昌机属工业公司责无旁贷地承担了引进设备的技术吸收转化和国产设备的研制开发等生产任务，并为我国液压系列废金属加工设备的推广应用做出了历史性贡献90 年代后，随着我国市场经济的不断发展完善，废钢加工设备研制生产企业逐步向长江流域和华东地区转移，江苏华宏科技股份有限公司（原江阴市液压机械厂）就应运而生了常熟市锻压机床有限公司，武汉供销机械厂，宁波非标设备厂等也都生产了一定数量的废金属加工设备1.5.1 我国废金属加工设备的生产规模及现状据粗略统计，自“九五”时期以来：我国年均生产各种废钢加工设备在4 400~5300 台（件），21 世纪后年均产量有了较大增长，这与我国钢铁蓄积量“。