1、本科毕业论文（20 届）波纹管机电控设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名 日期: 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 波纹管机电控设计 1设计的主要任务及目标（1）了解波纹管机的工作原理。 （2）了解波纹管机电控方面的各种相关知识。 （3）了解强电以及弱电，为绘制电路图做准备。（4）掌握波纹管控制原理及编程设计。 （5）了解其控制面板。2设计的基本要求和内容（1）要求了解波纹管机的工作原理。（2）要求基本掌握波纹管机电控的编程设计
2、，并能出 plc 程序。（3）要求出波纹管机控制电路图。（4）了解控制面板及操作台。3主要参考文献1 胡斌编著电子线路快速识图福建科学技术出版社，20052 胡斌编著图表细说元器件及实用电路电子工业出版社，20053 魏群等编著怎样选用无线电电子元器件人民邮电出版社，20024进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定设计思路，进行开题检查 2013.122014.03.142 拟订并论证总体方案 2014.03.142014.04.143 编程,并进行中期检查 2014.04.142014.04.254 画电路图及操作台 2014.04.252014.06.015 设计及及图纸整理，准备
3、答辩 2014.06.012014.06.10波纹管机电控设计摘要：波纹管机电控设计就是以 PLC 可编程控制器及多种电器元件组成的电气系统，从而控制机械部分的运转，达到各个功能。这种电器组成的控制系统相对稳定，对环境的要求不会太高。该系统是由控制面板上的按钮或是触摸屏给出的一定电流信号，再经 PLC 处理信息，根据 PLC 里存储的程序给予相应的动作控制各部分的控制元件实行动作，再有各个部分的控制元件动作命令相应的功能部件执行功能。电气控制系统采用可编程控制器 PLC 作为整台机器的控制器，并对 PLC 的工作过程进行了介绍，对 PLC 相关原件进行了选型，同时绘制了 PLC 控制系统的输入
4、、输出接线图，即控制系统电气原理图，并采用了梯形图编程，实现了整机的自动化。关键词：波纹管；控制面板； PLC Corrugated Pipe Panel DesignAbstract ：Corrugated pipe bender electrical control is designed with PLC programmable controller and a variety of electrical components of the electrical system, to control the operation of the mechanical part, to ac
5、hieve the various functions. The electric control system composed of relatively stable, not to the requirement of environment was too high.The system is given by button or touch screen on the control panel of certain current signal, and then by the PLC to process information, according to the applic
6、ation of PLC in storage give corresponding action control each part of the control components execute action, have all parts of control element action command corresponding functional unit to perform function. The controlling system adopts the PLC as the controller of the entire machine. It introduc
7、e the working process of PLC, chose the model of the PLC and related elements. At the same time, the author drew the input and output circuit of the controlling system, namely the electric principle plot. The machine realized the automation of producing process by making use of the trapezium shape t
8、o programme. Key Words: Slewing telescopic gangway；hydraulic system; PLCI目 录1 绪论 .11.1 研究设计的目的及其意义 .11.2 国内外研究现状 .12 PLC 可编程控制器的分类 .32.1PLC 的结构形式 .32.2 按功能分类 .32.3 按 I/O 点数分类 .42.4PLC 可编程控制器的特点 .43 PLC 可编程控制器的结构和工作原理 .53.1PLC 的基本结构 .53.2 PLC 的工作原理 .84 PLC 控制系统的设计 .104.1 设计内容 .104.2 控制电路元气件的选用 .104.3
9、 PLC 的编程 .115 单元电路设计 .135.1 电源电路设计 .135.1.1 整流滤波电路 .135.1.2 放大电路的设计 .165.2 比较器电路设计 .186整机电路及工作原理 .216.1 电路的制作与调试 .216.2 集成运放的基础知识 .277 控制面板及操作台 .31总结 .33参考文献 .34致谢 .35附录 .3611 绪论1.1 研究设计的目的及其意义金属波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工是在国内时兴的一项新技术，金属波纹管涵，是指铺埋在公路，铁路下面的涵洞用螺纹波纹管，它是由波形金属板卷制成或用半圆波形钢片拼制成的圆形波纹管，广泛应用于公路，铁路，小桥，通道，
10、挡土墙以及各种矿场，巷道挡墙支护等工程中的涵洞（管） 。波纹管涵是与钢筋混凝土管涵相比，具有管节薄，重量轻，便于运输存放，施工工艺简单，组装快速，工期短等优点。建筑波纹管时，可根据需要随意组装成任何长度，必要时，管节还可拆除，迁往别处修建，在缺乏砂石材料地区或基地承载较低的地区，波纹管涵的优越性更为显著。钢制波纹管涵的特征：强度高，由于其独特的波纹结构使其比同口径的水泥管耐压强度大 15 倍以上。运输方便，波纹管涵的重量只有同口径水泥管的 1/10 到 1/5，即使在窄的场所没有运输设备，人工也可运输。使用寿命长，钢制波纹管涵是采用钢管热浸镀锌，所以使用寿命长，寿命为80-100 年，在腐蚀性
11、特别大的环境下使用时，采用内外表面沥清附层的钢制波纹管，可在原使用寿命基础上提高约 20 年以上。施工方便：波纹管涵是采用套筒或法兰方式连接，而且可以根据需要定制长度，即使是非熟练工也可以操作，施工以少量的手工操作，可在短时间内完成，既快捷又方便。优良的经济性：连接方式简便，可缩短工期1.2 国内外研究现状在公路施工中，应用钢波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工的历史已经有 1002多年了。1896 年，美国率先进行波纹管涵通道、涵管的可行性研究。其后，在美国、加拿大、澳大利亚等国的公路建设中，均采用了钢波纹管涵进行涵洞的施工。1990年，日本高速公路设计，规范制定了波纹管涵设计技术规范。随着波
12、纹管涵在世界各地的安装使用，证明了此种结构在各种使用情况下的通用性。在我国改革开放后，深圳及大同煤矿开始从国外进口成品波纹管涵进行涵洞施工。之后，上海市公路管理处、上海市政工程设计研究院、上海同济大学对金属波纹管涵进行了动、静载试验，结果表明能满足设计使用要求，填补了国内的空白，且迅速得到推广应用。百顺牌钢波纹管涵投入到了青海公路施工当中，三年的实践证明，钢波纹管涵在北方寒冷地区完全符合公路建设当中的涵洞施工要求。实践证明，用钢制波纹管涵代替钢筋混凝土进行涵洞施工，无论从施工周期、施工造价、环保意义等方面都有其不可比拟的优越性，且用钢波纹管涵进行涵洞施工，可大大提高道路行车的舒适度与安全性，避
13、免道路中涵洞的“错台跳车”现形，有利于解决西北地区寒冷霜冻对砼管涵结构的破坏问题。目前我国已有专门生产波纹管涵的工厂，鉴于这种管涵的许多优点，我国钢材产量已跨居世界前列，在我国推广应用波纹管涵的前景是非常广阔的。32 PLC 可编程控制器的分类2.1 PLC 的结构形式。（1）整体式 PLC 整体式 PLC 是将电源、CPU、I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型 PLC 一般采用这种整体式结构。整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有 CPU、I/O 接口、与 I/O 扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或
14、 EPROM 写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O 和电源等，没有 CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 PLC 一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。(2)模块式 PLC 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如 CPU 模块、I/O 模块、电源模块（有的含在 CPU 模块中）以及各种功能模块。模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC 一般采用模块式结构。还有
15、一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。叠装式PLC 其 CPU、电源、I/O 接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。.2.2 按功能分类根据 PLC 所具有的功能不同，可将 PLC 分为低档、中档、高档三类。（1）中档 PLC 除具有低档 PLC 的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID 控制等功能，适用于复杂控制系统。8 p“ G+ W ) , h F3 z （2）高档 P
16、LC 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高4档 PLC 机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。%2.3 按 I/O 点数分类根据 PLC 的 I/O 点数的多少，可将 PLC 分为小型、中型和大型三类。(1).小型 PLCI/O 点数 2048 点；多 CPU，16 位、32 位处理器，用户存储器容量 816K. S2.4 PLC 可编程控制器的特点PLC 实质上是一种面向用户的工业控制专用计算机，他与通用计算你相比有其自身的特点。（1）可靠性高，抗干扰能力强。（2）编程软件简单易学。（3）适应性好，具有柔性。（4）功能完善，接口多样。（5）易于操作，维护方便。（6）体积小，重量轻，功耗低。
