专利名称：用于拖拉机总装流水线的电气控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电气控制系统及控制方法，具体涉及一种用于拖拉机总装流水线 的电气控制系统及控制方法。
背景技术：
随着科技的发展，工业控制自动化程度也越来越高。一个自动化设备或系统都是 由机械组成部件和控制系统组成，有个稳定、可靠、安全、经济的控制系统是衡量一台设备 或一个系统好坏的重要因素。常用的控制方式有常规的继电控制线路、PLC(可编程序控制 器)控制系统和计算机控制系统。现有用于拖拉机总装流水线的电气控制系统通常采用继电控制线路。继电控制线 路只具备单台驱动设备的控制，主要用于简单设备的控制，原理简单，成本低廉。但其缺点 是控制元件多，功能较少，性能不太稳定。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于拖拉机总装流水线的电 气控制系统及控制方法，它可实现大惯性机械系统的运行和准确的对位控制。实现上述目的的一种技术方案是一种用于拖拉机总装流水线的电气控制系统， 包括PLC控制器、变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继电器控制单元、运 行模式切换开关及流水线的输送带驱动电机，其中，所述PLC控制器分别连接变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继 电器控制单元、输送带驱动电机及运行模式切换开关所述变频器连接输送带驱动电机。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其中，所述传感器单元包括六个接近传感器；所述油泵控制开关包括油泵启动、停止开关；所述油缸控制开关包括上升、下降开关和限位开关；所述运行模式切换开关包括连续运行、手动步进和自动步进开关；所述继电器控制单元包括一控制变频电源的继电器、一控制油泵启动的继电器、 三个分别控制油缸上升和下降的继电器、三个分别控制三种颜色报警灯的继电器、一个用 于控制输送带驱动电机正转的继电器、一个用于控制蜂鸣器报警的继电器及两个分别控制 输送带复位和启动的时间继电器。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其中，所述变频器还通过数据线 与操作面板连接。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其中，所述运行模式切换开关包 括上线运行模式切换开关和下线运行模式切换开关。实现上述目的的另一种技术方案是一种用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，由上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统执行，该方法为首先，选择输送带的运行模式；接着，检测拖拉机不同机型的到位信号；然后，在 拖拉机到位后，根据选择的运行模式决定输送带的停止与否，并设定停止时间及调节输送 带的运行速度，若在连续运行模式下，输送带在拖拉机到位后继续运行不做停顿；在手动步 进模式下，输送带停止运行，等待下一次启动信号后开启输送带；在自动步进模式下，输送 带停止运行一段时间后自动启动；最后，选择油缸的上升或下降。
上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其中，所述检测拖拉机不同机型 的到位信号是通过传感器单元执行的。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其中，所述选择输送带的运行模 式是通过判别运行模式切换开关而执行的。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其中，所述输送带的停止时间由 时间继电器设定。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其中，所述输送带运行与否及其 速度调节是通过变频器执行的。上述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其中，所述选择油缸的上升或下 降是通过油泵控制开关和油缸控制开关执行的。本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统及控制方法的技术方案，使用 PLC作为此系统的控制核心，可实现大惯性机械系统的运行和准确的对位控制，具有快速、 准确、安全可靠、使用性能好等优点。
图1为本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统的原理框图；图2为本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统中传送带驱动电气原理 图；图3为本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统中可编程序控制器电气 原理图；图4为本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统中继电控制原理图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，包括PLC控制器 100、变频器200、传感器单元300、油泵控制开关400、油缸控制开关500、继电器控制单元 600、运行模式切换开关700及流水线的输送带驱动电机800，其中，PLC控制器100分别连 接变频器200、传感器单元300、油泵控制开关400、油缸控制开关500、继电器控制单元600 及运行模式切换开关700，变频器200连接输送带驱动电机700和变频器操作面板900。变 频器200完成输送带驱动电机800的起停及转速控制。再请参阅图2至图4，传感器单元300包括六个接近传感器；油泵控制开关400包括油泵启动、停止开关；油缸控制开关500包括油缸上升、油缸下降开关和油缸限位开关；运行模式切换开关700包括上线运行模式切换开关和下线运行模式切换开关，它们分别包括连续运行、手动步进和自动步进开关；继电器控制单元600包括一控制变频电源的继电器R1、一控制油泵启动的继电器 R2、三个分别控制油缸上升和下降的继电器R3、R4、R5、三个分别控制红、黄、绿三种颜色报 警灯的继电器R6、R7、R8、一个用于控制输送带驱动电机800正转的继电器R9、一个用于控 制蜂鸣器报警的继电器RlO及两个分别控制输送带复位和启动的时间继电器Rll、R12。本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统完成对拖拉机总装线控制动作 要求。通过选用变频器200可对输送带驱动电机800进行起停控制及速度调节，PLC控制 器100实现包括运行方式选择，输送带驱动电机800起停(给变频器信号)等逻辑动作控 制。
拖拉机总装流水线设置上线部分、中线部分、下线部分和地坑部分。上线部分设有一控制盒，控制盒面板上设有拖拉机机型选择键1-6、运行模式切换 开关70、输送带的启动、停止、急停按钮各一个。在上线部分拖拉机后支架处设置位置可调接近传感器六个，并相应给定编号1-6。 当拖拉机后面支架运行至接近传感器1-6时，根据选择的运行方式决定，输送带运行停止 与否。在连续运行模式下，输送带继续运行不做停顿；在手动步进模式下，输送带停止运动， 等待下次一启动信号开启输送机；在自动步进模式下，输送带停止运行一段时间后自动启 动。停止时间由时间继电器设定，时间继电器R12预定停止时间到则输送带重新启动运行， 等下一次后支架运行至接近传感器时，输送带运行再次停止，周而复始。中线部分仅设急停按钮一个，在此部分不能对整个控制流水线做任何操作。仅当 发生紧急情况时，可按下急停按钮，切断整个系统供电。下线部分设置系统总控箱，总控箱面板上设有运行模式切换开关70、输送带的启 动、停止、急停按钮各一个、油泵的启动、停止按钮各一个、油缸的上升、下降按钮各一个、变 频器操作面板、电机速度调节按钮。可对系统运行模式进行选择，起停输送带，设定停车时 间。选用一台变频器拖动输送机，可对输送机电机速度进行调节。控制柜上设有油缸上升 和油缸下降按钮各一个，人工控制油泵启动后油缸的上升下降。油缸上升则钢板随之上升， 托起输送带上的拖拉机，使拖拉机整车自行下线，发动拖拉机开出车间。油缸下降，钢板随 之下降至一定位置时与限位开关相碰，油缸自动停止。地坑部分分为前坑和后坑两个部分，分别包括急停按钮一个、36V照明灯一个以及 380V/220V插座各一个。输送带驱动电机、抽水泵置于前坑位置。拖拉机总装流水线运行模式需要同时切换上线部分和下线部分的运行模式切换 开关。每次切换运行模式则完成一次对系统的初始化。系统初始化不需要同时切换上、下 线控制箱上的两个运行模式选择开关，只需任选其一切换状态即可完成。系统初始化是针 对系统所有动作的初始化，包括对自动步进状态下停车时间倒计时的复位。本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，由本发明的用于拖拉机总装流 水线的电气控制系统执行，该方法包括下列步骤首先，通过判别运行模式切换开关700选择输送带的运行模式，接着，通过传感器 单元300检测不同机型的拖拉机到位信号；然后，通过运行模式切换开关700选择输送带的 运行模式；根据选择的运行模式决定输送带的停止与否，并由时间继电器R12设定输送带 的停止时间及通过变频器200调节输送带的运行速度，监测到拖拉机到位信号时，若在连续运行模式下，输送带继续运行不做停顿；在手动步进模式下，输送带停止运行，等待下一 次启动信号后开启输送带；在自动步进模式下，输送带停止运行一段时间后自动启动；最 后，通过油泵控制开关400和油缸控制开关500选择油缸的上升或下降。本发明的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，通过使用PLC控制器作为此系 统的控制核心，可实现大惯性机械系统的运行和准确的对位控制，具有快速、准确、安全可 靠、使用性能好等优点。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
一种用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，包括PLC控制器、变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继电器控制单元、运行模式切换开关及流水线的输送带驱动电机，其特征在于，所述PLC控制器分别连接变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继电器控制单元、输送带驱动电机及运行模式切换开关，所述变频器连接输送带驱动电机。
2.根据权利要求1所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其特征在于，所述传感器单元包括六个接近传感器；所述油泵控制开关包括油泵启动、停止开关；所述油缸控制开关包括上升、下降开关和限位开关；所述运行模式切换开关包括连续运行、手动步进和自动步进开关；所述继电器控制单元包括一控制变频电源的继电器、一控制油泵启动的继电器、三个 分别控制油缸上升和下降的继电器、三个分别控制三种颜色报警灯的继电器、一个用于控 制输送带驱动电机正转的继电器、一个用于控制蜂鸣器报警的继电器及两个分别控制输送 带复位和启动的时间继电器。
3.根据权利要求1所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其特征在于，所述 变频器还通过数据线与操作面板连接。
4.根据权利要求1所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，其特征在于，所述 运行模式切换开关包括上线运行模式切换开关和下线运行模式切换开关。
5.一种用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，由权利要求1所述的用于拖拉机总装 流水线的电气控制系统执行，其特征在于，该方法为首先，选择输送带的运行模式；接着，检测拖拉机不同机型的到位信号；然后，在拖拉 机到位后，根据选择的运行模式决定输送带的停止与否，并设定停止时间及调节输送带的 运行速度，若在连续运行模式下，输送带在拖拉机到位后继续运行不做停顿；在手动步进模 式下，输送带停止运行，等待下一次启动信号后开启输送带；在自动步进模式下，输送带停 止运行一段时间后自动启动；最后，选择油缸的上升或下降。
6.根据权利要求5所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其特征在于，所述 检测拖拉机不同机型的到位信号是通过传感器单元执行的。
7.根据权利要求5所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其特征在于，所述 选择输送带的运行模式是通过判别运行模式切换开关而执行的。
8.根据权利要求5所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其特征在于，所述 输送带的停止时间由时间继电器设定。
9.根据权利要求5所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其特征在于，所述 输送带运行与否及其速度调节是通过变频器执行的。
10.根据权利要求5所述的用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，其特征在于，所述 选择油缸的上升或下降是通过油泵控制开关和油缸控制开关执行的。
全文摘要
本发明公开了一种用于拖拉机总装流水线的电气控制系统，包括PLC控制器、变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继电器控制单元、运行模式切换开关及流水线的输送带驱动电机，其中，所述PLC控制器分别连接变频器、传感器单元、油泵控制开关、油缸控制开关、继电器控制单元、输送带驱动电机及运行模式切换开关，所述变频器连接输送带驱动电机。本发明还公开了一种用于拖拉机总装流水线的电气控制方法，使用PLC作为此系统的控制核心，可实现大惯性机械系统的运行和准确的对位控制，具有快速、准确、安全可靠、使用性能好等优点。
文档编号G05B19/05GK101825880SQ200910046930
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者堵莹莹, 朱文立, 汤志祥 申请人:上海工程技术大学