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基于PLC的触点焊接工序的电气控制系统设计

摘要：低压开关电器是以其高可靠性、工作寿命长为主要质量指标，而触点的焊接质量好坏直接决定了开关电器是否满足其性能指标。本文主要针对触点焊接工序的电气控制系统进行设计。焊接工序的工件依次通过各工位（工位1：上料1，工位2：上料2，工位3：点焊膏，工位4：焊接，工位5：下料），加工过程均由气缸动作实施完成，采用二位五通双电控电磁阀。本文主要完成了以下内容：触点焊接工序电气控制的总体设计，控制系统的硬件和软件设计，主要包括PLC的选型、传感器的选择、电路设计、I/O分配及PLC程序的编制，同时采用了三菱PLC 编程软件Gx-Developer8对程序进行了进行仿真分析，验证了程序的准确性。

关键字：触点焊接；PLC；可编程控制器；仿真分析  

 

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2触点焊接的原理及工艺特点 2

1.3 PLC的分类及特点 3

1.3.1 PLC的分类 3

1.3.2 PLC的特点 4

第二章 触点焊接工序的电气控制的总体设计 4

2.1 PLC的基本结构及工作原理 4

2.1.1 PLC的系统组成 4

2.1.2 PLC的工作原理 5

2.2触点焊接工序的工艺过程 6

2.2控制系统的总体设计 7

第三章 触点焊接工序的控制系统设计 9

3.1控制系统的硬件设计 9

3.1.1 PLC的选型 9

3.1.2传感器的选择 11

3.1.3电路设计 12

3.2控制系统的软件设计 13

3.2.1 I/O分配 13

3.2.2 PLC外部接线图 14

3.2.3 PLC程序的编制 14

3.3 PLC程序的调试 17

参考文献 22

致谢语 23

 

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

电触点是电器产品的执行元件，直接起着接通和分断电路电流的作用，要提高触点的焊接质量首先要了解触点的工作环境及工作条件，才能对症下药找到好的解决方案。

低压开关电器是以其高可靠性、工作寿命长为主要质量指标，而触点的焊接质量好坏直接决定了开关电器是否满足其性能指标。触点的焊接质量决定电器质量的原因是触点的工作环境恶劣，它在工作中一方面要受到周围大气环境对它的氧化，也要受到蒸发的腐蚀性气体的侵蚀，而且主、副触点在接触和分断过程中会产生大量的高温高速等离子体电弧，这些电弧会对触点表面造成烧损。

图1-1为低压电器动作过程的简单示意图，它形象的描述了电器在工作中的动作过程，即线圈通电→衔铁被吸合→触点闭合→电机接通电源→电器处于正常工作状态。通过图 1-1 的动作过程可知电器要正常工作，必须保证动、静触点即主触点和辅助触点在接触时具有低且稳定的接触电阻，还要能抵抗额定次数通断电弧的冲击而不失效。而触点的动作过程可简化为闭合过程→闭合导电状态 →分断过程。 闭合过程易发生“关合侵蚀”和动熔焊的现象；闭合导电状态易发生静熔焊现象及晦暗膜生成，增加触点接触电阻；分断过程会产生电弧，增加触点表面烧损的可能性。

国内外企业实际生产中对低压电器触点焊接采用的方法有：感应钎焊、火焰钎焊、电阻钎焊、电阻凸焊等。火焰钎焊是最早使用的一种方法，其效率低、质量不够稳定，该方法基本已经淘汰；目前部分企业也在使用感应钎焊的方法对触点进行焊接，该方法的优点是钎缝有足够的时间润湿、铺展和冷却，所以得到的界面组织相对比较均匀，但是焊接时间较电阻钎焊时间长、成本高、触桥容易退火变软；电阻钎焊是目前企业使用最多的一种方法，而电阻凸焊一般用于一些有特殊要求的触点焊接电阻凸焊和电阻钎焊共同特点是生产效率高，焊接产品质量比较稳定。

本课题的主要研究内容为对电器触点的焊接工序的控制系统进行设计，通过继电-接触器系统和PLC控制气动机械完成焊接工作实施，从而实现焊接工序的循环、高效加工。

 

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