全自动剪板机的LC控制系统设计

全自动剪板机的PLC控制系统设计摘要：文章对我国发展低成本自动化的重要性等方面进行了研究。以工业用剪板机为对象，探讨了全自动剪板机智能控制系统的实现方案。根据实际需要和市场的需求，在常规的可编程控制器（PLC）和单片机控制中，选择了以可编程控制器为主的控制方案。由于自动剪板机是一种可按加工要求，将金属板材剪开、自动计数、并由送料车送到下一工序的顺序控制的设备。它要求其控制设备具有很强的抗干扰能力，而PLC是近几年发展起来的一种新型工业控制器。由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广泛等优点与控制器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，在工业过程控制中的应用越来越广泛。加之PLC以其在硬件设计中采用了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采用了故障检测、信息保护与恢复等措施，进一步提高了PLC的可靠性。文章中采用了以工业顺序控制过程中广泛使用的可编程控制器（PLC）对自动剪板机进行控制。通过对自动剪板机的工作原理的分析，提出总体设想，初步设计了电气传动部分的设计方案和PLC控制的程序流程图。关键词：可编程控制器；全自动剪板机；自动控制；顺序控制CutPLCcontrolsystemoftheboardmachinedesignedfull-automaticallyAbstract:Articledeveloptoourcountrylowcostautomaticimportance,etc.respectcarryonresearch.Regardindustrialboardcuttingmachineastarget,probeintofull-automatictocancutboardquick-wittedrealizationschemeofthecontrolsystem.Accordingtotherealdemandofandthemarket,intheregularprogrammablecontroller(PLC)andone-chipcomputercontrol,havechosenthecontrolschemerelyingmainlyonprogrammablecontroller.Cutboardmachinewhetheronecanaccordingtorequirementofprocessing,cutoff,count,andgivemetalpanelskipsendorderapparatusthatcontrolofprocessthenextautomaticallyautomatically.Itrequiresitsapparatusofcontroltohaveverystronganti-interferenceability,andPLCisthecontrollerofakindofinfantindustrydevelopedinrecentyears.Becausetheprogrammingofapairofcomputerofitsisflexible,andcontrollercontrolofsystemsimpleeasytouse,anti-interferenceabilitystrong,pricegettingcheapadvantagecombinedtogether,andithascharacteristicssuchassmall,light,powerconsumptiveprovinces,etc.,theapplicationintheindustrialprocessiscontrolledismoreandmoreextensive.InadditionPLCadopt,shield,strainwave,photoelectricitypersonwhoisolatetechnologyinhardwaredesignwiththeir,haveadoptedmeasuressuchasdetectionoftrouble,informationprotectionandresuming,etc.insoftwaredesign,havefurtherimprovedthedependabilityofPLC.Articleadoptinindustrialordercontrollingprogrammablecontrollering(PLC)thatcourseusingextensivelytocuttingtheboardmachinecontrolautomatically.Throughtocuttingtheanalysisoftheoperationprincipleoftheboardmachineautomatically,putforwardthegeneralprogram,havedesignedtheprocedureflowdiagramthatdesignplanandPLCoftheelectricrunningpartcontrolledtentatively.Keywords:Programmablecontroller;Full-automaticboardcuttingmachine;Automaticcontrol;Theorderiscontrolled.可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，他是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC。随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。目前,我国机械制造业存在大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,可以应用微电子技术改造这些已有通用设备,比如用数显、数控装置改造通用设备,提高单机自动化程度;用可编程序控制器改造通用机床、专用机床、组合机床及自动设备与半自动设备组成的生产线,这样可以把计算机功能完备、编程灵活、适应性强的优点和继电器控制简单、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，这是一条低成本、高效益，符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。随着可编程控制器技术的发展,传统机械设备的控制柜逐渐被新一代的智能化仪表所代替,对于日益复杂的控制功能,传统控制柜显得无能为力,而可编程控制器具有可编程序的特点,运行时可以根据要求,自动选择控制算法、适应性强、可编程控制器采用软件代替硬件的方法,可以简化线路,使控制设备的性能价格比不断提高,本设计的研究目的,在于探索在板材加工中,应用可编程控制技术,实现板材加工的自动控制。全自动剪板机广泛的应用于在板材加工系统中,板料长度检测，板料进料、压紧、走刀、落料、长度调整等过程必须按一定的节拍控制精确度动作，而且不同长度、不同厚度、不同材料的板材,各动作行程、先后顺序、刀具位置等要求都不一样，对于这样的控制要求,传统控制柜很难实现,综合考虑设备的性能/价格比，显示直观性、外表美观性、灵活性等诸方面因素,本设计采用可编程控制器，根据自动剪板机对控制系统的要求进行方案设计。1自动剪板机工艺剪板机应用于许多金属加工和薄板开料操作，在设计剪板机之前必须对几个因素进行考虑，包括剪板机的剪切能力、产率增强选件和安全性。剪板机类型由许多因素决定，诸如剪板机可处理材料的长度、厚度和种类。剪板机可以按剪切形式及其驱动系统进行分类，有两种结构形式常用于电动龙门剪床：闸式（也叫滑块式）和摆式。闸式剪板机利用驱动系统操纵动刀片向下移动到一定的位置，使动刀片在整个行程内几乎与定刀片保持平行。为了使刀架片横梁在相互移动的过程保持合适的状态，闸式剪板机需要一个滑块导向系统。摆式剪板机驱动系统中有一个用来操纵动刀片，使动刀片依附于滚柱轴承向下回转。这种结构不再需要利用凹字形导向条或滑道使刀片在剪切过程保持合适的姿势。盐在评价剪板机摸时需要考虑的跪一个因素是指召定的工作需要贫多大的剪切能叫力。剪板机的宿规格数据几乎择都以低碳钢和似不锈钢为剪切锐对象。为了把颈金属加工厂对僵剪板机的要求你同这些数据进敲行对照，必须遇根据剪板机的州能力核对工厂携的材料规格胶。切滋村厚具有些剪切能力帜是针对低碳钢获规定的，因此毕可能包括抗张屋强膨度鸽60,000驳ps献i堤，而另一些剪垒切能力适用燕于除A-3互6瑞或抗张强贿度痛80,000识ps策i然。剪切不锈钢哲的能力几乎总桶是小于低碳钢亏或系A-3庆6皆钢。另外，某想些铝合金所需槐要的剪切力竟岩然和钢一样大烦。凤剪切角（动刀确片通过定刀片赌时的角度）是启决定切口质量障的重要因素。骆一般而言，剪肾切角越小，切束口质量越好。团如果落在剪板泉机后面的零件输比较短（小瓣于端4服’蚕(1.22m疑)亲），可能出现千俯曲、扭曲和朋拱起等切口质堤量问题。剪切伞角较小的剪板冒机需要较大的况动力云。祖牛僵向皂剪板机依靠重描要的标准部件压和能够增加生既产率的选购件狂来增强产率，坐提高生产率可烈以表现为许多民形式：节约人雨力，改进物料疼流动，提高精梳度，改善切口牛质量并避免辅酿助操作，但最签重要的是增强轨安全性。雅1.1蜡评系统的控制要割求坡据剪板机的工粱作特亏点芝,绍对控制系统提效出控制要求如域下避:亩1声宏上电然后薪,览检测各工作机稠构的状比态居,怎控制各工作机抖构处于初始位吧置。缩2剂禾进架料之,醉由控制系统控紧制进料机构将象待剪板料自动枣输送到位。风3已役定剪切尺运寸卧,独采用伺服电机低控制挡料器位盲置保证精确的辰剪切尺慎寸轮,过其尺寸可是定秋值也可以设置膝为循环变动值私。蔽4捆询压紧和剪据切由,我待剪板料长度某达到设定值后瓶由主电动机带本动压料器和剪说切刀拒具蹦,梳先压紧板金料烦,唯然后剪断板料巴。掀5穷嚷送料车的运兵行颤,乳包括卸载后自须动返回。功6愁棒剪切板料的尺耗寸设定、自动捉计数及每车板材料数的预设定澡。妙7新说具备断电保护圈和来电恢复功东能。烦8溪贱能实现加工过刷程自动控房制反,醋加工参数显虚示略,缝系统检测。悬9姑演保证板料加工裙精度、加工效圈率和安全可靠舌性。劝10掌开具有良好的人矮机操作界面。砍1.2闸熟剪板机结构原诚理锐自动剪板机是哲一种精确控制窗板材加工尺樱寸驶,铸将大块金属板巡材进行自动循袜环剪切加边工暑,洋并由送料车运客送到下一工序版的自动化加工壶设备，其结构江及原理如趋图烛1询所示。假图禁1业茄自动剪板机原棵理图访1.2.1帜栋控制系统的结谢构脚系统设置了皆7蹄个限位开关，摄分别用于检测旱各部分的工作绳状态库。奋其中，赌SQ1俱检测待剪板料淹是否被输送到砖位。束SQ2赶、鹰SQ3缩分别柿检测压块严B利的状态，检测滔压块是否压紧杰已到位的板料讲；怒SQ4滔检测剪切刀顽A源的状态盘；花SQ7篇为光电接近开棋关鼓,交检测板料是否址被剪断落入小馅车舞；膜SQ5绒用于检测小车肿是否到位扑；妄SQ6特用于判断小车钢是否空载。送醉料机构可E草、压块滚B坊、剪切刀删A够和送料小车分酷别由四台电动俱机拖动。系统汉未动做时逆,静压块及剪切刀丽的限位开关涛SQ2庙、洞SQ3励和鸡SQ4凳均断开躲,SQ1湖、谜SQ7萌也是断开的。轮1.2.2梦食工作原理眉当系统启动时枝,抵输入板料加工眉尺寸、加工数鬼量等参数，按踩下自动开关，愉系统自动运行吧。悄1箭首先检查限位聪开关倚SQ6凝的状态更,珍若小车空载宿,竿系统开始工作味,精起动送料小车笑。小车运行到貌位慨,管限位开关唯SQ5屿闭合绳,哀小车停车。导2仆起动送料机构兰E农带动板料亚C摘向右移动。当刃板料碰到行程适开关辫SQ1倦时雕,缝送料停止同时巡制动器松开、湖电磁离合器结耍合，主电动机生通过传动机构管工作笼。般3俯压块电机启动袖,唇使压块姥B丧压下蓄,已压块上限开关摘SQ2翠闭合。当压块及到位侍,测板料压紧时固,锻压块下限开关炊SQ3游闭合振。在4呆剪切刀电动机般起动桐,板控制剪刀下落拴。此时翁,SQ4忍闭合献,习直到把板料剪律断拔,诉板料落入小车驾。篇5爆皂当小车上的板舒料够数时丛,怒起动小车控制捞电动机悲,乱带动小车右行耳,彼将切好的板料录送至下一工序漫。堡6未嗓卸下后淘,娱再起动小车左匪行胜,足重新返回剪板驾机下演,烛开始下一车的维工作循环。调板料的长度抹L始可根据需要进中行调整付,馆每一车板料的倾数量可预先设突定。酷2蝇愁总体设计方案如传统的控制方仔法是采用继电亚器桥-寄接触器控制，右但控制系统较旅复掌杂然,命大量的接线使穿系统可靠性降喝低独,球也间接地降低愤了设备的工作熟效率。采用可替编程控硬件制凑器较好地解决富了这一问题。旧它是一种将计披算机技，自动增控制技术和通饰信技术结合在孔一起的新型工残业自动控制设慌备旨,甜不仅能实现对纲开关量信号的青逻辑控冠制农,柿还能实现与上绢位计算机等智母能设备之间的板通信。因缠此剑,辩将袄PL滥C专应用于该控连制顺,欢完全能满足技歇术要求，且具心有操作简单、普运行可靠、工沸艺参数修改方面便、自动化程各度高等优点。迷在此对夺PLC架进行简单介绍翁，疼在自动化控制和领域技，叶PL趁C然是一种重要的骑控制设备。目逐前，世界上关有裙20律0垂多厂家生释产句30测0冻多品放种饰PL忧C天产品，应用在轨汽车程（群23易%记）、粮食加工海（析16.4惜%尾）、化遮学键/兄制药饥（节14.6亭%矩）、金仰属涛/悦矿山舟（项11.5俘%骡）、纸兽浆困/啦造纸番（桶11.3穷%汉）等行业光。以下沿对抗PL涨C票的发展、基本舌结构、配置、蓄应用等基本知侧识猛做孤一简介覆。咏1扁PL铺C技的发展历程怒腊径抢在工业生产过治程中，大量的拌开关量顺序控普制，它按照逻俘辑条件进行顺聪序动作，并按奇照逻辑关系进杠行连锁保护动凤作的控制，及万大量离散量的称数据采集。传煮统上，这些功涂能是通过气动竟或电气控制系赢统来实现的哄。忙196碎8丢年美鸦国狱G危M济（通用汽车）曲公司提出取代友继电气控制装催置的要求，第狱二年，美国数繁字公司研制出蛇了基于集成电惜路和电子技术长的控制装置，晋首次采用程序痕化的手段应用吵于电气控制，该这就是第一代蝴可编程序控制舅器，吧称余Progra遣mmable宜

Contr呢olle在r慌（腾P桌C兆）。西个人计算机（瞎简执称艇P好C胀）发展起来后耗，为了方便，旅也为了反映可贵编程控制器的救功能特点，可少编程序控制器遵定名僵为顿Progra教mmable劈

Logic性

Contr玉olle闹r斜（蔬PL瑞C稼），现在，仍张常常渔将盏PL忘C骗简怠称乐P砌C钟。恰PL见C枕的定义有许多井种。国际电工扫委员会附（偶IE上C齐）锻对知PL煎C沙的定义是：可暮编程控制器是倡一种数字运算趋操作的电子系荡统，专为在工逗业环境下而设蒸计。它采用可棕编程序的存贮派器，用来在其括内部存贮执行摔逻辑运算、顺塔序控制、定时鸟、计数和算术把运算等操作的庙指令，并通过命数字的、模拟仪的输入和输出眯，控制各种类输型的机械或生纤产过程。可编侍程序控制器及催其有关设备，组都应按易于与的工业控制系统欲形成一个整体彼，易于扩充其眠功能的原则设瓶计。侮子遮缺上世增纪祥8养0价年代执至矩9立0给年代中期，商是群PL路C妹发展最快的时帅期，年增长率饥一直保持仪为案30~40叼%叛。在这时期趣，愧PL畏C晌在处理模拟量亮的隆能力、数字运墨算鼻的凡能力、人机接棕口能力和网络轰能力得到大幅详度提高描，缠PL奏C泛逐渐进入过程枕控制领域，在男某些应用上取印代了在过程控贼制领域处于统苦治地位外的婚DC块S跌系统。否PL传C驼具有通用性强姿、使用方便、销适应面广、可年靠性高、抗干嗽扰能力强、编惭程简单等特点阳。井PL应C金在工业自动化用控制特别是顺召序控制中的地疤位，在可预见使的将来，是无样法取代的。散2比PL千C违的构成冠从结构上朵分从，格PL宋C烈分为固定式和惰组合式（模块样式）两种。固粱定斜式藏PL锻C刻包患括狮CP仙U剖板拣、枪I/决O筑板、显示面板举、内存块、电辞源等，这些元虑素组合成一个今不可拆卸的整擦体。模块穗式捏PL宋C俗包厅括膀CP障U碌模块涂、瑞I/李O喊模块、内存、铸电源模块、底音板或机架，这推些模块可以按逼照一定规则组教合配置。CPU的构成派撑术CP板U仅是吗PL决C愁的核心，起神信经中枢的作用测，每鹊套摄PL型C届至少有一昨个冷CP少U怜，它鸭按焰PL滩C艰的系统程序赋锁予的功能接收泻并存贮用户程柜序和数据，用积扫描的方式采隆集由现场输入曾装置送来的状屋态或数据，并躺存入规定的寄各存器中，同时柏，诊断电源稳和聪PL倦C举内部电路的工加作状态和编程后过程中的语法敲错误等。进入壤运行后，从用铜户程序存贮器孩中逐条读取指研令，经分析后菠再按指令规定京的任务产生相康应的控制信号悬，去指挥有关紧的控制电路。阿撕懒CP背U撕主要由运算器卧、光控制器、寄存竹器及实现它们贴之间联系的数并据、控制及状侵态总线构成器，早CP痰U奏单元还包括外篇围芯片、总线却接口及有关电吼路。内存主要核用于存储程序尘及数据，丰是敬PL声C弓不可缺少的组键成单元。独存储器主要用阶于存放系统程未序、用户程序温以及工作数据压。亮PL府C锣常用的存储类烟型比有傻RAM霜放、斥RO窝M显、店EPRO叉M启、钞EEPRO宗M导。内部处理通信操作输入处理程序执行输出处理运行内部处理通信操作输入处理程序执行输出处理运行停止停止砖图站2晌PLC石的工作原理求PLC点采用循环扫描粉工作方式，在愚PLC茫中，用户程序奋按先后顺序存档放士，毁CP尸U扛从第一条指令召开始执行程序宗，直至遇到结距束符后，又返塑回第一条，如蒙此周而复始的述不断循环。蠢PLC载的扫描过程如缺图递2袍。舅这个工作过程卖分为内部处理掠、通信操作、析输入处理、程锤序执行、输出否处理几个阶段级。全过程扫描迷一次所需的时窑间称为扫描周尾期。耍内部处理阶段凳，灰PL太C兼检闸查养CP材U腔模块的硬件是猎否正常，复位怠监视定时器等海。攀同信操作服务爆阶段够，健PL后C笋与一些智能模幻块通信，响应聪程序器键入的纠命令，更新编剂程器的显示内闲容。劫当文PL舒C齿处于停止状态齐时，只进行内伟部处理和通信柏操作服务等内鸦容。芬在石PL夫C骄处于运行状态辩时，从内部处饥理、通信操作量、到程序输入仍、程序执行、塘程序输出，一非直循环扫描工细作。备输入处理又叫裳输入采样。在热此阶段，顺序月输入所有端子祝的通断状态，贼并将读入的信哗息存入内存所依对应的映象寄冒存器。在此输译入映象寄存器耗被刷新，接着悄进入程序执行伍阶段。在程序假执行时，输入疯映象寄存器与停外界隔离，即储使输入信号发完生变化，其映生象寄存器的内权容也不会发生省变化，只有在游下一次扫描周究期的输入处理直阶段才能被读倘入信息。宗程序执行阶段拴根供据弹PL起C描梯形图程序扫按描原则，按先画左后右，先上默后下的步序，悬逐句扫描，执幕行程序。循环韵扫描的工作方剩式古是肾PL盾C富的一大特点，伤也可以程说跃PL蔽C肺是串行工作的饼，这和传统的划继电器控制系宾统并行工作有迫质的区别侵。振PL奋C近的串行工作方筹式避免了继电辉器控制系统中宽触点竞争和时馒序失配的问题忆。富由失于肾PL宾C孟采用扫描工作俱过程，所以在鼓程序的执行阶丰段即使发生了愈变化，输入状狐态映象寄存器籍的内容也不会哑变化，要等到滑下一个周期的牙输入采样阶段企才能改变。扫似描周期是一个谜很重要的指标蚕，小案型且PL练C炉的扫描周期一瞎般为十几毫秒马到几十毫秒堆。慧PL屋C搂的扫描时间取藏决液于辆I/覆O炮扫描速度和用怜户程序的长短妇，以及程序使取用的指令类型念。毫秒级的扫花描时间对于一纹般工业设备通疗常是可以接受移的，薯PLC术的影响滞后是提允许的，但是殿对某锋些禽I/考O与快速响应的设快备，则采取相交应的处理措施瘦。如选用高搭速寺CP霞U升，提高扫描速衬度，采用快速商响应模块、高躲速记数模块以竟及不同的中断漠处理等措施减捞少滞后时间。骤影黎响伍I/慎O序滞后的主要原涨因：输入滤波网器的惯性，输各出继电器接点枯的惯性，程序端执行的时间，侮程序设计不当姓的附加影响等如。课我们在此井不必要详细分疫析裹CP愿U艘的内部电路，蒜但对各部分的驳工作机制还是攀应有足够的理订解荷。企CP件U孝的控制器控眨制液CP值U高工作，由它读举取指令、解释课指令及执行指筛令。但工作节简奏由震荡信号地控制。运算器置用于进行数字捆或逻辑运算，村在控制器指挥妨下工作。寄存经器参与运算，村并存储运算的斯中间结果，它原也是在控制器埋指挥下工作。葵浑蹦CP展U膜速度和内存容而量宇是捧PL工C孝的重要参数，骂它们决定抖着挨PL加C软的工作速度踏，柿I漆O蒙数量及软件容拖量等，因此限茅制着控制规模愈。钥4幕I/珠O碰模块蓄凳宅PL滔C尊与电气回路的物接口，是通过稼输入输出部分眯（联I/午O谷）完成的迎。可I/蜓O动模块集成脑了数PL围C桌的集I/徒O度电路，其输入淹暂存器反映输泼入信号状态，必输出点反映输醋出锁存器状态碗。输入模块将意电信号变换成漏数字信号进洗入湿PL窜C膜系统，输出模辆块相反咬。高I/痒O锣分为开关量输啄入舰（崖D块I固），开关量输则出泽（够D吊O掩），模拟量输闪入撤（扮A汁I咐），模拟量输部出奉（卖A挨O蝇）等模块。威开关量是指犬，新只有开和关（晌或裕1泡和三0候）两种状态的异信号，模拟量筋是指进，乞连续变化的量掠。常用肠的疫I/移O秧分类如下：抖开关量：按电戒压水平分，考有俭220VA端C更、隆110VA喇C捆、浴24VD胳C推，按隔离方式将分，有继电器兰隔离和晶体管瞧隔离。四模拟量：按信暮号类型分，有刮电流型画（扑4-20mA汇,0-20m端A脂）、电压型坐（润0-10V,跳0-5V,-瞧10-10境V射）等，按精度抚分，镜有占12bit,兰14bit,凡16bi悔t喂等。平除了上述通责用岛I/揉O魄外，还有特昨殊撤I/允O戴模块，如热电冰阻、热电偶、姐脉冲等模块。伐按碌I/西O鲁点数确定模块会规格及数量妖，蠢I/谎O副模块可多可少啊，但其最大数咽受欺CP骨U橡所能管理的基紫本配置的能力唇，即受并到铅最大的底板或敬机架槽数限制泼。泪5旁电源模块汇鸡竞PL双C芦电源用于虽为猾PL钳C划各模块的集成辞电路提供工作周电源。同时，系有的还为输入蚀电路提惨供乡24V缸的工作电源。里电源输入类型喘有：交流电源展（疾220VA缓C闷或信110VA臣C仇），直流电源太（常用的哗为版24V匠D启C窑）。顶6伟底板或机架原大多数模块倾式右PL吊C堡使用底板或机敢架，其作用是瞒：电气上，实厅现各模块间的颜联系，留使适CP蹈U舒能访问底板上惧的所有模块，统机械上，实现常各模块间的连束接，使各模块畜构成一个整体纠。既7炸PL竹C龄系统的其它设揪备胆1嘴）羽击编程设备：编祥程器扎是帖PL薄C胸开发应用、监冒测运行、检查狠维护不可缺少盗的器件，用于降编程、对系统纺作一些设定、晴监直控喜PL款C辆及探PL孕C僵所控制的系统荒的工作状况，肢但它不直接参傅与现场控制运艺行。小编程巨器任PL馋C忍一般有手持型言编程器，目前荣一般由计算机墓（运行编程软默件）充当编程烦器。煌捕前2飘）月棕人机界面：最疏简单的人机界共面是指示灯和蚂按钮，目前液弯晶屏（或触摸杆屏）式的一体巡式操作员终端次应用越来越广讽泛，由计算机卸（运行组态软糕件）充当人机跑界面非常普及亏。豆隆3江）转处输入输出设备馆：用于永久性血地存储用户数太据，机如宗EPRO充M吗、比EEPRO请M陪写入器、条码闻阅读器，输入退模拟量的电位菌器，打印机等姨。巩8退PL析C汇的通信联网谊依靠先进的工印业网络技术可吴以迅速有效地网收集、传送生壤产和管理数据络。因此，网络标在自动化系统蚂集成工程中的关重要性越来越惊显著，甚至有固人提小出遗"携网络就是控制验器帽"翠的观点说法。牺PL扮C挺具有通信联网置的功能，它取使染PL秘C批与国PLC结黑之间陈、旬PL卖C顽与上位计算机容以及其他智能撕设备之间能够导交换信息，形兰成一个统一的众整体，实现分患散集中控制。垦多趣数袜PL腊C尖具李有鹅RS-23壤2售接口，还有一钻些内置有支持捞各自通信协议与的接口朵。输PL毅C驱的通信，还未品实现互操作性绢，身IE坚C耐规定了多种现挖场总线标准采，拐PL旷C仿各厂家均有采维用。全自动剪板机控制系统机械部分全自动剪板机控制系统机械部分电气部分送料机构压料机构卸料机构小车机构PLC电机电路工作电路工作电源软件部分阀图神3始贺总体设计方案判简图涛对于一个自动娘化工秘程陕(漏特别是中大规脱模控制系护统撕)筛来讲，选择网袭络非常重要的导。首先，网络椅必须是开放的败，以方便不同公设备的集成及款未来系统规模雀的扩展；其次灌，针对不同网首络层次的传输闸性能要求，选料择网络的形式洲，这必须在较咱深入地了解该价网络标准的协术议、机制的前逮提下进行；再源次，综合考虑挂系统成本、设润备兼容性、现居场环境适用性丰等具体问题，总确定不同层次献所使用的网络务标准。由为实现自动化傍必须根据板材景自动精确剪切矿加工的工作特缎点及动作要求侄进行设窃计柱,查因此本方案采扣用了可编程控吸制器来实现对锦自动剪板机的肉控制，设计思筋想如啦图绞3录所示。袖3拢伏自动剪板机保的诸PL搬C弟控制系统设计崭3.驻1蚁系统主电路设麦计普港1钟查设计进料机取构稿E墙用交流电机带孤动送料皮带，哨传送皮带送料摩只向一个方向拌运动，只要求浩电机向一个方抱向旋转即可，叠轻负载小工率僚电动机可直接借起动，用熔断循器和热继电器隙作短路、过载甜保护。使待剪梢板料自动快速史稳定地输送到边剪切位置。网2久颈设计压料机至构塘B日压持块季B巩的作用是压紧梨板料，以利于严剪切刀切断板子料，压催块叫B权又上升和下降修两种运动，要波求带动压块的笛电动机具有正炕反转运动，控趣制电路有联锁霞保护、用熔断什器和热继电器围作短路、过载伴保护。广图警4吼捏电机正反转主公电路奖所谓联锁控制滚是指，凡是生房产线上某些环粱节或一台设备象的某些部件之浮间具有相互制慨约或相互配合肆的控制均称为捧联锁控制，联胃锁控制包括：戚自锁控制、互宇锁控制、正常汉工作与点动的喘联锁控制、实山现按顺序工作跟时的控制。电时机正反转就需待要互锁控制。蕉3项盏剪切迅刀泳别剪切刀有两种丸运动，下行切恶断板料，然后僻上升复位，带彩动剪切刀机构堂的电动机也应贴具有正反转，厨用熔断器和热铜继电器作短路侄、过载保护。构根据电机控制泥要求，其电机股正反转主电路蜜图如饱图牺4蛇所示，程序流前程框图如匙图响5太所示。浓图旁5览跳电机正反转程欣序流程框图遗电机正反转控裤制订PL吊C倾设计讨论：慌1爆）电力拖动是敌指对电动机的尤控制，采用继次电告器卫-障接触器控制，设都有自己的基腹本控制电路。奸采呀用爹PL根C割控制也应该有外自己的基本控蚀制环节，为此嘴而提出电机正钞反转控俱制尸PL社C待设计讨论，寻证找末其较好的控制挤方案。送2牌）继电礼器似-谣接触器电气控抹制原理：谅捐票继电碎器者-散接触器电气控戚制原理如栏图胞6推所示。上、下贝两图比较，不余管是电器元件扁、触点数量、然连接导线的数岁量都是一样的瞎，分别象是杰5郊只谢、沉9恼个来、煤1怪3胡条。按钮连线揉也毙是治6元根，但上图的注按钮和接触器衫连线较集中，真从维修的角度故看要比下图优伞越。阔3介）元件的代号有意义态SB货0想—径—童带磨姑头急停拼按钮映。诵5SB栋1使、厌5SB搭2喝—助—纷正反转棒启碗/雅停按钮。奸5KM退1在—魔—煌正转接触器瞒。将5KM脖2采—责—墙反转接触器。桂其中寒的负5KM献1诵和载5KM跌2伟要求选用带机龄械联锁的交流祥接触器。苦图块6誓乌继电纷器塞-鬼接触器电气控混制原理骨电器元件的工科作情况遣正转启桑动备—根—啦揿辣5SB赤1谁，旷5KM怜1阔得电动作，其些中一个触点自示锁，另一个触挣点则用于互锁猛，即断块开势5KM阳2溉的线圈回路。灿北构反转启孤动垄—狭—炭揿圾5SB功2遮，首先误是览5KM岭1书失电，其互锁效触点恢复闭合冤，才陷是化5KM砍2宗得电动作，其虽中一个触点自筒锁，另一个触向点则用于互锁绿，即断浓开基5KM疯1冷的线圈回路。缺再次正转启树动仁—两—起揿舌5SB历1恐，首先剪是厨5KM躲2烧失电，其互锁毅触点恢复闭合歌，才巴是给5KM宴1吃得电动作，其遵中一个触点自址锁，另一个触荣点则用于互锁诵，即断疫开耍5KM贼2燕的线圈回路。遇设计小车送料谋装置再为实现板料自公动输送到下一骑工位并返掏回绕,臭可采用交流电滋通过带传动带乓动驱动刚轴歇,蹈驱动行走轮来鹅完成小车往返贡各机构的运动甩动力来自电孤机坝,扬根据控制的特闻点和经济性要灌求程,狭用交流电机来炸实现进料、小丘车送料、托架陕下料，采用伺出服电机控制挡卖料器精确定长个。具伺服电机内部孔的转子是永磁唉铁，驱动器控岸制笋的皂U/V/遥W慨三相电形成电相磁场，转子在肥此磁场的作用燕下转动，同时匠电机自带的编既码器反馈信号锁给驱动器，驱嘱动器根据反馈衫值与目标值进盛行比较，调整慢转子转动的角办度。伺服电机孤的精度决定于和编码器的精度闸（线数）。袜交流伺服驱动姑装置在传动领椒域的发展日新肥月异。箱而且柴永磁交流伺服柏电动机同直流样伺服电动机比为较，主要优点姑有：沸1成）巾无电刷和换向奖器，因此工作江可靠，对维护厘和保养要求低都。政2记）盲定子绕组散热片比较方便。辆3斑）谨惯量小，易于肆提高系统的快伯速性。刻4甘）社适应于高速大痒力矩工作状态嚷。顷伺服的额定速燥度比一般异步鲜电机高的多，省并且可以控制考转速和位移，天而一般的变频赶器只侧重于转查速控制，适用汇于开环调速，咱而伺服可以做冒到精确定位，侍速度环控制响熊应比变频器加从外围速度控制丙更直接，动态挑响应好。斯为了实现对交默流电机的控制金，采用轨图服7捕所示主电费路治,悬控制对象糟为欢4侮台电机和一个示蜂鸣器坡。虑KM1~KM役7典为接触器钢，润KM艘1数是紧急停止接梢触堆器红,KM全2慧控制蜂鸣嗽器桌,KM3~K隔M参7幅分别控制送料责、压块、剪切废和小车电机。直FR1~FR级5斑都采用热敏电济阻作为测量元蔑件的热继电科器戒,FR确1辉、杀FR联3闪的设定值取送回料和剪切电机登上限温度姥的唐95%科,衬当到达此温度鸭时进行闪光报旺警。奴该控制系统需滥要完成对工作间机构的控制情案况如下：银1偶）进料控警制辰,凯执行器件为进宪料电弊机略,腊通过对进料电历机的起停控贺制贤,凶实现进给机构绍输送板料，停悉止输送板料的筛控制。误2践）刀具剪切控喉制动,榴执行器件为电掩磁离合器和电妙磁制动器。通辆过控制主电机本传动路线中的出电磁离合部器冲,侨控制传动机构塌带动刀具完成浴向下剪切板户料红,酷撤回利用弹簧阳完成。为了防冈止惯性造成连斜续剪切需要控僵制制动器剪切冲一次制动一次悼。浴3匙）袭翼小车往返运动苏及停止控锋制债,旧执行器件为小壮车电者机钞,桥通过控制小车秒电机的起、停介、正反宪转绣,过控制送料小车祥在剪板机与下雷一工位往返送只料态。梁请图是7毯打控制系统的主益电路图时其芦中渔,鸦1导）执行机构都孔可采用光电、刃开关量控制。袭由于可编程控乎制器是低压直谦流输外出筐,腰所议以未,芹我们使用中间叛继电器作为控悼制器输出的航第巴1掏级执行机苦构纸,衡通过继电器的僚触电控制大功浓率接触器的通欠断召,萌从而控制交流邀电机的起、停宗。执行机构中爬的电磁离合器增、制动器需要烈采用专用输出赔驱动控制电路纽。腐夹系统原来采用盘继电并器巾—篇接触器控制势,狗但控制系统较船复杂刊,械大量的硬件接蛋线使系统可靠俊性降低肥,妇也间接降低了障设备的工作效礼率。采用可编座程控制器较好滥地解决迹了这一问题居,惠它不仅减少了失系统的硬件接号线材,树提高了工作可刺靠性鞭,甩而且在加工工鞭艺改变时辞,捉只需修改程序序,灰就可适应新的晨加工要求梅,吵大大提高了工野作效率。绝3.1.1寒拦PLC谣控制器的选择孙在此设计中，说采用日本松下澡公司生产的长F抬P哑1跪—夕C旋24插系列荒PLC货系统情作为主机孙。些王日本松下电工园公司的请FP婶系列洞PLC弦是可编程控制销器市场上的后季起之秀，它具赠有丰富的指令宰系统，即使是速小型机也有检近进20灵0哄条指令。炭CPU涝处理速度快，抱运行速光度纤1.扯6嗽μ出s勒/纤步评。负程序容量高将达较270运0妹步给/50洽0尖步签，小型机一般当都达属到校3丢千步左右，最挡高可乞达勉5萄千步，而大型蜘机最大也只翅有室6市0讽千步。编辑工西具的功能强大零，无论是手持圣编程器还是编史程工具软件，钉其编程可监控加能力都很强。扛强大辟、胁统一的编程工胆具厕,探是碎设计人员的最筛佳选择。罩网络通信功能袍强大，此系列格的各种机型都冲提供了通信功豆能，松下电工纲提供了多牲达唉6虏种的趁PLC泊网络产品，在郊同一子网中集抹成了几种通信茅方式，我们可就根据需要选择俘。勿FP1恳属于小型机。解产品型号以售C粗字母开头代表仍主控单元或称奏主机，捐以阿E猴字母开头代表常扩展单元或称地扩展机，后面于跟的数字代龙表级I/肆O职点数。该产品固包括郑C应1蒜4抚～液C谁7带2航六款主控单元丽和溜E碌8支～挣E4绵0惧四款扩展单元崭，把主机束有堪14.16.蹄24.40.寒56.7旗2样点六屑种呼,端还尊有即铺4.4社0揪点四种扩展单税元溪。松主机上配锋有叉RS232债C卵通讯口及机内障时钟涌，形成系列化营产品莲。雕仰图缓8交松下队电龄工慧FP1暗—触C介24肝系列障主机面板图唯回牙图暮9沙FP1骂可编程序控制活器输忍入傲/帆输出电路的基守本结构酬FP1糟的指令系统十边分强大，共胀有幼19证0碰多条指令，除浅基本的逻辑运递算，数据运算刚、数据处肠理霞拳数制转换指令异之外，还有中滥断、子程序调效用、步进控制雕、电子凸轮控经制、速度及位但置控制等特殊狭功能指令。另朴外，隆FP1丢还有功能完备准的编程工具，觉利用这些工具冻，我们可以方释便的尸进行编程和实林现监控。即使叠是使用手持编筒程器皆,国也可以实现多勺种监控功能。飘由于价FP1灭具有结构紧凑散、硬件配置全馆、软件功能强毁等特点，而且访，它的某些功牵能甚至能与大评型机媲美，所船以性能价格比倦高，较适合在办中小企业中推舱广使用。你FP1帮虽属于小型跑PLC诊，但却包含了爹大中型授PLC枪的许多功能，浓可以说它振是霞“疤麻雀虽小五脏斩具微全夸”副他的特殊功能巾主眨要门庆有以下几方面诉：新1后施高速计数功朱能伏总FP1吗内置高速计数疑器，最高计数兵频率可案达阵10000佳H贩z逮。番2谁问脉冲输出功功能奴桂FP1弟型牵PLC诊中晶体管输出鸡型可输出频率斑可调脉冲，最熊高脉冲频率薪大篇5000呀H英z湖。叙3畜炕可调输入延时砍滤知波字咏为提高可靠性螺，在提FP1惕的输入端采用稍了可调输入延集时滤锋波遮讯，它可以减少脖应机械开关抖球动带来得不可配靠性。珠4构蒸脉冲捕捉功糊能想吐在叶FP1境的输入端增加辟了脉冲捕捉功扔能，可以根据挪需要选择。该促功能可以使科PLC阔捕捉到瞬间的杯窄脉冲，这在舍故障检测中十虏分有用。中断功能殿手动可调数值滩输入功赖能宾苍只要在小旋具米或螺丝刀调节骑面板上的螺杆钞的旋转角，即泛可从外部方便道的改变其内部统寄存器中所存临的数值，数值齐范围可番在冬0礼～撤25葛6多之间改变，抗在肉FP1参中还有其他一姜些特殊功能，溪如时钟日历、棚扫描时间设置垮、口令保护、谣看门狗等。息FP1内—巩C坏2悦4铸型可编程控制摄器的主控单元损外型图如灰图层8难所示，主控单滨元的输仙入锅/稼输出点数泉为得16/押8铁，其工作电闯压醋24VD阔C贼。主控单元和蓄扩展单元膝的倍I/帽O搏点数加起来最信多可乡达障15贼2猫个点。亏在主控单元内鼻含有高速计数筹器钳，可输入的脉疑冲频率高善达筝5000H印z谨，并能同时输件入两路脉冲，盆晶体管输出型碑PLC先可输出频率可阿调的脉冲信号柜。主控单元还土具蝴有牺8抄个中断源的中妈断优先权管理诊等功能。同时乱通过挖PC蛋机可对邻PLC笑进行梯形图程居序的编辑、状美态监控等。算除主控单元和样扩展单元外，阶还有讨A/D穿、傲D/A价单元，穿最多可控缠制践15肥2暗点厚加来4即通钉道姿A/D,盟4宰通接道轿D/A唯，还有首C-NET在链接单元等高僻级模块，可进野行模拟量处理晴，浙通诵过否C-NE存T雨网络模块可方打便地将最探多腰3狭2啦台为PL膝C丹联成网镰络骑,姐距离纪达赶1.2km竟，可方便的工宿业现场篇PLC魔控制网络。惊3.1.2佛I/酬O师端子分配转1故勒输入设备忍限位开舟关偿:SQ1继,SQ2,型SQ3,S搅Q4,SQ5乏,SQ6,兆SQ7浙系统的停止启坛动按荒钮派:仪SB1服,SB2瞎2许块输出设备番一块板料剪切荒完成并落入小棚车时谱,旗光电检测开关勤SQ7仰合一次凝,缸计数器作减万1若计板宗数。本设计中本假设小车可最飘多喝载港4执0废块板料。他KM1虏控制送料机构哄电机的接触器患；生KM2吸、派KM2勉ˊ蚕控制压块电机宇的接触器，灿驱动电机的正铜反转，控制压孩块压紧和放松浆板料；脏KM3毕、折KM3寸ˊ仙分别控制剪切智电机的接触器荷，驱动电机的作正反转，控制涉剪切刀上下运匙行额；骤KM4贱和笼KM竭4族ˊ俊控制送料小车榨电机的接触器签，驱动电机的讲正反转蓬,某从而控制小车固的左行和右行怜。纵HL陶1酸为小车空载指饭示佩,淡根据需要捉,茧还可增设其它妹信号指示。其摇输入输出端子货分配如字图动1橡0市所示。和图宾10秃采自动剪板机挪PLC灯控制系统洒I/O锡端子分配图阵把现场开关输忍入设备按编号桂接在司PLC检的输入端子上圣，相应的输出令设备接在输出输端子上。其端咬子的对应输入玻输出为：输入：额SB1签—渡X0S贺B障2亩—雪X1S会Q尿1苏—伸X2S塞Q松2决—孟X3S肌Q武3逢—旬X4S离Q把4奥—孝X5告SQ怨5棒—顽X6S弦Q筋6带—令X7S宗Q芦7发—佛X8输出：帖KM惯1绢—湿Y0K爆M聪2量—效Y1K扭M2活ˊ切—咽Y2K港M技3存—姥Y3K典M3旱ˊ雷—活Y3老KM搜4蛋—造Y5K假M4投ˊ攻—慧Y6H姜L稼1瑞—林Y7越3.2邀梁系统的软件暮分析可知，本枪系统是一个多学工步的顺序控第制系统，缝运用模块化程掀序结裳构岁,友实现系统，有腰结构简单、编破程方便等优点街。俊利尿用葬PL上C真移位寄存器的杜移位功能，可卸实现步进顺序六控制，使每一徒步严格按顺序隶动作。计数器肾对每车板料进需行计数，其值栏由用户根据需尾要设定。斜3.2.1坑怎系统的流程图烘控制系统的流历程顺序如案图胃1波1住所示：盖3.2.2取垃系统的梯形图蔽及其程序语句浑表猪1岩辛系统的梯形图裳图挎12滴骡系统的梯形图瓜图锤11行紫控制系统的流抢程图田2户监程序语句表湖0有胞ST弓叙X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