【《基于PLC的切割机系统设计》6800字（论文）】

1引言我国国家的自动化程度在不断的发展，我们非常清楚的认识到了我国国家的经济在不断的壮大，在我们的生活中的各个角落里面都出现了各种各样的不同种类的自动化产品。在我们当今的工业生产的领域中，自动化切割机也是不断的进行发展的。我们使用自动化切割机对钢板等相关硬材料进行部署的时候能够保证项目的高质量的水准。我们需要善于利用自动化的切割技术对系统进行全面部署和设计。这种生产的方式不仅仅能够保证产品的相关质量还能提高我们人们在企业中的相关生产率。我们使用这种基于PLC的切割机系统不仅仅能够缩短产品生产的相关问题，还能减少生产的周期。1.1切割机的发展针对国家的制造的问题，我们需要对切割机的项目进行全面的分析。我们从互联网了解到这种切割机的技术最早不是在中国进行发展的，这种切割机的项目最早是在美国进行部署的，比如说日本的席波列斯公司等公司最早对切割机进行部署和分析。我国在改革发展之后的过程中借鉴了外国的发展的技术对切割机进行全面的发展。我国现在能够对起混泥土等相关的技术进行部署，我国在国内已经建立了很多的加工工厂并且引入了很多的国外的技术和生产设备。这种部署和发展很快让我们的自动控制的切割机走入高度发达的领域中。1.2切割机系统设计方法我们针对这种基于PLC的自动化切割机系统而言是需要对系统的方法进行设定的。我们认为切割机控制系统必须需要多个部分进行组成，如下面几个部分：继电器控制系统PLC或者单片机刀片系统我们在针对单片机和PLC进行全面的考虑。我们认为PLC是比单片机具有非常大的优势的。首先单片机运行在嵌入式计算机中对系统进行全面的部署。这种部署的方案需要对软件进行全面的额设计。然而采用PLC对系统进行部署而言是非常便捷的。这种便捷性可以带来很大的成功性。针对PLC以及单片机的部署的过程中我们还认为PLC可以对大量的配套系统进行群面的部署。这种部署的力度是大于单片机控制的。因此我们对于PLC和单片机进行比较的时候，毫不客气的选择PLC对系统进行全面的部署和设计。针对PLC和继电器相互进行比较的时候我们还是认为使用PLC对系统进行全面发展是可以拥有更加强大的功能和性价比的。在PLC中具有非常全面的系统软件进行配套使用，继电器不能非常简便的对系统进行控制，它需要复杂的安装和调试，这种调试的过程无疑增加了成本的投入。因此对于PLC和继电器两个器件进行选择的时候我们认为PLC是最好的选择。下面我们对PLC的相关特点进行全面概述。我们了解到PLC是一种可编程控制器对系统进行部署和设计的。这种PLC可以具有非常强大的可靠性对系统进行控制。在PLC里面所有的io接口电路都是采用光电进行隔离使用的，各个端口的输入和输出都是用了RC滤波器。在项目部署的设计过程中具有非常优良的开关部署，这种部署的方式可以对元器件进行严格的部署和设计。PLC还是拥有丰富的IO接口模块的，比如说直流电和交流电的部署、开关量和模拟量的控制、强电流和弱电流的部署等问题。在本次设计的过程我们使用的是梯形图进行部署和设计的，对于初学者而言梯形图是可以渐变快捷的对系统进行设计的。因此梯形图在我国自动化行业中是非常易于工程人员进行理解和掌握的。我们下面对PLC的功能进行全面的分析。PID控制模块通讯联网功能数据控制和数据处理定时控制逻辑部署1.3系统设计内容在本篇的基于PLC的自动化切割机的设计中我们将其分为三个部分进行全面的部署和设计：首先我们需要对系统中的构造的参数进行分析并且给出相关的元器件进行选择。当元器件选择好了之后我们会对系统的额相关电路进行设计然后我们对上述的电路图进行部署和设计，在项目中不仅仅需要的是硬件，我们还需要使用软件对硬件的相关功能进行部署和扩充，因此这一步我们就是对系统中软件进行设计的控制的，在控制过程中我们又将系统分为三个模块进行设计的。在这三个模块分别是公用程序的设计、手动程序的设计以及自动化程序进行设计。在自动化程序设计的过程中我们还进行划分出三个子模块进行部署和设计。分别是自动化控制程序、自动化输出程序、自动化回圆点操作程序。最后我们根据设计好的程序需要对硬件进行全面安装和调试，在安装和调试的过程中我们会给出程序的仿真图以及调试过程图。调试完成后我们会进行全面的系统总结。

2硬件设计2.1切割机的总体设计在本次基于PLC的自动切割机设计的过程中我们认为到有以下的几个部分进行组成。电气控制箱刀架台面刀片如下图所示是本次系统设计过程中的切割机示意图：图2-1切割机的结构图在系统运行的过程中，我们工作人员需要对系统进行开关处理。系统工作人员首先要将刀架进行回圆点的操作、之后将系统的缩管放到平台上进行加紧处理、之后设定好的切割厚度后系统就会等待工作人员给出相关的指示，当工作人员按下工作的按钮之后，系统就会进行自动切割钢材，一直到切割完成后系统才会停止运行。在切割的过程中如果工作人员按下了停止的时候那么系统就会停止工作并且返回原点。2.2元器件设计如上面2-1所示，是本次系统设计过程中的总体设计图。在这个设计图的上面我们需要对系统进行元器件的设计。我们对于每一个元器件进行设计的过程中是必须满足系统等功能的。我们需要对系统中的几个元器件进行选型。如下面五个所示：主电路中的电动机选型水刀的选择熔断器的选择接触器的选择热继电器的选择2.2.1主电路的电动机选择我们知道电动机是主要的动力机械装置对系统功力所用的，这种机械在我国的国家内部使用是很普遍的。因此我们知道电动机的选择是至关重要的。对于电动机的选择需要考虑到电动机的主要效益、外壳的种类、电源电压的大小、转速的能力、功率的高低等相关问题。下面我们本次电动机进行全面的思考。根据本次项目主电路的要求和控制结合的过程中我们对电机的各个指标需要进行全面的考虑和介绍。我们需要了解到刀片是需要被电动机进行带动转动的，因此我们需要选择电动机的功率必须要足够大、转速需要足够的高。在系统中需要对刀架进行控制不能让刀架进行上下移动。因此在选择电动机的时候只能够选择移动速度不是非常快的电动机。我们从经济角度和功能的角度了解到系统使用的是一种台面电机对这种自动切割机系统进行部署和控制。我们为了系统能够更加进行精准的定位，我们选择直流电机对系统进行全面的部署和控制。我们给出这种刀片点击的型号和电机的参数。图2-2电机的型号问题图2-3台面电机的型号我们还要对主电路中的其他的相关元器件进行部署和选择。只有对元器件进行选择的时候那么系统才能具有很强的稳定性和确定性。2.2.2水刀开关的选择我们选择好了台面电机之后需要对水刀开关进行全面的控制和部署。刀片的开关是主要对配电器中的电流进行阻断处理的。在项目中的刀片开关的技术规模上是由许多种的，例如额定电压规格、耐受电流规格的。通常而言系统中所能够的电流表示是1s的。对于机械的使用寿命而言是由很多的次数的。因此我们充分考虑系统的操作方向和使用力度我们选用塑料壳的开关对系统进行全面的部署和控制。这种塑料结构的开关结构是非常简单的。使用的相关场景也是非常多的。这种塑料开关结构是由操作手柄、熔断丝、触控刀等进行组成的。刀片开关在安装的过程中需要控制手柄的位置，切记不可以将手柄装置进行反向操作，这样会导致系统中的水或者油让手柄下滑从而引起事故。在本次项目中选择的刀片开关是QS0的HD11-10038。这种开关到的开关只有1个。这种主要参数而言额定的电压是380V、额定电流是100A。2.2.3熔断器的选择我们下面对熔断器进行选择。我们认为熔断器是低电压中保护的相关元器件之一。只有正确的进行使用熔断器的时候才能对主板进行全面的保护。如果熔断器的电流大于规定的值的时候那么自身产生的热量就能够自动熔断确保电路的安全。这种熔断器的特性和特征对系统中其他的电器进行组合使用的时候能够让系统在短路的时候达到保护的级别从而让系统中的硬件进行保护。在本项目中我们使用的是RT16-00C的熔断器进行全面的部署。这种熔断器的额定电流是32A、额定电压是500V。2.2.4接触器的选择下面我们对交流接触器进行全面的部署和设计。这种接触器是对电动机进行控制的，也可以对相关的电器进行控制的。接触器具有频繁的接触的功率然后他是一种继续控制的电路。本篇论文中所使用的接触器是一种属于电动机负载的相关器械。这种负载的轻重程度是一般的任务进行全面设计的。我们选用的接触器是一种NC6-09的接触器进行设计的。这种接触器拥有的额定电压是AC380V、额定电流是9A、拥有的可控三相电动机的功率在4KW。2.2.5热继电器的选择针对系统中的热继电器而言是一种通过电流进行发热时产生的热量让金属片进行受热处理从而推动机械动作的控制。对于系统中的热继电器而言是使用电动机进行过载保护。我们在选择热继电器的时候我们必须要对系统中的工作情况和工作进行过载能力的保护。我们对于保护的遵守原则应该尽可能的接近地。对于热继电器中的选择方面应该遵守以下几个原则：对于西永进行热继电器的额定电流进行电机的选择。对于不需要进行频繁启动的场合需要保证热继电器的启动进行控制。因此在项目中我们认为需要选择NR2这种热继电器。这种继电器具有的额定电压和断想保护、手动和自动的进行控制。2.3控制电路图设计下面我们对控制电路中的电路图进行全面的设计。我们首先在项目中给出控制席永的电路图：图2-4PLC控制电路图如下图所示是本次全自动切割机的5中工作方式，在这种工作模式中，当系统输入点X1位手动控制的方式、X2是对应的回到原点的操作方式、X3是对应的但不工作方式、X4和X5是单周期和连续的运行方式。如下图所示是本次的PLC的外部的接线图：图2-5PLC的接线图（外部）

3软件设计3.1系统概要概述对于系统的软件设计的过程中我们认为，我国为了满足工业生产上的需求，我们应该设计出拥有自动化和手动化控制的工作状态。我们在这个基于PLC的自动切割机系统而言是需要全款的设计的。对于手动状态而言则是需要进行工作方式设计的。我们一般是使用经验法进行全面的设计。对于自动化程序的设定就是按照顺序功能图进行全面控制的。如下图所示是本次系统设计的自动化和手动控制的程序图：图3-1自动和手动程序图3.2公用程序我们在设计公用程序的时候是使用的自动程序和手动的程序进行两者的控制和处理的。当系统处于手动控制的过程中必须要对处事不进行继电器的复位操作。同时则是对于连续状态的M7进行复位操作的。否则系统就会从自动控制的操作切换到手动工作方式进行切换。在公用的程序的作用下是控制刀片的启动、磨刀的启动和台面的刹车操作。当带锯电机已经启动之后再对带锯电机进行停止。这样才能让磨刀进行工作。如下图所示是本次公用程序的工作方式的PLC梯形图：图3-2公用模块的梯形图3.3手动程序对于手动程序而言则是对应的多个按钮尽心该操作的。我们为了保证系统的额进行运行后我们认为了程序中必须要进行连锁反应。手动程序就是根据控制的要求。根据相关的要求，当刀片进行运行的时候带电机器就会进行运行起来，当机器停止的时候台面机构就会进行停止运行。当磨刀必须在刀片上旋转的时候才能进行工作。如下图所示是本次手动模块设计的梯形图：图3-3手动程序的梯形图3.4自动程序我们对于自动程序进行全面设计。对于程序中的自动程序使用过程是切割机对泡沫进行系统的切割。在系统设计的时候自动判断厚度然后刀片进行切割深度进行部署。手下自动程序需要对切厚的进行设置。厚度是被拨盘进行控制的额。如下图所示是本次自动控制的自动程序的功能顺序图：图3-4自动切割机的自动控制图图3-5自动控制的梯形图3.5报警程序下面是本那次报警程序的梯形图。我们在系统总进行输入的时候输入的值不能超过9，比如输入2或者是4的时候那么就会出现相关的混乱。这时候系统就会将D0进行清楚。当小数位8和小数位2和小数位4的时候就会进行报警处理。如下图所示是本次报警程序的梯形图：图3-6报警系统的梯形图

4系统调试4.1程序仿真我们在第二章和第三章中已经对系统的硬件和系统的软件进行了全面的部署和设计。之后我们就需要对系统的软件进行调试。如果不进行调试的话那么我们就不能清楚的直白的了解系统是否可以运行。首先我们对于项目中进行部署和设计，我们使用的是三菱公司的PLC编程软件进行仿真测试。我们首先需要打开这个仿真软件GX，之后我们需要将梯形图进行输入，之后进行软件的仿真测试。如下图所示是本次的程序设计的仿真界面。我们将写好的软件进行梯形图的转换，之后在选择菜单中的程序检查的按钮。如果系统没有显示错误那么梯形图就是正确的，那么系统就需要进行仿真工作了。图4-1软件仿真界面的设计我们对于程序的调试就是程序的验证。只有对程序进行调试才能发现程序中出现的错误。4.2系统安装我们进行调试之后我们发现是没有问题的，系统能够正常的运行。对于切割机进行设计的时候还需要进行人机界面的全面部署和设计。在这个设计的过程中就需要对控制面板进行部署。在控制面板进行部署的时候必须需要人性化的操作。只有对控制面板进行全面部署的时候才能确保系统正常的运行。我们知道在系统运行的过程中，工作人员进行系统运行的时候肯定会按错的。因此我们初次对系统设计的时候需要全面的对按钮进行设计。这种设计不仅仅需要对控制面板进行人性化的操作以外还要清楚人员的操作习惯。因此我们认为工作人员一般是右手进行操作，左手进行控制的。因此我们设计的过程中是使用右手进行顺时针进行控制的。我们如下图所示给出的系统安装的人机界面图：图4-2人机界面

5结论本篇论文设计到这里就要完成了，我们非常清楚的认识到了我国国家的经济在不断的壮大，在我们的生活中的各个角落里面都出现了各种各样的不同种类的自动化产品。在我们当今的工业生产的领域中，自动化切割机也是不断的进行发展的。我们使用自动化切割机对钢板等相关硬材料进行部署的时候能够保证项目的高质量的水准。在本篇论文中我们针对项目进行全面的额考虑。我们首先需要对切割机进行分析。我们需要对系统等控制方法进行确定，然后对本篇论文的设定进行设计。我们在第二章中需要对本次切割机系统中的硬件进行全面的部署和设计。在第四章中我们对软件系统进行全面的设定。我们对于系统的安装和调试是需要在第四章进行部署的。我们还需要对系统中的软件进行仿真测试。在这个项目部署的过程中我们认为还是存在很多的问题需要完成的。我们知道系统中的