毕业论文：全自动剪板机的PLC控制系统设计2

剪切刀电动机起动，控制剪刀下落。

此时，闭合，直到把板料剪断，板料落入小车。

当小车上的板料够数时，起动小车控制电动机，带动小车右行，将切好的板料送至下工序。

卸下后，再起动小车左行，重新返回剪板机下，开始下车的工作循环。

板料的长度可根据需要进行调整，每车板料的数量可预先设定。

总体设计方案传统的控制方法是采用继电器接触器控制，但控制系统较复杂，大量的接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率。

采用可编程控硬件制器较好地解决了这问题。

它是种将计算机技，自动控制技术和通信技术结合在起的新型工业自动控制设备，不仅能实现对开关量信号的逻辑控制，还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。

因此，将应用于该控制，完全能满足技术要求，且具有操作简单运行可靠工艺参数修改方便自动化程度高等优点。

在此对进行简单介绍，在自动化控制领域，是种重要的控制设备。

目前，世界上有多厂家生产多品种产品，应用在汽车粮食加工化学制药金属矿山纸浆造纸等行业。

以下对的发展基本结构配置应用等基本知识做简介。

的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第代可编程序控制器，称。

个人计算机简称发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为，现在，仍常常将简称。

的定义有许多种。

国际电工委员会对的定义是可编程控制器是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下而设计。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算顺序控制定时计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪年代至年代中期，是发展最快的时期，年增长率直保持为。

在这时期，在处理模拟量的能力数字运算的能力人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，逐渐进入过程控制领域，在些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的系统。

具有通用性强使用方便适应面广可靠性高抗干扰能力强编程简单等特点。

在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

的构成从结构上分，分为固定式和组合式模块式两种。

固定式包括板板显示面板内存块电源等，这些元素组合成个不可拆卸的整体。

模块式包括模块模块内存电源模块底板或机架，这些模块可以按照定规则组合配置。

的构成是的核心，起神经中枢的作用，每套至少有个，它按的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和内部电路的工作状态和编程过程中的语法等。

进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

主要由运算器控制器寄存器及实现它们之间联系的数据控制及状态总线构成，单元还包括外围芯片总线接口及有关电路。

内存主要用于存储程序及数据，是不可缺少的组成单元。

存储器主要用于存放系统程序用户程序以及工作数据。

常用的存储类型有。

图的工作原理采用循环扫描工作方式，在中，用户程序按先后顺序存放，从第条指令开始执行程序，直至遇到结束符后，又返回第条，如此周而复始的不断循环。

的扫描过程如图。

这个工作过程分为内部处理通信操作输入处理程序执行输出处理几个阶段。

全过程扫描次所需的时间称为扫描周期。

内部处理阶段，检查模块的硬件是否正常，复位监视定时器等。

同信操作服务阶段，与些智能模块通信，响应程序器键入的命令，更新编程器的显示内容。

当处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。

在处于运行状态时，从内部处理通信操作到程序输入程序执行程序输出，直循环扫描工作。

输入处理又叫输入采样。

在此阶段，顺序输入精确定长。

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。

伺服电机的精度决定于编码器的精度线数。

交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。

而且永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

定子绕组散热比较方便。

惯量小，易于提高系统的快速性。

适应于高速大力矩工作状态。

伺服的额定速度比般异步电机高的多，并且可以控制转速和位移，而般的变频器只侧重于转速控制，适用于开环调速，而伺服可以做到精确定位，速度环控制响应比变频器加外围速度控制更直接，动态响应好。

为了实现对交流电机的控制，采用图所示主电路，控制对象为台电机和个蜂鸣器。

为接触器，是紧急停止接触器，控制蜂鸣器，分别控制送料压块剪切和小车电机。

都采用热敏电阻作为测量元件的热继电器，的设定值取送料和剪切电机上限温度的，当到达此温度时进行闪光报警。

该控制系统需要完成对工作机构的控制情况如下进料控制，执行器件为进料电机，通过对进料电机的起停控制，实现进给机构输送板料，停止输送板料的控制。

刀具剪切控制，执行器件为电磁离合器和电磁制动器。

通过控制主电机传动路线中的电磁离合器，控制传动机构带动刀具完成向下剪切板料，撤回利用弹簧完成。

为了防止惯性造成连续剪切需要控制制动器剪切次制动次。

小车往返运动及停止控制，执行器件为小车电机，通过控制小车电机的起停正反转，控制送料小车在剪板机与下工位往返送料。

图控制系统的主电路图其中，执行机构都可采用光电开关量控制。

由于可编程控制器是低压直流输出，所以，我们使用中间继电器作为控制器输出的第级执行机构，通过继电器的触电控制大功率接触器的通断，从而控制交流电机的起停。

执行机构中的电磁离合器制动器需要采用专用输出驱动控制电路。

系统原来采用继电器接触器控制，但控制系统较复杂，大量的硬件接线使系统可靠性降低，也间接降低了设备的工作效率。

采用可编程控制器较好地解决了这问题，它不仅减少了系统的硬件接线，提高了工作可靠性，而且在加工工艺改变时，只需修改程序，就可适应新的加工要求，大大提高了工作效率。

控制器的选择在此设计中，采用日本松下公司生产的系列系统作为主机。

日本松下电工公司的系列是可编程控制器市场上的后起之秀，它具有丰富的指令系统，即使是小型机也有近条指令。

处理速度快，运行速度步。

程序容量高达步步，小型机般都达到千步左右，最高可达千步，而大型机最大也只有千步。

编辑工具的功能强大，无论是手持编程器还是编程工具软件，其编程可监控能力都很强。

强大统的编程工具，是设计人员的最佳选择。

网络通信功能强大，此系列的各种机型都提供了通信功能，松下电工提供了多达种的网络产品，在同子网中集成了几种通信方式，我们可根据需要选择。

属于小型机。

产品型号以字母开头代表主控单元或称主机，以字母开头代表扩展单元或称扩展机，后面跟的数字代表点数。

该产品包括六款主控单元和四款扩展单元，主机有点六种，还有点四种扩展单元。

主机上配有通讯口及机内时钟，形成系列化产品。

图松下电工系列主机面板图图可编程序控制器输入输出电路的基本结构的指令系统十分强大，共有多条指令，除基本的逻辑运算，数据运算数据处理数制转换指令之外，还有中断子程序调用步进控制电子凸轮控制速度及位置控制等特殊功能指令。

另外，还有功能完备的编程工具，利用这些工具，我们可以方便的进行编程和实现监控。

即使是使用手持编程器，也可以实现多种监控功能。

由于具有结构紧凑硬件配置全软件功能强等特点，而且，它的些功能甚至能与大型机媲美，所以性能价格比高，较适合在中小企业中推广使用。

虽属于小型，但却包含了大中型的许多功能，可以说它是麻雀虽小五脏具全他的特殊功能主要有以下几方面高速计数功能内置高速计数器，最高计数频率可达。

脉冲输出功能型中晶体管输出型可输出频率可调脉冲，最高脉冲频率大。

可调输入延时滤波为提高可靠性，在的输入端采用了可调输入延时滤波，它可以减少应机械开关抖动带来得不可靠性。

脉冲捕捉功能在的输入端增加了脉冲捕捉功能，可以根据需要选择。

该功能可以使捕捉到瞬间的窄脉冲，这在故障检测中十分有用。

中断功能手动可调数值输入功能只要在小旋具或螺丝刀调节面板上的螺杆的旋转角，即可从外部方便的改变其内部寄存器中所存的数值，数值范围可在之间改变，在中还有其他些特殊功能，如时钟日历扫描时间设置口令保护看门狗等。

型可编程控制器的主控单元外型图如图所示，主控单元的输入输出点数为，其工作电压。

主控单元和扩展单元的点数加起来最多可达个点。

在主控单元内含有高速计数器，可输入的脉冲频率高达，并能同时输入两路脉冲，晶体管输出型可输出频率可调的脉冲信号。

主控单元还具有个中断源的中断优先权管理等功能。

同时通过机可对进行梯形图程序的编辑状态监控等。

除主控单元和扩展单元外，还有单元，最多可控制点加通道，通道，还有链接单元等高级模块，可进行模拟量处理，通过网络模块可方便地将最多台联成网络，距离达，可方便的工业现场控制网络。

端子分配输入设备限位开关系统的停止启动按钮，输出设备块板料剪切完成并落入小车时，光电检测开关合次，计数器作减计数。

本设计中假设小车可最多载块板料。

控制送料机构电机的接触器ˊ控制压块电机的接触器，驱动电机的正反转，控制压块压紧和放松板料ˊ分别控制剪切电机的接触器，驱动电机的正反转，控制剪切刀上下运行和ˊ控制送料小车电机的接触器，驱动电机的正反转，从而控制小车的左行和右行。

为小车空载指示，根据需要，还可增设其它信号指示。

其输入输出端子分配如图所示。

图自动剪板机控制系统端子分配图把现场开关输入设备按编号接在的输入端子上，相应的输出设备接在输出端子上。

其端子的对应输入输出为输入输出ˊˊˊ系统的软件分析可知，本系统是个多工步的顺序控制系统，运用模块化程序结构，实现系统，有结构简单编程方便等优点。

利用移位寄存器的移位功能，可实现步进顺序控制，使每步严格按顺序动作。

计数器对每车板料进行计数，其值由用户根据需要设定。

系