SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1、湘潭大學(xué)興湘學(xué)院XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012 5.25 51湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書論文（設(shè)計）題目： SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師： 系主任： 周友行 一、主要內(nèi)容及基本要求 1.該切割機(jī)的工藝路線要包括以下幾步：橫向切割，大車快速縱向行走，縱向切割，斜向切割，開槽切割，自動橫向切割。 2.主要內(nèi)容： 2.1主切割電動機(jī)M1正反轉(zhuǎn)運行，實現(xiàn)SP板橫向、縱向及斜向切割功能。 2.2開槽電動機(jī)M2單向運

2、行，實現(xiàn)SP板表面開槽功能。 2.3油泵電動機(jī)M3單向運行，給液壓系統(tǒng)提供動力。 2.4回轉(zhuǎn)電動機(jī)M4正反轉(zhuǎn)運行，調(diào)整切割頭角度。 2.5液壓馬達(dá)及電磁鐵YA實現(xiàn)切割機(jī)裝置的各種動作及速度調(diào)節(jié)。 2.6旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn)切割機(jī)切割深度的實時檢測。 2.7數(shù)碼管（帶譯碼器）實現(xiàn)切割機(jī)切割規(guī)格切割深度的實時顯示。 2.8直流開關(guān)電源為PLC輸入信號提供電源，同時為PLC輸出驅(qū)動提供電源。 3.基本要求 3.1編制電氣控制總體方案說明書 。 3.2 設(shè)計電氣控制原理圖： （1）主電路設(shè)計 （2）交流控制電路設(shè)計 （3）主要器件參數(shù)計算 （4）PLC控制程序設(shè)計 二、重點研究的問題 針對建筑用SP板切割機(jī)

3、的工藝，設(shè)計一套機(jī)、電、液一體化的多功能SP板 切割機(jī)，采用先進(jìn)的PLC實現(xiàn)電氣控制，使其具有較高自動化程度及較高的運行 安全可靠性，能提高SP板的切割效率。并能滿足用戶多方位的切割要求。 三、進(jìn)度安排序號各階段完成的內(nèi)容完成時間1收集相關(guān)資料及有關(guān)文獻(xiàn)3月10日3月25日2編制電氣控制總體設(shè)計方案3月26日4月15日3PLC控制電路設(shè)計4月16日4月28日4PLC控制程序的編制4月29日5月10日5寫出初稿5月11日5月15日6修改后寫出第二稿5月16日5月20日7寫出正式稿5月21日5月25日8答辯5月26日5月31日四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 【1】王衛(wèi)星，傅立思?？删幊炭刂破髟砑?/p>

4、應(yīng)用【M】。中國水利出版社，2002 【2】徐德，孫同景。可編程控制器應(yīng)用技術(shù)【M】。山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001 【3】何友華，可編程控制器及常用控制電器【M】。冶金工業(yè)出版社，2003 【4】朱家建，單片機(jī)與可編程控制器【M】。高等教育出版社，2000 【5】徐世許，可編程控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)【M】。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2000 【6】田瑞庭，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)【M】。機(jī)械工業(yè)出版社，1994 【7】何衍慶，可編程控制器原理及應(yīng)用技術(shù)【M】。化學(xué)工業(yè)出版社，2003 【8】黃大雷，吳庚生?？删幊炭刂破骷捌鋺?yīng)用【M】。人民交通出版社，1993 【9】焦振學(xué)，機(jī)床電氣控制技術(shù)【M】。北京理

5、工大學(xué)出版社，1998 【10】王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)【M】。北京航空航天大學(xué)出 版社，2008 湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表學(xué)號 姓名 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 評價項目評 價 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是

6、否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。綜合評 價 同學(xué)在SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中表現(xiàn)良好，工作刻苦，按時完成老師布置的任務(wù)。在畢業(yè)設(shè)計中遇到難題時積極查閱資料，同時積極向老師詢問。該生具有很強的動手能力和好奇心，已經(jīng)具備獨立工作的能力。希望該生在以后的工作中繼續(xù)保持不驕不躁的精神，把理論知識與社會實踐很好的結(jié)合，為祖國做出更大的

7、貢獻(xiàn)。 評閱人： 年 月 日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 頁 圖 表 張論文（設(shè)計）題目： SP板切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 內(nèi)容提要： 本設(shè)計的控制對象為多功能屋面SP板切割機(jī)，本裝置共設(shè)有四臺電動機(jī)。本裝置的液壓系統(tǒng)由電磁閥控制液壓回路的通斷，來實現(xiàn)臺車及小車橫移的水平移動。本裝置共有20個電磁閥，電磁閥的額定電壓為220v，線圈啟動容量為100VA，吸持10.5VA，鑄體為不銹鋼。該切割機(jī)的工藝路線要包括以下幾步：橫向切割，大車快速縱向行走，縱向切割，斜向切割，開槽切割，自動橫向切割。主切割電動機(jī)M1正反

8、轉(zhuǎn)運行，實現(xiàn)SP板橫向、縱向及斜向切割功能。開槽電動機(jī)M2單向運行，實現(xiàn)SP板表面開槽功能。油泵電動機(jī)M3單向運行，給液壓系統(tǒng)提供動力?；剞D(zhuǎn)電動機(jī)M4正反轉(zhuǎn)運行，調(diào)整切割頭角度液壓馬達(dá)及電磁鐵YA實現(xiàn)切割機(jī)裝置的各種動作及速度調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn)切割機(jī)切割深度的實時檢測。數(shù)碼管（帶譯碼器）實現(xiàn)切割機(jī)切割規(guī)格切割深度的實時顯示還進(jìn)行了主電路和交流控制電路及控制程序的設(shè)計，并對主要器件參數(shù)進(jìn)行了計算。指導(dǎo)教師評語 該生在設(shè)計任務(wù)過程中能及時地完成老師布置的各個階段的任務(wù)，并且完成的很好。本次設(shè)計難度工作量適中，在設(shè)計期間該生能夠非常自覺的投入大量的時間和精力，積極詢問各方面專業(yè)知識上的不足點，表現(xiàn)

9、很好。該設(shè)計符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求；作者具有很好的查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力。設(shè)計說明書的內(nèi)容表述也基本正確。總之該生具備了獨立工作和解決問題的能力。 同意其參加答辯，建議成績評定為： 指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語答辯小組組長： 年 月 日答辯委員會意見答辯委員會主任： 年 月 日目 錄第一章 前言91.1屋面SP板切割機(jī)的來源91.2研究意義10第二章 切割機(jī)裝置及其工藝要求112.1 SP切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)112.2 SP切割機(jī)主要工藝過程122.2.1規(guī)格設(shè)定122.2.2橫向切割122.2.3縱向切割122.2.4斜向切割122.2.5開槽切割1

10、32.2.6快速行走13第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計143.1 PLC控制系統(tǒng)143.2選擇PLC控制的意義153.2.1 PLC替代繼電器系統(tǒng)的意義153.2.2其它優(yōu)點153.3 切割機(jī)裝置電控設(shè)備要求及選型153.3.1切割裝置電控設(shè)備其要求153.4 主要電控設(shè)備選型163.5電控系統(tǒng)原理圖163.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計19第四章 PLC控制程序設(shè)計214.1 PLC控制程序梯形圖214.2 語句表284.3工作原理分析34第五章 操作說明書355.1 切割規(guī)格設(shè)定355.2手動橫向切割355.3臺車快速縱向行走365.4手動縱向切割375.5手動斜向切割385.6手動開槽切割395.7自動橫

11、向切割40總結(jié)41致謝42參考文獻(xiàn)43附錄：英文文獻(xiàn)翻譯44摘要： 本課題研究的是屋面SP切割機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，滿足了人們對切割機(jī)需求，方便人們控制，使用起來非常方便，而且能夠?qū)崿F(xiàn)許多功能，是切割機(jī)研發(fā)在技術(shù)上的一次重大突破。應(yīng)證了“科學(xué)機(jī)是第一生產(chǎn)力”這句話。具體實現(xiàn)的功能是橫向切割、大車縱向行走、縱向切割、斜向切割、開槽切割、自動橫向切割。采用PLC自動控制系統(tǒng)簡潔方便，經(jīng)濟(jì)實用。最終用PLC控制很好的完成了SP板的自動切割功能。關(guān)鍵詞：PLC 電氣設(shè)備 控制系統(tǒng) 自動化Abstract ：This topic research of the cutting machine is roof

12、ing SP electric control system, and satisfy the people's needs cutting machine, convenient for people to control, use rise very convenient, but also to realize many functions, is cutting machine in technology research and development of a major breakthrough. Should card "scientific machine

13、is the first productive forces" this sentence. The specific function of the realization of the transverse cutting, cart is longitudinal walk, the longitudinal cutting, inclined to cut, slot cutting, automatic horizontal cutting. Adopting PLC automatic control system is concise convenient, econo

14、mical and practical. Finally using PLC control good completed the automatic cutting function SP board. Keywords: PLC Electrical equipment Control system automation第一章 前言1.1屋面SP板切割機(jī)的來源隨著經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對一些自動化設(shè)備的需求也越來越大，要求其自動化程度也越來越高。應(yīng)運而生的PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中早已得到了廣泛的應(yīng)用。可編程邏輯控制器PLC具有以下鮮明的特點： 一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易

15、，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。 二、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 三、能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合

16、的產(chǎn)物。個人計算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程邏輯控制器進(jìn)入實用化發(fā)展階段，計算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀(jì)80年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控

17、制器發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30-40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。本次基于PLC電氣控制系統(tǒng)的屋面SP板的切割機(jī)設(shè)計，要求其實現(xiàn)的功能多，速度快，切割有力度，多方位切割，這就迫使人們一步步的去實現(xiàn)它，屋面SP板切割

18、機(jī)機(jī)也就這樣被研發(fā)出來了。具體SP板是一種以鋼絞線配筋用先張法工藝生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力空心板。SP是英文SPANCRTE的縮寫，也是美國福霖公司對SP板的注冊商標(biāo)。SP板可用作工業(yè)與民用建筑的樓板，屋面板和墻板，構(gòu)筑物的蓋板和橋梁的橋面板。SP板有以下顯著特點:a.多種尺寸的板高和合理的孔型，SP板的板高為100mm、130mm、180mm、200mm、25Omm、300mm和380mm板高180mm以上的孔型均采用鴨蛋型，此種孔型在生產(chǎn)時最不易塌孔。b.重載大跨，有許多種型號板的活荷載大于14kN(荷載規(guī)范中的最大值)，最大跨度達(dá)到18m。c外觀質(zhì)量好，幾何尺寸誤差小，SP板的板高誤差在1.5mm以

19、內(nèi)，吊裝后可不做找平層直接鋪地毯。d.采用合適的節(jié)美構(gòu)造，有較好的抗震性能。美國從五十年代就開始應(yīng)用SP板，六十年代SP板開始進(jìn)入日本，以SP板建成的建筑經(jīng)歷了美國洛杉磯和日本神戶大地震。我國從九十年代開始引進(jìn)SP板生產(chǎn)技術(shù)。1.2研究意義 研究意義在于它滿足了人們對切割機(jī)的需求，方便人們的控制，使用其他非常方便，而且能夠?qū)崿F(xiàn)很多功能，是切割機(jī)研發(fā)技術(shù)上的一次重大突破。針對建筑用SP板切割機(jī)的工藝，驗證生產(chǎn)了一套機(jī)、電、液一體化的多功能SP板切割機(jī)，采用先進(jìn)的PLC實現(xiàn)電氣控制，自動化程度高，運行安全可靠，能提高SP板的切割效率，且能滿足用戶多方位的切割要求、本課題研究的屋面SP板切割機(jī)實現(xiàn)了

20、許多以前用繼電器控制系統(tǒng)實現(xiàn)不了的功能，具有很高的應(yīng)用價值。第二章 切割機(jī)裝置及其工藝要求我國引進(jìn)建成的十幾條SP板生產(chǎn)線，其生產(chǎn)特點是根據(jù)用戶對屋面板厚度的要求，一次性將攪拌好的混凝土澆注在預(yù)先拉好的幾百米長的鋼絲上，通過模具直接成型幾百米長的SP屋面板，一般可澆注5層。當(dāng)所有層SP板達(dá)到強度要求后，用切割機(jī)將其切割成用戶所需不同長度以及形狀等的屋面SP板，因此與SP板生產(chǎn)線相配套的SP板切割機(jī)也是成型不同規(guī)格SP板的關(guān)鍵設(shè)備。但現(xiàn)有的SP板切割機(jī)只能人為在SP板上按長度預(yù)先畫好切割線，將切割機(jī)移至切割位置縱向一層層切割，切割的厚度是通過固定安裝的行程開關(guān)來控制的，改變切割厚度則需要重新安裝

21、行程開關(guān)的位置，而且切割的功能單一，只能橫向切斷SP板。而隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)水平的不斷提高，要求SP板能夠成型為不同的斷面形狀，而且為增強屋面SP板的疊合，又要求在SP板上切割出一排淺槽，這樣，現(xiàn)有切割機(jī)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足建筑的要求。針對這種情況，開發(fā)研制出了一種多功能屋面SP板切割機(jī)，采用先進(jìn)的可編程控制器(PLC)對其進(jìn)行控制，構(gòu)成一套完整的機(jī)電一體化切割裝置，實現(xiàn)對屋面SP板的多功能切割，滿足不同的建筑要求。2.1 SP切割機(jī)總體結(jié)構(gòu)所研制開發(fā)的多功能SP板切割機(jī)裝置如圖1所示。切割工藝包括對SP板的橫向切割、縱向切割、各種形狀的斜向切割、對SP板表面的開槽切割以及不切割時切割機(jī)的快速縱向行走

22、，對切割的規(guī)格進(jìn)行分級設(shè)定，而且在切割過程中實時監(jiān)視切割深度。 圖2.1多功能SP板切割機(jī)裝置示意圖2.2 SP切割機(jī)主要工藝過程2.2.1規(guī)格設(shè)定將主切割鋸升至上極限位置，點動設(shè)定6種切割規(guī)格，另外當(dāng)主切割鋸片磨損時，為對切割深度進(jìn)行補償，點動微調(diào)按鈕對設(shè)定規(guī)格進(jìn)行微調(diào)，設(shè)定結(jié)果在數(shù)碼管上顯示。2.2.2橫向切割夾緊油缸呈最大夾緊，將主切割鋸上升至上極限位置。先將鎖定油缸松開，啟動回轉(zhuǎn)電機(jī)將切割鋸轉(zhuǎn)至鋸片與SP板垂直位置，回轉(zhuǎn)電機(jī)停止。然后將鎖定油缸鎖緊，將小車制動油缸松開，小車橫移至左極限起始切割位置，啟動主切割電機(jī)，并將冷卻水打開，主切割鋸下降開始切割，切割深度在數(shù)碼管實時顯示。到達(dá)所設(shè)

23、切割深度時，小車右移開始橫向切割，至右極限位置，主切割鋸上升至上極限位置，完成一次橫向切割工藝。2.2.3縱向切割夾緊油缸呈最小夾緊，主切割鋸上升至上極限位置。先將鎖定油缸松開，啟動回轉(zhuǎn)電機(jī)將切割鋸轉(zhuǎn)至鋸片與SP板平行位置，回轉(zhuǎn)電機(jī)停止。然后將鎖定油缸鎖緊，將小車制動油缸松開，小車橫移至起始切割位置，將小車制動油缸鎖緊，啟動主切割電機(jī)，并將冷卻水打開，主切割鋸下降開始切割，切割深度在數(shù)碼管實時顯示。到達(dá)所設(shè)切割深度時，大車前進(jìn)或后退開始縱向切割，至縱向切割終點位置，主切割鋸上升至上極限位置，完成一次縱向切割工藝。2.2.4斜向切割夾緊油缸呈最小夾緊，主切割鋸上升至上極限位置。先將鎖定油缸松開，

24、啟動回轉(zhuǎn)電機(jī)將切割鋸轉(zhuǎn)至鋸片與sP板成所需角度位工，回轉(zhuǎn)電機(jī)停止。然后將鎖定油缸鎖緊，將小車制動油缸松開，小車橫移至所要求切割位置，將小車制動油缸鎖緊，啟動主切割電機(jī)，并將冷卻水打開，主切割鋸下降開始切割，切割深度在數(shù)碼管實時顯示。到達(dá)所設(shè)切割深度時，主切割鋸上升至上極限位置，完成一次斜向切割。重復(fù)上述斜切工藝，保證下次切割起始位置與上次切割切口銜接，直至完成所有斜向切割工藝。2.2.5開槽切割夾緊油缸呈最小夾緊，主切割鋸上升至上極限位置。升降油缸鎖定，開槽鋸上升至最高位置，啟動開槽切割電機(jī)，并將冷卻水打開，開槽切割鋸下降開始切割。至最低位置，開槽升降油缸鎖定，大車后退開始開槽切割，至切割終點

25、位置，開槽切割鋸上升至上極限位置，完成一次開槽切割工藝。2.2.6快速行走為提高切割效率，在切割機(jī)不切割時，可以高速在SP板上行走，夾緊油缸呈最小夾緊，主切割鋸上升至上極限位置，開槽鋸上升至最高位置，大車可以高速前進(jìn)。第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 PLC控制系統(tǒng)可編程控制器(PLC)是以微處理器為核心的工業(yè)通用控制裝置，體積小、功能強、可靠性高、使用靈活、維護(hù)方便、抗干擾能力強，特別適用于邏輯控制、順序控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理與通訊等各種控制領(lǐng)域，是高性能機(jī)電一體化主要電氣控制設(shè)備。根據(jù)上述工藝要求，SP板切割機(jī)的控制范圍主要包括主切割電機(jī)、開槽電機(jī)、回轉(zhuǎn)電機(jī)、液壓系統(tǒng)油循環(huán)泵電機(jī)以及

26、電磁閥等電氣設(shè)備，行走速度的快慢以及夾緊油缸的夾緊力的大小也是通過切換電磁閥實現(xiàn)對液壓電機(jī)的調(diào)速，切割深度用旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行實時檢測并通過數(shù)碼管顯示，因此整個電氣系統(tǒng)是一個全數(shù)字全的控制系統(tǒng)。選用三菱FX2N-128MR型PLC實現(xiàn)對SP板切割機(jī)的多功能切割電氣控制。三菱FX2N-128MR PLC是一種緊湊的中小型組裝PLC，安裝在DIN導(dǎo)軌上，體積小，配置靈活，運行速度快，性能可靠，完全能夠滿足SP板切割機(jī)對電氣控制的要求。PLC控制系統(tǒng)配置如圖2.2所示。圖2.2 PLC控制系統(tǒng)配置圖控制系統(tǒng)采集各種輸入信號，執(zhí)行根據(jù)工藝要求編制的梯形圖控制程序，程序執(zhí)行結(jié)果通過輸出裝置控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

27、梯形圖程序的形式與常規(guī)繼電接觸器控制系統(tǒng)的電氣控制圖相類似，便于用戶理解系統(tǒng)執(zhí)行過程。另外，針對切割過程中經(jīng)常執(zhí)行的橫向切割工藝，還編制了相應(yīng)的控制程序，實現(xiàn)橫向自動順序切割控制。當(dāng)橫向切割的初始條件滿足時，只需根據(jù)自動橫向切割的指令，控制程序就能按照橫切工藝，一步步順序執(zhí)行橫切工藝，提高裝置橫切時的切割效率。3.2選擇PLC控制的意義3.2.1 PLC替代繼電器系統(tǒng)的意義1.PLC可以很容易地實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制邏輯，傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)實現(xiàn)同樣的功能則需要大量的控制繼電器；2.PLC以弱電控制強電，省去大量控制繼電器，節(jié)省電能，運行成本低；3.對于復(fù)雜工藝控制系統(tǒng)，采用PLC可以簡化控制設(shè)備（箱

28、柜），節(jié)省設(shè)備投資；4.PLC改變工藝控制簡便易行，傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)難以改變工藝；5.PLC檢修維護(hù)比較方便，需要配備的元件少，維護(hù)成本低，節(jié)約大量有色金屬。6.PLC控制設(shè)備占地面積小，運行噪音低、發(fā)熱少、損壞元件垃圾少，利于環(huán)境；7.PLC運行維護(hù)需要比較高的專業(yè)技術(shù)。經(jīng)濟(jì)意義：隨著技術(shù)的進(jìn)步，繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)顯示出越來越多的弊端。近年來，PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。如果用PLC控制技術(shù)對系統(tǒng)實施改造，系統(tǒng)配置靈活，編程功能強，性能價格比高，具有普遍的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。3.2.2其它優(yōu)點除了

29、以上優(yōu)點外PLC控制系統(tǒng)還具有實時性、高可靠性、安裝簡單，維修方便等優(yōu)點。3.3 切割機(jī)裝置電控設(shè)備要求及選型3.3.1切割裝置電控設(shè)備其要求主切割電機(jī)M1：正反轉(zhuǎn)運行，實現(xiàn)SP板橫向、縱向及斜向切割功能。開槽電動機(jī)M2：單向運行，實現(xiàn)SP板表面開槽油泵電動機(jī)M3：單向運行，給液壓系統(tǒng)提供動力?；剞D(zhuǎn)電動機(jī)M4：正反轉(zhuǎn)運行，調(diào)整切割頭角度。液壓馬達(dá)及電磁鐵YA 實現(xiàn)切割機(jī)裝置的各種動作及速度調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)編碼器 實現(xiàn)切割機(jī)切割深度的實時檢測。數(shù)碼管（帶譯碼器） ：實現(xiàn)切割機(jī)切割規(guī)格、切割深度的實時顯示。直流開關(guān)電源：為PLC輸入信號提供電源，同時為PLC輸出驅(qū)動提供電源。3.4 主要電控設(shè)備選型 主

30、切割電機(jī)主要實現(xiàn)對SP板的切割功能，根據(jù)切削力的計算理論得在切削過程中主切削刀具的受力公式： （3-1）式中vc 為切削速度、 ap為軸向切深、fz為進(jìn)給量、ae為徑向切深。其他為切削參數(shù)為常數(shù)查切削工藝參數(shù)表得b1、b2、b3、b4分別為0.4726，0.6225，0.6678和0.2912。 由前面工藝條件參考建筑材料性能選主切割電機(jī)的轉(zhuǎn)速為2800r/mm ，切削最大切深為120mm。最大進(jìn)給量為600mm/min。將各個參數(shù)代入式（3-1）得主切削刀具所受的切削力為4.030KN將其代入下式得主切割電機(jī)的負(fù)載力矩。 (3-2)由以上數(shù)據(jù)可知主切削電機(jī)的功率應(yīng)大于12KW，選擇型號為Y1

31、60M2-2電機(jī)，轉(zhuǎn)速為2890r/min,功率為15kw.開槽電機(jī)主要實現(xiàn)開槽功能，開槽電機(jī)的最大切削深度為主切割電機(jī)的一半 。同理可選開槽電機(jī)的功率為5KW，轉(zhuǎn)速2800r/Min.電機(jī)型號為y132s1-2.功率為5.5kw,轉(zhuǎn)速為2900r/min.油泵電機(jī)根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量與壓力要求選定，根據(jù)工藝過程所需的該液壓系統(tǒng)功能要求與負(fù)載選擇油泵的電機(jī)?；剞D(zhuǎn)電機(jī)根據(jù)機(jī)器的總重量選定。3.5電控系統(tǒng)原理圖 根據(jù)切割機(jī)裝置設(shè)備的要求，設(shè)計電控系統(tǒng)原理圖包括：切割機(jī)裝置電氣控制主電路原理圖4.1以及相應(yīng)要求的交流控制電路原理圖4.2。4.1切割機(jī)裝置電氣控制主電路原理圖圖4.2 交流控制電路原理圖

32、3.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計選用三菱FX2N-128MR型，由此得到的PLC輸入、輸出接口功能表如表3.1及3.2所示。 表3.1輸入接口功能表序號輸入口說明序號輸入口說明1X000輸入點備用33X040小車右限位KL82X001主切割電機(jī)正轉(zhuǎn)信號KM134X041切割頭慢降裝換開關(guān)SA2-13X002主切割電機(jī)反轉(zhuǎn)信號KM235X042切割頭快升裝換開關(guān)SA2-24X003主切割電機(jī)過載信號FR1(常閉)36X043切割頭下限位KL95X004主切割電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕SB137X044切割頭上限位KL106X005主切割電機(jī)停止按鈕SB2（常閉）38X045回轉(zhuǎn)制動油缸開啟轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3-17X00

33、6主切割電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕SB339X046回轉(zhuǎn)制動油缸制動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3-28X007輸入點備用40X047輸入點備用9X010開槽電機(jī)運行信號KM341X050臺車最大夾緊轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4-110X011開槽電機(jī)過載信號FR242X051臺車最小夾緊轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4-211X012開槽電機(jī)啟動按鈕SB443X052臺車夾緊松開轉(zhuǎn)換開關(guān)SA4-312X013開槽電機(jī)停止按鈕SB5（常閉）44X053小車制動油缸開啟轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5-113X014輸入點備用45X054小車制動油缸制動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5-214X015液壓泵電機(jī)運行信號KM446X055開槽機(jī)構(gòu)下降轉(zhuǎn)換開關(guān)小車制動油缸開啟轉(zhuǎn)換開關(guān)SA6-11

34、5X016 液壓泵電機(jī)過載信號FR3（常閉）47X056開槽機(jī)構(gòu)下降轉(zhuǎn)換開關(guān)小車制動油缸開啟轉(zhuǎn)換開關(guān)SA6-216X017液壓系統(tǒng)過濾器1堵KP148X057輸入點備用17X020液壓系統(tǒng)液位低KL1（常閉）49X060臺車前進(jìn)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7-118X021液壓系統(tǒng)液位高KL2（常閉）50X061臺車慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7-219X022液壓系統(tǒng)過濾器2堵KP251X062臺車中速轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7-320X023回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)限位開關(guān)KL352X063臺車快速轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7-421X024輸入點備用53X064臺車后退轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7-522X025回轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)信號KM554X065輸入點備用23X02

35、6回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)信號KM655X066切割頭位置檢測旋轉(zhuǎn)編碼器KL1124X027回轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)限位開關(guān)KL456X067切割頭規(guī)格設(shè)定點動按鈕SF125X030回轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕SB657X070切割頭規(guī)格設(shè)定微調(diào)（加）按鈕SF226X031回轉(zhuǎn)電機(jī)停止按鈕SB7（常閉）58X071切割頭規(guī)格設(shè)定微調(diào)（減）按鈕SF327X032回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕SB659X072自動橫向切割轉(zhuǎn)換開關(guān)SA828X033小車快速左移轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1-160X073液壓泵電機(jī)啟動按鈕SB929X034小車慢速右移轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1-261X074液壓泵電機(jī)停止按鈕SB930X035小車左終點限位KL562X075輸入點備用31

36、X036小車左限位KL663X076輸入點備用32X037小車右終點限位KL764X077輸入點備用 表3.2 PLC輸出口功能表序號輸出口說明序號輸出口說明1Y000主切割電機(jī)正轉(zhuǎn)中間繼電器K125Y030主切割電機(jī)運行指示H162Y001主切割電機(jī)反轉(zhuǎn)中間繼電器K226Y031開槽電機(jī)運行指示H173Y002開槽電機(jī)運行中間繼電器K327Y032液壓泵電機(jī)運行指示H184Y003液壓泵電機(jī)運行中間繼電器K428Y033液壓系統(tǒng)液位報警H195Y004回轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)中間繼電器K529Y034臺車高速后退控制K176Y005回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)中間繼電器K630Y035液壓系統(tǒng)過濾器堵指示H207Y00

37、6開槽油缸上升控制及指示K7、H131Y036回轉(zhuǎn)電機(jī)運行指示H218Y007開槽油缸下降控制及指示K8、H232Y037自動橫向切割指示H229Y010小車制動控制及指示K9、H333Y040切割規(guī)格及切割深度指示H百位10Y011小車制動開啟控制及指示K10、H434Y04111Y012回轉(zhuǎn)鎖定控制及指示K11、H535Y04212Y013回轉(zhuǎn)鎖定開啟控制及指示K12、H636Y04313Y014小車左移控制及指示K13、H737Y044切割規(guī)格及切割深度指示H十位14Y015小車右移控制及指示K14、H838Y04515Y016切割頭上升控制及指示K15、H939Y04616Y017切割

38、頭下降控制及指示K16、H1040Y04717Y020臺車后退控制及指示K19、H1141Y050切割規(guī)格及切割深度指示H個18Y021臺車高速前進(jìn)控制K2042Y05119Y022臺車中速前進(jìn)控制K2143Y05220Y023臺車最大夾緊控制K2244Y05321Y024臺車夾緊松開控制及指示K23、H1245Y054Y057輸入點備用20點22Y025臺車夾緊控制及指示K24、H1346Y060Y07723Y026泵站卸荷控制及指示K25、H144724Y027臺車前進(jìn)控制及指示K18、H1548第四章 PLC控制程序設(shè)計 根據(jù)切割機(jī)裝置操作控制要求得電磁鐵標(biāo)準(zhǔn)動作表如表4-1所示，結(jié)合P

39、LC控制電路以及電磁鐵標(biāo)準(zhǔn)動作表編制PLC控制程序。4.1 PLC控制程序梯形圖圖4-1切割機(jī)PLC控制總程序（一）表4.1 電磁鐵標(biāo)準(zhǔn)動作表標(biāo)準(zhǔn)動作電磁鐵1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA10YA11YA12YA13YA14YA15YA16YA17YA18YA19YA20UA開槽液壓缸上升+開槽液壓缸下降+小車制動液壓缸制動+小車制動液壓缸開啟+鎖定液壓缸鎖定+鎖定液壓缸開啟+小車快速左移+小車慢速右移+升降液壓缸上升+升降液壓缸下降+大車高速前進(jìn)+大車中速前進(jìn)+大車慢速前進(jìn)+大車慢速后退+大車快速后退+大車最大夾緊+大車最小夾緊+大車夾緊松開+泵站卸荷圖4-2切割機(jī)PL

40、C控制總程序（二）圖4-3切割機(jī)PLC控制總程序（三）圖4-4切割機(jī)PLC控制總程序（四）圖4-5切割機(jī)PLC控制總程序（五）4.2 語句表 4.3工作原理分析按下SB1主切割機(jī)正轉(zhuǎn)按下SB2主切割機(jī)停止按下SB3主切割機(jī)反轉(zhuǎn)按下SB4開槽電機(jī)啟動按下SB5開槽電機(jī)停止按下SB6回轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)按下SB7回轉(zhuǎn)電機(jī)停轉(zhuǎn)按下SB8回轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)按下SB9液壓機(jī)點動啟動和停止按下SF1切割機(jī)點動規(guī)格設(shè)置按下SF2切割機(jī)規(guī)格設(shè)定微調(diào)（加）按下SF3切割機(jī)規(guī)格設(shè)定微調(diào)（減）第五章 操作說明書根據(jù)切割機(jī)裝置的設(shè)備和電控情況以及所設(shè)計的PLC控制程序，切割機(jī)電控操作說明如下：本系統(tǒng)采用PLC對多功能切割鋸進(jìn)行控制

41、，控制對象包括主切割電動機(jī)、開槽切割電動機(jī)、液壓泵、回轉(zhuǎn)點動機(jī)以及各個電磁鐵等?？刂乒δ馨ㄔO(shè)定切割規(guī)格、手動/自動橫向切割、手動臺車快速縱向行走、手動縱向切割、手動橫向切割、手動開槽切割等。5.1 切割規(guī)格設(shè)定（1）當(dāng)切割頭處于上極限位置，按下規(guī)格設(shè)定點動按鈕，點動第一次規(guī)格設(shè)定為380，第二次為300，第三次為250，第四次為200，第五次為180，第六次為150，第七次保持150，并對設(shè)定復(fù)位，進(jìn)入下一次與前面相同規(guī)格設(shè)定循環(huán)，設(shè)定結(jié)果在數(shù)碼管上顯示。（2）規(guī)格設(shè)定完成，還可對所設(shè)定的規(guī)格進(jìn)行微調(diào)，按下規(guī)格設(shè)定微調(diào)（+）點動按鈕，在設(shè)定的規(guī)格進(jìn)行微調(diào)，在設(shè)定的規(guī)格基礎(chǔ)上可累加上主鋸底部距

42、水泥面的距離，按下規(guī)格設(shè)定微調(diào)（-）點動按鈕，在設(shè)定的規(guī)格進(jìn)行微調(diào)，在設(shè)定的規(guī)格基礎(chǔ)上可減小主鋸底部距水泥面的距離，設(shè)定結(jié)構(gòu)在數(shù)碼管上顯示，這一功能可保證在鋸片磨損時，對切割深度進(jìn)行補償設(shè)定。（3）切割機(jī)各種切割功能均是在設(shè)定工作完成后進(jìn)行的。5.2手動橫向切割（1）臺車夾緊/松開轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左90度（最大加緊力）位置，電磁鐵17YA、19YA得電，18YA失電，臺車夾緊指示燈亮30S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（2）切割頭下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（切割頭上升）位置，電磁鐵10YA得電，11YA失電，升降液壓缸上升指示燈亮，切割頭上升，至最高位置，10YA、11YA失電，升降液壓缸鎖

43、定。（3）回轉(zhuǎn)制動液壓缸開啟/制動轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左45度（鎖定液壓缸開啟）位置，電磁鐵5YA失電，6YA得電，鎖定液壓缸開啟指示燈亮5S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（4）按下回轉(zhuǎn)電機(jī)啟動按鈕（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)），回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動主鋸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)電機(jī)運轉(zhuǎn)指示燈亮，將主鋸轉(zhuǎn)至與水泥板縱向垂直位置，按下回轉(zhuǎn)電動機(jī)停止按鈕，主鋸回轉(zhuǎn)電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。（5）回轉(zhuǎn)制動液壓缸開啟/制動轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（鎖定液壓缸鎖定）位置，電磁鐵5YA得電，6YA失電，鎖定液壓缸鎖定指示燈亮5S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（6）小車制動液壓缸開啟/制動轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左45度（小車制動開啟）位置，電磁鐵3YA得電，4YA失電，小車

44、制動開關(guān)指示燈亮5S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（7）橫向位移小車左移/右移轉(zhuǎn)換開關(guān)逆指向左45度(橫移小車左移)位置電磁鐵7YA、9YA得電，8YA失電，小車左移指示燈亮，主鋸向左行駛至左端起始切割位置。（8）按下主切割電動機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動按鈕，主切割電動機(jī)運轉(zhuǎn)指示燈亮，檢查鋸口方向是否滿足要求，檢查冷卻水是否打開。（9）切割頭下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左45度(切割頭下降)位置，電磁鐵10YA失電，11YA得電，升降液壓缸下降指示燈亮，切割頭下降，至切割位置，10YA、11YA得電，升降液壓缸下降指示燈亮，切割頭下降，至切割位置，10YA、11YA失電，升降液壓缸鎖定，該轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)回中間位置。

45、（10）橫移小車左移/右移轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（橫移小車右移）位置，電磁鐵7YA、9YA，8YA得電，小車左移指示燈亮，主鋸向右行駛切割水泥板，至右端切割極限位置，7YA、8YA、9YA失電。（11）切割頭下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度(切割頭上升)位置，電磁鐵10YA得電，11YA失電，升降液壓缸鎖定，完成一次手動橫向切割工藝。5.3臺車快速縱向行走（1）臺車夾緊/松開轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左45度（最大加緊力）位置，電磁鐵17YA得電，19YA、18YA失電，臺車加緊指示燈亮30S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（2）切割頭下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（切割頭上升）位置，電磁鐵10YA得電，11Y

46、A失電，升降液壓缸上升指示燈亮，切割頭上升，至最高位置，10YA、11YA失電，升降液壓缸鎖定。（3）開槽升降液壓缸下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至開槽機(jī)構(gòu)上升位置，開槽升降液壓缸上升指示燈亮5S，開槽機(jī)構(gòu)上升，然后指示燈熄滅，開槽升降液壓缸鎖定，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（4）臺車前進(jìn)/后退轉(zhuǎn)換開關(guān)逆時針轉(zhuǎn)動（可選擇低、中、高三速，分別對應(yīng)45度、90度、135度位置），臺車前進(jìn)指示燈亮，臺車前進(jìn)至新切割位置，轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)回中間位置，準(zhǔn)備進(jìn)入新的切割工藝。5.4手動縱向切割 （1）臺車夾緊/松開轉(zhuǎn)換開關(guān)指向左45度（最大加緊力）位置，電磁鐵17YA得電，19YA、18YA失電，臺車加緊指示燈亮30S后熄滅

47、，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（2）切割頭下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（切割頭上升）位置，電磁鐵10YA得電，11YA失電，升降液壓缸上升指示燈亮，切割頭上升，至最高位置，10YA、11YA失電，升降液壓缸鎖定。（3）回轉(zhuǎn)制動液壓缸開啟/制動轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（鎖定液壓缸鎖定）位置，電磁鐵5YA得電，6YA失電，鎖定液壓缸鎖定指示燈亮5S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（4）按下回轉(zhuǎn)電動機(jī)啟動按鈕（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)），回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動主鋸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)電機(jī)運轉(zhuǎn)指示燈亮，將主鋸轉(zhuǎn)至與水泥板縱向平行位置，按下回轉(zhuǎn)電動機(jī)停止按鈕，主鋸回轉(zhuǎn)電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。（5）回轉(zhuǎn)制動液壓缸開啟/制動轉(zhuǎn)換開關(guān)指向右45度（鎖定液壓缸鎖定）位置，電磁鐵5YA得電，6YA失電，鎖定液壓缸鎖定指示燈亮5S后熄滅，鎖定液壓缸鎖定指示燈5S后熄滅，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（6）開槽升降液壓缸下降/上升轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至開槽機(jī)構(gòu)上升位置，開槽升降液壓缸上升指示燈亮5S，開槽機(jī)構(gòu)上升，然后指示燈熄滅，開槽升降液壓缸鎖定，保持該轉(zhuǎn)換開關(guān)在此位置。（7）操作小車左移/右移開關(guān)，小車