S7_200PLC板材切割控制系統(tǒng)設計說明(DOC畢業(yè)論文)

1、S7-200_PLC 板材切割控制系統(tǒng)設計目 錄摘要 IAbstractII1 概述 11.1 板材切割系統(tǒng)簡介 11.2 板材切割系統(tǒng)的功能要求 22 系統(tǒng)總體設計 32.1 板材切割系統(tǒng)的結構 32.2 板材切割系統(tǒng)的工作原理 43 硬件系統(tǒng)配置 53.1PLC 選型 53.2 PLC 的 I/O 資源配置 63.3 其他資源配置 74 軟件系統(tǒng)設計 84.1 總體流程設計 94.2 各模塊語句表設計 115 系統(tǒng)設計中的問題與解決方法 165.1 硬件方面的問題 165.2 軟件方面的問題 16主要參考文獻 18致 19附錄 20摘 要本文介紹了利用可編程控制器 PLC、步進電機和火焰切

2、割槍組成了板材切割控制系統(tǒng)，給出了 PLC 和板材切割的主要控制技術環(huán)節(jié)。中心控制器通過與各種接觸器、電磁閥的連接，實現(xiàn)板材切割控制系統(tǒng)的自動啟停，調節(jié)不同長度板材的切割功能等，進而實現(xiàn)自動系統(tǒng)的安全可靠控制。同時充分利用已有資源和各種接觸器、電磁閥組成了比較完整的板材切割控制系統(tǒng)，與原來的繼電器接觸器控制線路相比，降低了故障檢修的難度,提高了可靠性。用戶理解容易，使用方便,不需要適應期。本文還介紹了系統(tǒng)的軟件設計和調試，并給出了系統(tǒng)的語句表程序。關鍵詞：PLC；板材切割；步進電機II / 26ABSTRACTThe stepper motor, flame cutting gun and t

3、he structure of its control system are presented in this paper. It pays more attention to the method using PLC to control machine, carry out a system of automatic underway stop, adjust soon and safe the function etc. Meantime it use fully resources that it have owned and kinds of switches to constit

4、ute a good cut system, compare to the old cut system, it reduce the problem of mending, and upgrade the property of safe. User can understand easily, use conveniently, and there is no need to adapt. This text still introduces these software design of the system and adjusts to try, and give a form of

5、 language procedure of the system.Key words: PLC; The Materials Cutting; The Stepper Motor1 概述在機械加工過程中，板材切割常用方式有手工切割、半自動切割機切割與數(shù)控切割機切割。手工切割靈活方便，但手工切割質量差、尺寸誤差大、材料浪費大、后續(xù)加工工作量大，同時勞動條件惡劣，生產(chǎn)效率低。半自動切割機中仿形切割機，切割工件的質量較好，由于其使用切割模具，不適合于單件、小批量和大工件切割。其它類型半自動切割機雖然降低了工人勞動強度，但其功能簡單，只適合一些較規(guī)則形狀的零件切割。數(shù)控切割相對手動和半自動切割方式來

6、說，可有效地提高板材切割 的效率、切割質量，減輕操作者的勞動強度。 從各種數(shù)控切割機應用情況來看，國生產(chǎn)的數(shù)控切割機的技術水平、整機性能等整體水平都取得了可喜的進步，逐步趕上國際先進水平，滿足用戶的需要，進一步提高了市場競爭力。從發(fā)展趨勢來看，數(shù)控切割機市場上數(shù)控火焰切割機將保持其基本市場 ，專用型材數(shù)控切割設備、接觸式和非接觸式非金屬專用數(shù)控切割設備也將會有較大的發(fā)展空間，整個數(shù)控切割機市場將不斷擴大。目前，我國機械工業(yè)鋼材使用量已達到3 億噸以上，鋼材的切割量非常大,而隨著現(xiàn)代機械加工業(yè)地發(fā)展，對切割的質量、精度要求的不斷提高，對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、具有高智能化的自動切割功能的要求

7、也在提升。提高數(shù)控切割機的生產(chǎn)效率和切割質量，降低生產(chǎn)使用成本，提高整機自動化水平和系統(tǒng)穩(wěn)定性，完善系統(tǒng)功能成為其技術發(fā)展的方向。1.1 板材切割系統(tǒng)簡介板材切割系統(tǒng)主要是對各種材料進行加工的生產(chǎn)系統(tǒng)，目前很多生產(chǎn)單位依然采用手動操作，不僅步驟繁多，而且需要熟練的技巧和豐富的經(jīng)驗，同時在實際的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，由于在切割時出現(xiàn)的大量粉塵（尤其石板切割）、噪音、溫度較高（金屬板切割）等因素，使得工廠現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，同時各種不同的材料在大小、前進速度與進給長度都是根據(jù)切割過程中的情況而發(fā)生變化的，容易造成產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，隨著科學技術的進步，自動化的控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步出現(xiàn)，并且已得到了廣泛的應用，用機

8、器人代替人進行自動化的操作已經(jīng)成為現(xiàn)實，并且速度快、質量高，也能改善工人的勞動條件。根據(jù)切割材料的不同，板材切割系統(tǒng)主要分為兩個方面，一是金屬切割方面，另一個是石板切割方面。對于金屬板材的切割，大多采用火焰切割方法，即通2 / 26過高溫將金屬熔化，然后利用氣流將金屬板材隔斷。在控制系統(tǒng)中，在適當時點燃可燃氣體對板材進行切割，實現(xiàn)對金屬板材的加工要求，金屬板材切割示意圖如圖 1-1 所示。工件壓緊切割槍到位切割槍預熱切割開始開始工件松開切割結束工件移動圖 1-1 金屬板材切割示意圖對于石板的切割，大多采用刀盤切割的方式，即利用刀盤的高速旋轉，對石板進行切割。在此控制系統(tǒng)中，由于板材的厚度一般比

9、較厚，因此需要多次切割才能完成一次加工過程，當?shù)侗P沒有達到切割系統(tǒng)所設置的下限時，需要往返切割以實現(xiàn)切割功能，石板切割系統(tǒng)工作示意圖如圖 1-2 所示。開始工件壓緊刀盤啟動刀盤到位切割開始工件移動工件松開下降一個切削量到達另外一邊，下降一個切削量，進行反向切割是否已到下限是否圖 1-2 石板切割系統(tǒng)工作示意圖1.2 板材切割系統(tǒng)的功能要求在對板材進行切割時，由于受力不均勻，導致切割機的轉速發(fā)生變化從而影響切割的精度，最后影響板材的質量，因此采用自動控制作為其主要的控制方式。早期的控制方式為液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構復雜、制造要求高，使用此類設備需要增設油泵站，增加占地面積和噪聲，但是由于中國在液

10、壓方面的元件制造工藝與其質量方面的原因，對于某些控制要求無法達到，因此需要進口國外設備，使得該設備維護方面有部分困難。基于計算機的控制系統(tǒng)，硬件結構方面總線標準化程度高，軟件資源豐富，可支持實時操作，具有速度快 、實時性強、可進行復雜處理的優(yōu)點，3 / 26但對環(huán)境有一定要求，要在干擾小，具有一定溫度和濕度的環(huán)境下使用。在復雜的生產(chǎn)環(huán)境下，粉塵和電磁干擾的作用會影響計算機的控制性能。 可編程控制器的控制系統(tǒng)，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，干擾較多的場合，同時編程易學簡單，利于推廣，最重要的是其安裝 、設計簡單，如果需要改變控制邏輯或增加控制功能時，只需改變程序即可，對硬件連線改動較少，便于進行技術改

11、造。采用 PLC 作為控制器具有運行速度快 、調試周期短 、維護簡單和較高的可靠性。 該控制系統(tǒng)使用 PLC 作為核心控制器，其可靠性高 、抗干擾能力強的優(yōu)點可保證控制系統(tǒng)的可靠運行。 切割系統(tǒng)的功能主要是完成板材的切割和移動。其主要涉與兩方面的功能：一是檢測輸入信號；二是控制輸出信號。板材切割控制系統(tǒng)主要完成對操作按鈕輸入的檢測、大車輸送到位的檢測、切割槍位置的檢測、大車步進到位的檢測等。控制輸出的控制方式主要有：傳送帶步進電動機的控制、切割槍左右運動電動機的控制、切割槍電磁閥的控制、切割槍氣體閥門的控制、壓緊裝置的控制。2 系統(tǒng)總體設計切割機控制系統(tǒng)的設計主要包括兩個方面：一個是機械結構設

12、計，另一個是 PLC 電氣控制設計。機械結構是實現(xiàn)控制功能的基礎； PLC 電氣控制系統(tǒng)是實現(xiàn)控制功能的核心部分，兩方面的設計過程相互獨立，但在設計之前需要整體考慮，先分析和研究控制系統(tǒng)的整體功能，對整體結構深入了解之后，設計出整體框架，明確兩個部分的具體功能和接口。2.1 板材切割系統(tǒng)的結構隨著企業(yè)對各類板材的質量要求不斷提高，板材加工的要求也越來越高，因此采用傳統(tǒng)繼電器控制線路的切割系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質量要求，利用PLC 對板材切割系統(tǒng)進行改造后，可提高系統(tǒng)的抗干擾能力和板材切割的精度。該切割系統(tǒng)的機械結構比較簡單，主要包括牽引機、切割機、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等與其附屬結構設備。2.1

13、.1 牽引機也就是大車，上面帶有可以用步進電機驅動的傳送帶，通過電動機的驅動帶動工件進行移動，完成工件的輸送功能。4 / 262.1.2 切割機其為核心設備，包括壓緊機構、切割槍和進給系統(tǒng)等設備。壓緊機構由一對 V 型鐵在氣缸的帶動下，通過杠桿機構進行壓緊，通過PLC 的指令控制氣缸的上升和下降，最后實現(xiàn)壓緊和松開的操作。切割槍包括三個氣體閥門，按照不同的開啟順序，通過 PLC 的控制可實現(xiàn)切割槍的打開關閉。2.1.3 液壓系統(tǒng)由泵站和相應的液壓控制系統(tǒng)1構成，相應的油缸通過對應的泵站進行控制，將原動機 的機械能轉換成液體的壓力能 ，完成壓緊松開功能。2.1.4 電氣控制系統(tǒng)通過對板材切割系統(tǒng)

14、的功能要求進行分析，可以看到該切割系統(tǒng)的電氣控制2相對比較復雜，需要檢測較多的輸入信號，控制較多的輸出量，而且還要保證切割系統(tǒng)按步運行，因此就要設置每個設備啟動和停止標志，在編程時需要有清晰的邏輯控制時序。2.2 板材切割系統(tǒng)的工作原理該系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面。（1）首先大車攜帶工件前進，使工件達到切割槍所在的位置下方，可通過切割槍下方的限位開關進行檢測。（2）大車到位后，啟動壓緊裝置，經(jīng)過延時后，壓緊結束。（3）延時結束后，切割槍下降到位。（4）下降到位后，依次啟動乙炔、切割氧、高壓氧閥門，點燃火焰。（5）待預熱一段時間后，啟動切割槍左右移動電動機，開始切割過程。（6）切割結束后，切

15、割槍復位。（7）松開壓緊機構，傳送帶在步進電動機的驅動下移動固定的長度。（8）再次啟用切割槍，切割過程循環(huán)進行。板材切割系統(tǒng)原理圖 如圖圖 2-1 所示。帶有傳送帶的小車壓塊切割槍運料車板材圖 2-1 板材切割系統(tǒng)原理圖5 / 26板材切割系統(tǒng)工作主要過程示意圖如圖2-2 所示。大車移動到位壓緊裝置壓緊工件延時后切割槍下降切割槍依次打開各閥門開始切割切割結束切割槍到位壓緊裝置松開工件傳送帶步進設定的距離圖 2-2 板材切割系統(tǒng)工作主要過程示意圖3 硬件系統(tǒng)配置如何設計板材切割系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和所需的各硬件設備。如圖3-1 所示的是板材切割系統(tǒng)的硬件連接示意圖。此控制系統(tǒng)的核心處理器是PLC，主要

16、輸入和輸出量多為數(shù)字量。PLC操作面板限位開關人機界面驅動電磁閥驅動電動機圖 3-1 板材切割系統(tǒng)的硬件連接示意圖3.1 PLC 選型根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，從經(jīng)濟性、可靠性等方面來考慮，選擇西門子 S7-200 系列 PLC 作為板材切割控制系統(tǒng)的主機。此控制系統(tǒng)的控制過程比較簡單，算法也不復雜，因此選用的CPU 總共有 19 個數(shù)字量輸入和 11個數(shù)字量輸出，共需 30 個數(shù)字量 I/O 點數(shù)，以與程序容量和控制的要求，選擇 CPU2263作為該控制系統(tǒng)的主機。如果選擇 CPU224，則需要擴展一個數(shù)字量輸入 /輸出模塊。可選的數(shù)字6 / 26量輸入和輸出模塊有 EM221、EM222 和

17、 EM223。EM221 和 EM222 是單獨的輸入或者輸出擴展模塊，為了便于硬件的安裝和減小PLC 系統(tǒng)所占體積，采用 EM223 模塊。EM223 是一個輸入 /輸出混合模塊，有多種型號可選，這里選擇 EM223 中的 8 點 DC 輸入和 8 點 DC 輸出，既能滿足系統(tǒng)的控制要求，同時也滿足了控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)的要求。3.2 PLC 的 I/O 資源配置根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，對 PLC 的 I/O 進行配置，具體分配如下所示。3.2.1 數(shù)字量輸入部分在此控制系統(tǒng)中，所需要的輸入量基本上都屬于數(shù)字量，主要包括各種控制按鈕和限位開關，共有 19 個數(shù)字輸入量，如表 3-1 所示。表

18、 3-1 數(shù)字輸入量地址分配表輸入點編號代碼名稱輸入點編號代碼名稱I0.0SB1急停按鈕I1.2SB10手動大車前進按鈕I0.1SB2復位按鈕I1.3SB11手動大車后退按鈕I0.2SA手動/自動轉換開關I1.4SB12手動工件壓緊按鈕I0.3SB3自動切割啟動按鈕I1.5SB13手動工件松開按鈕I0.4SB4手動切割槍上升按鈕I1.6SQ1切割槍上限位置開關I0.5SB5手動切割槍下降按鈕I1.7SQ2切割槍下限位置開關I0.6SB6手動切割槍左移按鈕I2.0SQ3切割槍左限位置開關I0.7SB7手動切割槍右移按鈕I2.1SQ4切割槍右限位置開關I1.0SB8手動切割槍乙炔閥門按鈕I2.2S

19、Q5大車到位位置開關I1.1SB9手動切割槍切割氧和高壓氧閥門按鈕3.2.2 數(shù)字量輸出部分在這個控制系統(tǒng)中，主要輸出控制的設備有各種接觸器、電動機等，共有 10 個輸出點，其具體分配如表 3-2 所示。表 3-2 數(shù)字輸出量地址分配表輸出點編號代碼名稱輸出點編號代碼名稱Q0.0KM1 步進電動機正向接觸器Q0.6YV3切割槍乙炔電磁閥Q0.1KM2步進電動機反向接觸器Q0.7YV4切割槍氧電磁閥Q0.2KM3切割槍電動機正向接觸器Q1.0YV5切割槍高壓氧電磁閥Q0.3KM4切割槍電動機反向接觸器Q1.1YV6壓緊裝置電磁閥Q0.4YV1切割槍上升電磁閥Q1.2YV7松開裝置電磁閥Q0.5Y

20、V2切割槍下降電磁閥根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求、如表 3-1 和表 3-2 所示的 I/O 分配情況以與如圖 3-1 所示的硬件連接示意圖，設計出板材切割控制系統(tǒng)PLC 控制部分硬件連接圖，如圖 3-2 所示，此控制面板上的手動控制部分主要在調試系7 / 26統(tǒng)時使用，調試完成后基本處于閑置狀態(tài)。Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1S7-200 系列PLCI0.0LMI0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB

21、9SB10SB11SB12SB13SB14SQ1SQ2SQ34SQ4KM1KM2KM3KM4YV1YV2YV3YV4YV5YV6SB1SA圖 3-2 板材切割控制系統(tǒng) PLC 控制部分硬件連接圖3.3 其他資源配置要完成系統(tǒng)的功能除了 PLC 與其擴展模塊之外，還需要各種限位開關、電磁閥和接觸器等儀器設備。3.3.1 限位開關用來控制切割槍在運動過程中的停止位置，防止移動超限導致事故。（1）上限位開關。控制切割槍上升時的位置，防止向上運動超出圍。（2）下限位開關?？刂魄懈顦屜陆禃r的位置，防止向下運動超出圍。（3）左限位開關?？刂魄懈顦屪筮\動的位置，防止向左運動超出圍。8 / 26（4）右限位開

22、關?？刂魄懈顦層疫\動的位置，防止向右運動超出圍。3.3.2 電磁閥使用一個氣缸、一個電磁閥就能實現(xiàn)切割槍的上升和下降，在板材切割系統(tǒng)中，用了一些電磁閥4。（1）上升電磁閥：控制氣缸驅動切割槍上升至設定位置。（2）下降電磁閥：控制氣缸驅動切割槍下降至設定位置。（3）壓緊電磁閥：控制氣缸驅動壓緊機構壓緊工件。（4）松開電磁閥：控制氣缸驅動壓緊機構松開工件。3.3.3 接觸器此系統(tǒng)中，大車不需要時刻運轉，而是根據(jù)PLC 檢測相關狀態(tài)后，發(fā)出控制大車運行的指令。因此，必須在大車的電動機部分裝個可以控制電動機運轉和停止的接觸器，在連接到PLC 控制接觸器，最后到達控制目的。3.3.4 人機界面由于需要對

23、板材的氣缸長度進行修改，為了方便 ,需要采用人機界面進行控制和顯示。此控制系統(tǒng)中，采用西門子公司為S7-200 設計的 TD2005。文本顯示器 TD200 的特點如下。（1）最大顯示 2 行中文文本。（2）支持中英文顯示。（3）與 S7-200 通過 RS-485 通信。（4）顯示器為 LCD 顯示。（5）可通過通信口供電，當距離較長時，也可以利用獨立電源供電。（6）顯示器電路具有反接、短路、浪涌保護和電子自恢復保險絲。（7）允許調整指定的程序變量。（8）允許強制改變輸入 /輸出點。（9）組態(tài)軟件采用 STEP 7-Micro/WIN32 V4.0 SP4 版本，無須單獨HMI 組態(tài)軟件。3

24、.3.5 各類按鈕急停按鈕采用帶鎖的，常閉觸點，按下旋轉復位按鈕；手動/自動按鈕采用旋鈕，一邊常閉，一邊常通；其余按鈕均采用觸點觸發(fā)方式。4 軟件系統(tǒng)設計采用西門子公司專為 S7-200 系列可編程控制器設計開發(fā)的 STEP 7-9 / 26Micro/WIN326，既可開發(fā)控制程序使用，也可實時監(jiān)控程序執(zhí)行的狀態(tài)。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設計情況，以與 PLC 控制系統(tǒng)中 I/O 的分配情況，進行軟件編程設計。在軟件設計中，首先需要按照控制系統(tǒng)的功能要求畫出系統(tǒng)流程框架圖，然后細化流程圖，按照不同的功能要求編寫不同的功能模塊。4.1 總體流程設計根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，控制過程分為

25、手動和自動控制模式。4.1.1 手動控制模式在手動控制模式下，可單獨控制每一個設備的運行，相互之間沒有順序，互不干擾，其流程圖如圖 4-1 所示。手動控制模式大車運行切割槍運行壓緊裝置運行各種氣體閥門的控制圖 4-1 手動控制模式流程圖4.1.2 自動控制模式處于自動狀態(tài)時，系統(tǒng)上電后按下切割啟動，系統(tǒng)開始工作，其工作過程包括以下幾個方面。（1）系統(tǒng)上電后，按下啟動按鈕。（2）大車攜帶板材開始運行，到達切割槍處停止。（3）大車到位后，傳送帶通過步進電動機控制前進所需的長度后停止。（4）停止后，啟動壓緊裝置將板材固定。（5）固定后，調用切割程序，切割結束后，切割槍自動復位。（6）復位后，壓緊裝置

26、松開。（7）延時一秒后，如果沒用按下停止按鈕，跳至步驟（5）循環(huán)執(zhí)行。（8）如果停止按鈕被按下，系統(tǒng)停止。 自動控制模式工作流程圖如圖 4-2 所示。在以上流程圖中，調用了切割子程序，切割子程序的工作過程包括。（1）大車到位后，切割槍左移，左移到位后，切割槍下降。10 / 26（2）下降到位后，先打開乙炔閥門，啟動定時器。（3）定時 5s，時間到后，打開切割氧和高壓氧的閥門，啟動定時器。（4）定時 1s，時間到后，切割槍在電動機帶動下，向右移動，開切割。（5）到右限位后，切割過程結束，切割槍自動復位。 切割過程流程圖如圖 4-3 所示。以金屬板材為例，詳細介紹切割過程，如果操作對象是石板的話，

27、它們的工作基本一致，只是細節(jié)上有差異，主要有以下幾個方面的差異。（1）切割工具上的不同。石板切割一般采用刀具進行切割。（2）對石板來說，大多數(shù)較厚，一次切割無法完成，需要多次切割。（3）由于石板需要多次切割，因此刀具的每次切削量不能太大，需要控制，所以采用步進電動機對每次的切削量進行控制。自動控制大車運行切割下降切割程序切割氧高壓氧門開切割復位定時 1s切割左移乙炔門開切割程序定時 5s切割右移結束大車到位？是否到位？NY停止？壓緊裝置松開YYYNNN左移到位？下降到位？定時到位？定時到位？右移到位？NNNYYYYYNN壓緊裝置啟動傳送帶移一段距離切割完畢？11 / 26圖 4-2 自動控制模

28、式工作流程圖 圖 4-3 切割過程流程圖4.2 各模塊語句表設計在設計程序過程中，會使用到許多寄存器、繼電器、定時器等軟元件，為了便于編程修改，在程序編寫前應先列出可能用到的軟元件，如表4-1所示。表 4-1 元件設置表元件意義容備注M0.0急停標志on 有效M0.1手動標志on 有效M0.2自動標志on 有效M0.3自動啟動標志on 有效M0.4大車運行標志on 有效M0.5工件壓緊標志on 有效M0.6切割程序標志on 有效M0.7傳送帶移動設定的距離on 有效M1.0傳送帶步進后到位標志on 有效M1.1切割槍左移標志on 有效M1.2切割槍下降標志on 有效M1.3乙炔閥門打開標志on

29、 有效M1.4切割氧和高壓氧閥門打開標志on 有效M1.5切割槍右移標志on 有效M1.6切割槍上升標志on 有效M1.7切割槍復位標志on 有效M2.0大車后退標志on 有效M2.1工件松開標志on 有效T37乙炔閥門打開后延時505sT38切割氧和高壓氧閥門打開后延時101sT40工件壓緊時間101sT41工件松開時間101sVD0板材長度10010cm以下程序以金屬板材切割控制為主，由于在自動狀態(tài)時，設備的執(zhí)行按先后順序執(zhí)行，因此采用順序控制指令編寫軟件。4.2.1 手動程序在系統(tǒng)上電后，將旋鈕置于手動狀態(tài)，可通過面板上的按鈕控制每個設備的運行。手動控制系統(tǒng)主要是便于在生產(chǎn)線初裝時進行調

30、試，檢測各個設備是否正常運行，手動控制語句表程序如下：LD I0.0= M0.0 ；急停標志位LDN I0.2 ；I0.2 為常開時，是手動狀態(tài)AN M0.0= M0.1 ；手動標志位12 / 26LD M0.1LPSA I0.4 ；手動狀態(tài)下，切割槍上升= M1.6LRDA I0.5 ；手動狀態(tài)下，切割槍下降= M1.2LRDA I0.6 ；手動狀態(tài)下，切割槍左移= M1.1LRDA I0.7 ；手動狀態(tài)下，切割槍右移= M1.5LRDA I1.0 ；手動狀態(tài)下，打開切割槍乙炔閥門= M1.3LRDA I1.1 ；手動狀態(tài)下，打開切割槍切割氧和高壓氧閥門= M1.4LRDA I1.2 ；手動

31、狀態(tài)下，大車前進= M0.4LRDA I1.3 ；手動狀態(tài)下，大車后退= M2.0LRDLD I1.4 ；手動狀態(tài)下，壓緊工件O M0.5ALDAN M2.1= M0.5LPPA I1.5 ；手動狀態(tài)下，松開工件= M2.14.2.2 自動程序在生產(chǎn)中，切割系統(tǒng)大多處于自動運行狀態(tài)。系統(tǒng)通過 PLC 檢測各種狀態(tài)，控制設備的運行，按照設定的參數(shù)順序啟動，自動控制語句表程序如下：LD SM0.1MOVD 100, VD0 ；初始化賦值，將所需切割的板材長度存入；PLC 寄存器= M1.7 ；復位切割槍位置LD M0.2A I0.3 ；自動狀態(tài)下啟動切割過程SCRT S0.0 ；啟動狀態(tài) S0.0

32、LSCR S0.0 ；狀態(tài) S0.0 開始LD SM0.0CALL SBR_2:SBR2 ；調用子程序 2（大車運行）13 / 26LD I2.2SCRT S0.1 ；大車到位啟動狀態(tài) S0.1SCRELSCR S0.1 ；狀態(tài) S0.1 開始LD SM0.0CALL SBR_0:SBR0 ；調用子程序 0 控制傳送帶步進一定距離LD M1.0SCRT S0.2 ；到位后，啟動狀態(tài) S0.2SCRELSCR S0.2 ；狀態(tài) S0.2 開始LD SM0.0= M0.5 ；壓緊工件TON T40, 10 ；啟動定時LD T40SCRT S0.3 ；定時 1s 后，啟動狀態(tài) S0.3SCRELSC

33、R S0.3 ；狀態(tài) S0.3 開始LD SM0.0CALL SBR_3:SBR3 ；調用子程序 3，完成切割過程LD I1.6SCRT S0.4 ；切割完成后，切割槍自動復位，啟動狀態(tài)S0.4SCRELSCR S0.4 ；狀態(tài) S0.4 開始LD SM0.0= M2.1 ；切割過程結束，松開工件TON T41, 10LD T41A I1.6SCRT S0.1 ；工件松開后，啟動狀態(tài) S0.1LD I0.0SCRT S0.0 ；急停后轉到狀態(tài) S0.0 等待SCRE4.2.3 子程序調用在自動控制程序中，調用了幾個子程序，在不同的子程序中，實現(xiàn)不同的功能要求。子程序 07初始化步進電動機的脈沖

34、輸出,寫脈沖輸出的控制字，并完成脈沖的輸出；子程序 1PTO 脈沖網(wǎng)絡設置，步進電動機在啟動時需要從低頻率開始，然后逐漸增加頻率，才能到達高速運行的狀態(tài)，在停止時，也需要先降低脈沖頻率才可以正常停止，所以需要脈沖串多段輸出；子程序 2 也是控制步進電動機的脈沖輸出，主要對步進電動機進行慢速驅動；子程序 38實現(xiàn)切割過程。子程序 0 語句表程序如下：14 / 26LD SM0.0MOVB 16#A8, SMB67 ；寫控制字，Q0.0 為脈沖輸出端口，允；許脈沖輸出，多段 PTO 脈沖串輸出時；間為 ms，不允許更新周期值和脈沖數(shù)MOVW 100, SMW168 ；網(wǎng)絡表首地址 100CALL

35、SBR_1:SBR1 ；調用子程序 1，網(wǎng)絡表設置ATCH INT_0:INT0, 10 ；中斷連接，脈沖輸出完畢，產(chǎn)生中斷ENI ；開中斷PLS 0 ；Q0.0 輸出脈沖中斷 0 語句表程序如下：LD SM0.0= M1.0 ；脈沖發(fā)完后產(chǎn)生中斷，輸出 M1.0 表示；傳送帶到位子程序 1 語句表程序如下：LD SM0.0MOVB 3, VB100 ；脈沖段數(shù)為 3MOVW 300, VW101 ；第一段脈沖周期為 300msMOVW -1, VW103 ；第一段周期增量為 -1MOVD 200, VD105 ；第一段脈沖個數(shù)為 200 個MOVW 100, VW109 ；第二段脈沖周期為

36、100msMOVW 0, VW111 ；第二段周期增量為 0MOVD 1000, VD113 ；第二段脈沖個數(shù)為 1000 個MOVW 300, VW117 ；第三段脈沖周期為 300msMOVW +5, VW119 ；第三段周期增量為 +5MOVD 100,VD121 ；第三段脈沖個數(shù)為 100 個子程序 2 語句表程序如下：LD SM0.0MOVB 16#A8, SMB67MOVW 1000, VW200 ；脈沖周期 1000msMOVW 0, VW202 ；周期增量為 0MOVD 10000, VD204 ；脈沖個數(shù)為 10000PLS 0子程序 3 語句表程序如下：LSCR S1.01

37、5 / 26LD SM0.0= M1.1 ；切割槍左移LD I2.0 ；切割槍左移到位SCRT S1.1SCRELSCR S1.1LD SM0.0= M1.2 ；切割槍下降LD I1.7 ；切割槍下降到位SCRT S1.2SCRELSCR S1.2LD SM0.0= M1.3 ；乙炔閥門打開TON T37, 20 ；定時 5sLD T37O M1.4= M1.4 ；乙炔閥門打開 5s 后，切割氧；和高壓氧閥門打開TON T38, 10 ；定時 1sLD T38O M1.5= M1.5 ；定時 1s 后，切割槍右移LD I2.1 ；切割槍右移到位SCRT S1.3SCRELSCR S1.3LD

38、SM0.0= M1.6 ；切割槍上升LD I1.6 ；切割槍上升到位STOP ；停止SCRE語句程序對應的梯形圖程序9見附錄。16 / 265 系統(tǒng)設計中的問題與解決方法在板材切割系統(tǒng)中，遇到的主要問題集中在設備選擇、安放位置、調試和生產(chǎn)過程的控制等情況中。5.1 硬件方面的問題在該系統(tǒng)中，各種設備的選擇、擺放位置，以與接近開關的位置選擇、PLC 外圍電路和接線處的設計，是該控制系統(tǒng)的主要硬件問題。在機械設計方面，在控制過程中需要采用氣缸，因此對于壓縮空氣有一定的要求，要求具有一定壓力和一定的潔凈程度。由于板材切割系統(tǒng)所處環(huán)境溫度較高，且空氣濕度大，空氣壓縮機對濕空氣壓縮后，水蒸氣含量增大造成銹蝕，嚴重影響了氣缸、電磁閥等相關結構的使用，減少了其壽命，導致氣動元件頻繁更換，降低了生產(chǎn)效率。通過增加一些輔助設備對雜質和水分進行過濾，這樣就能增加氣動元件的壽命。在 PLC 的外圍硬件連接方面，由于輸出大多是和接