plc泡沫塑料切片機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。plc泡沫塑料切片機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)江蘇城市職業(yè)學(xué)院江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（ 2013 屆 ）設(shè)計(jì)（論文）題目 泡沫塑料切片機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 辦 學(xué) 點(diǎn) （系） 連云港 （信息工程系） 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 08機(jī)電（五） 學(xué)號(hào) 0839010317 學(xué)生姓名 朱 義 基 指導(dǎo)教師 徐 渠 職稱 講師 2013年1月7日江蘇城市職業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 4intensive development. (5) have different emphasis: for development, "wit

2、h development, the emphasis on" way, from space, multiple groups from a single radiation-belt open development. Spatial structure of 2, the prominent cultural city protection elements on the development of the whole city and culture series supporting role, with natural landscapes and green for

3、the background, according to the combined city, urban Group organization structure, set up a decentralized development patterns, building . Three rivers: the Yangtze, jinsha River and minjiang rivers, cities in three rivers based on development along the Yangtze River, city on the River, River in th

4、e city. Multiple groups: the relatively compact area layout, each district consists of multiple groups, and the area has both integrated urban functions, and have their own characteristics and perimeter formation Li Zhuang, Li Zhuangdong characteristic tour area and Hong Kong in group, consists of 1

5、7 groups. Band: modern features gathering along the Yangtze River belt. Dvn group in the upper reaches of the jinsha River along the river continues to the East to South stream groups, layout along the city's main commercial, business, administrative, cultural and creative research and developme

6、nt in science and education function of modern service and port equipment manufacturing, liquor, and other features and modern industry. 2.5-2 spatial planning figure 2.6 in Yibin city, Central City urban development vision vision【內(nèi)容摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，泡沫塑料切片機(jī)在現(xiàn)在加工行業(yè)中應(yīng)用越1717來越廣泛。本文是介紹可編程序控制器泡沫塑料切片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

7、上，設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于PLC控制的泡沫塑料自動(dòng)切片加工控制器。主要設(shè)計(jì)自動(dòng)切片控制器的硬件電路圖、控制程序方框圖，并對(duì)一些相關(guān)的元器件及PLC進(jìn)行了選型分析和設(shè)計(jì)。這次所設(shè)計(jì)的泡沫塑料自動(dòng)切片機(jī)主要操作對(duì)象是工業(yè)中的塑料泡沫，采用的是自動(dòng)化控制技術(shù)，從生產(chǎn)而言，基本上實(shí)現(xiàn)了泡沫塑料切片機(jī)在生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化。與以前手工切片機(jī)相比在效率上有明顯的提高.【關(guān)鍵詞】泡沫塑料；自動(dòng)控制；切片；可編程控制器； 目錄引 言11. 泡沫塑料自動(dòng)切片機(jī)設(shè)計(jì)簡介21.1 設(shè)計(jì)目的21.2 主要內(nèi)容及要求22. PLC概述32.1 可編程控制器的定義32.2 PLC的國內(nèi)外狀況4長期以來，可編程控制器始終處于工業(yè)控制

8、自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨福cDCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時(shí)，PLC也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。52.3 當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展要求62.4 可編程控制器的分類及特點(diǎn)62.4.1 分類62.4.2 特點(diǎn)72.5 可編程控制器的應(yīng)用72.6 PLC控制系統(tǒng)的分類83. PLC泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)83.1 PLC泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)的組成8泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)組成主要由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分組成。83.2 泡沫塑料切片機(jī)工作原理83.3 PLC控制系統(tǒng)的功能如下10（圖3-2自動(dòng)方式下的工作流程）114

9、 硬件設(shè)計(jì)114.1 PLC選型124.2 PLC外部接線圖124.3 參數(shù)計(jì)算及器件選型14二、保護(hù)元件的選用145 軟件設(shè)計(jì)16控制程序主要由公用程序、手動(dòng)程序、自動(dòng)程序三部分組成。但本文主要設(shè)計(jì)的是公用程序與自動(dòng)程序，不涉及手動(dòng)程序。其中公用程序完成對(duì)帶鋸電機(jī)、磨刀電機(jī)、臺(tái)面剎車的控制。手動(dòng)或自動(dòng)的工作狀態(tài)由20002表示，當(dāng)20002為“0”時(shí)表示手動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)20002為“1”時(shí)表示自動(dòng)狀態(tài)。再自動(dòng)程序里，選用23000-23005這6個(gè)內(nèi)部輔助繼電器為工作的步標(biāo)志，控制循環(huán)動(dòng)作。165.1 公用程序設(shè)計(jì)165.2 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)17結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致謝24引 言切片機(jī)主要用于半導(dǎo)體

10、材料硅、鍺、玻璃、陶瓷、鈮酸鋰等脆硬材料的切割。在80年代初，泡沫塑料加工行業(yè)是在西德引進(jìn)了數(shù)10臺(tái)W12型的切片機(jī)，用于泡沫胚料的平面切割。它可以根據(jù)用戶所要求將胚料切割成3mm至幾百毫米的成品，切割后的產(chǎn)品主要用在包裝、家具、機(jī)械、電子和醫(yī)藥等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器從無到有，在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵；功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、及集散控制等

11、各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。由可編程控制器控制的切片機(jī)在工業(yè)中也應(yīng)用極廣，切片機(jī)可以把大小，形狀各異的同一物品切成厚度一定。我所設(shè)計(jì)的泡沫塑料自動(dòng)切片機(jī)主要操作對(duì)象是工業(yè)中所用的塑料泡沫，因?yàn)樗芰吓菽诠I(yè)中有很的作用，而采用自動(dòng)控制技術(shù)，提高設(shè)備穩(wěn)定性和可維護(hù)性與以前手工切片相比在效率和切片厚度上有了很大的提高。1. 泡沫塑料自動(dòng)切片機(jī)設(shè)計(jì)簡介1.1 設(shè)計(jì)目的主要設(shè)計(jì)了一個(gè)關(guān)于PLC泡沫塑料自動(dòng)切片機(jī)加工控制器。其重點(diǎn)設(shè)計(jì)了自動(dòng)切片控制系統(tǒng)的硬件電路圖、控制程序方框圖，并對(duì)一些相關(guān)的元器件及PLC進(jìn)行了選型分析和設(shè)計(jì)。

12、從生產(chǎn)而言，基本上實(shí)現(xiàn)了泡沫塑料切片機(jī)在生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化。與以前手工切片機(jī)相比在效率上都明顯的提高。1.2 主要內(nèi)容及要求泡沫塑料切片機(jī)的功能是把泡沫塑料切成一片片一定的厚度塑料片。其工作原理如圖21所示，切片過程：先將泡沫塊放在臺(tái)面上，在切割開始時(shí)，使臺(tái)面后移到限定的位置，接著刀架下移一定位置量并鎖住，然后臺(tái)面帶動(dòng)泡沫塊一起前移到限定的位置，旋轉(zhuǎn)的刀會(huì)隨之切割出一片一定厚度的泡沫塑料片，臺(tái)面再后移至限定的位置，同時(shí)刀架上移動(dòng)到初始位置。不斷重復(fù)上述過程。臺(tái)面體積長、寬、高分別為1米、0.5米0.005米的鐵塊。圖11切片機(jī)工作原理示意圖2. PLC概述2.1 可編程控制器的定義 可編程控制

13、器簡稱PC（英文全稱：Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個(gè)老名字。可編程控制器是在電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。目前，PLC已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中，成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制裝置，

14、被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。1987年國際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?2.2 PLC的國內(nèi)外狀況世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1

15、969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。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控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已

16、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(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(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)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣

17、的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了

18、應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。我國工業(yè)發(fā)展及自動(dòng)化應(yīng)用水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟(jì)形勢分析，我國將迎來一個(gè)PLC市場高速增長的時(shí)期。基于中國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定迅速增長的現(xiàn)狀，今后若干年內(nèi)中國PLC市場將保持持續(xù)高速增長。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，初步估計(jì)目前在我國本土銷售的PLC總量為3040億元人民幣（不含隨進(jìn)口主設(shè)備配套的PLC），年增長率為1520%。巨大的市場需求為發(fā)展PLC業(yè)務(wù)提供了難得的歷史機(jī)遇，國內(nèi)有實(shí)力的自動(dòng)化公司應(yīng)充分利用在市場、技術(shù)、行業(yè)影響和品牌等

19、方面的積累，大力拓展PLC業(yè)務(wù)，使國產(chǎn)PLC早日成為中國PLC市場的主要參與者之一。 長期以來，可編程控制器始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨福cDCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時(shí)，PLC也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。2.3 當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展要求發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代；開發(fā)各種智能化模塊，不斷增強(qiáng)過程功能；PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）結(jié)合；通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強(qiáng)；發(fā)展新的編程語言，增強(qiáng)容錯(cuò)功能。 當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，美國通用汽車以用戶身份提出新一代控制器應(yīng)具備十大條件，這十大條件是：1. 編程方便，可在

20、現(xiàn)場修改程序；2. 維修方便，最好是插件式；3. 可靠性高于繼電器控制柜；4. 體積小于繼電器控制柜；5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6. 在成本上可與繼電器控制競爭；7. 輸入可以是交流115V；8. 輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司成功研制世界第一臺(tái)可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動(dòng)裝配線上首次使用并獲得成功。接著美國MODICON公司也研制出084控制，從此，這項(xiàng)新技術(shù)迅速在世界各國得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第一臺(tái)

21、可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺(tái)可編程控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是PLC采用通訊微處理器之后，這種控制器就不在不局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能得到更進(jìn)一步增強(qiáng)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和少數(shù)32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PLC，使PLC的功能增強(qiáng)，工作速度快，體積減小，可靠性提高，成本下降，編程和故障檢測更為靈活，方便。2.4 可編程控制器的分類及特點(diǎn) 2.4.1 分類 （）根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分 整體式（箱體式）機(jī)架模塊式（2)按功

22、能分類低檔PLC中檔PLC高檔PLC（3）按點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量分為 小型C 中型 大型 2.4.2 特點(diǎn) （1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) ；（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)；（3）編程方便，易于使用； （4）功能完警；（5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短；（6）體積小，維護(hù)操作方便。 2.5 可編程控制器的應(yīng)用 PLC是以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC得到了迅速的發(fā)展，也在社會(huì)各領(lǐng)域的生產(chǎn)得到了越來越多的應(yīng)用。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使

23、用情況大致可歸納為如下六類:(1)開關(guān)量的邏輯控制(2)模擬量控制(3)運(yùn)動(dòng)控制(4)過程控制(5)數(shù)據(jù)處理(6)通信及聯(lián)網(wǎng) 2.6 PLC控制系統(tǒng)的分類控制系統(tǒng)分類主要有：集中式、遠(yuǎn)程式、分布式三種。（1）集中式控制系統(tǒng) 集中式控制系統(tǒng)是用一個(gè)PLC控制一臺(tái)或多個(gè)被控設(shè)備。主要用于 輸入、輸出點(diǎn)數(shù)較少，各被控設(shè)備所處的位置比較近，且相互間的動(dòng)作有一定聯(lián)系的場合。其特點(diǎn)是控制結(jié)構(gòu)簡單。（2）遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng) 遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)是指控制單元遠(yuǎn)離控制現(xiàn)場，PLC通過通信電纜與被控設(shè)備進(jìn)行信息傳遞。該系統(tǒng)一般用于被控設(shè)備十分分散，或工作環(huán)境比較惡劣的場合。其特點(diǎn)是需要采用遠(yuǎn)程通信模塊，提高了系統(tǒng)的成本和復(fù)

24、雜性。（3）分布式控制系統(tǒng) 分布式控制系統(tǒng)即采用幾臺(tái)小型PLC分別獨(dú)立控制某些被控設(shè)備， 然后再用通信線將幾臺(tái)PLC連接起來，并用上位機(jī)進(jìn)行管理。該系 統(tǒng)多用于有多臺(tái)被控設(shè)備的大型控制系統(tǒng)，其各被控設(shè)備之間有數(shù) 據(jù)信息傳送的場合。其特點(diǎn)是系統(tǒng)靈活性強(qiáng)、控制范圍大，但需要 增加用于通信的硬件和軟件，系統(tǒng)的復(fù)雜性也更大。3. PLC泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 PLC泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)的組成泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)組成主要由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分組成。3.2 泡沫塑料切片機(jī)工作原理 泡沫塑料切片機(jī)控制系統(tǒng)的主電路如圖3-1所示，共有五拖動(dòng)個(gè)電機(jī)，帶鋸電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)磨刀電機(jī)帶動(dòng)砂輪

25、對(duì)刀片研磨，使刀片鋒利；臺(tái)面電機(jī)為直流電機(jī)(直流電由晶閘管直流調(diào)速裝置供給)，驅(qū)動(dòng)臺(tái)面前移和后移；刀架電機(jī)通過蝸輪/蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速。驅(qū)動(dòng)左、右絲桿正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀架隨滑套上移或下降，刀架電機(jī)制動(dòng)方式為電磁剎車。電磁剎車使用制動(dòng)電磁鐵；QF1控制5臺(tái)電機(jī)的通斷情況；FU1一FU3分別對(duì)4臺(tái)電機(jī)起過載保護(hù)的作用；當(dāng)某臺(tái)電機(jī)的電路出現(xiàn)故障時(shí)，空氣開關(guān)QF會(huì)自動(dòng)跳閘，使故障電機(jī)與電路分離，便于維修人員的檢修，又不影響系統(tǒng)的工作。KM lKM 7為交流接觸器的常開主觸頭，通過程序?qū)涣鹘佑|器線圈通斷的控制從而達(dá)-到對(duì)電機(jī)的控制。FR1FR2對(duì)各臺(tái)電機(jī)起(過流、斷相、短路、過載保護(hù)作用，保證電路的正常工作

26、。晶閘管直流調(diào)速裝置主要控制直流電機(jī)M5的控制。（a）（b）（圖3-1切片機(jī)主電路(a)、(b)）3.3 PLC控制系統(tǒng)的功能如下泡沫塑料切片機(jī)的工作狀態(tài)有兩種：手動(dòng)和自動(dòng)。由工作方式選擇開關(guān)S1確定，在圖3-2輸入點(diǎn)00011接通時(shí)為手動(dòng)方式，斷開時(shí)為自動(dòng)方式。（1）由手動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)時(shí)，先停止手動(dòng)狀態(tài)，按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕后，根據(jù)撥盤開關(guān)所設(shè)定厚度值，將進(jìn)行自動(dòng)切割。過程如下圖4-5所示。由自動(dòng)進(jìn)入手動(dòng)時(shí)，應(yīng)先自動(dòng)狀態(tài)工作停止，隨后操作人員操作手動(dòng)按鈕，來控制切片機(jī)的動(dòng)作。 ( 2 ) 臺(tái)面向前/后運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶鋸電機(jī)必須先啟動(dòng)，一旦帶鋸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，后臺(tái)面前/后運(yùn)動(dòng)會(huì)立即停止。（3）磨刀必須在帶鋸啟動(dòng)

27、后才能啟動(dòng)。（4）無論手動(dòng)或自動(dòng)方式下，當(dāng)按下總停按鈕后，即帶鋸、磨刀外刀架、臺(tái)面的動(dòng)作應(yīng)該會(huì)立即停止。（5）PLC電源接通工作時(shí)，臺(tái)面剎車交流接觸器KM7會(huì)立即通電。 自動(dòng)方式下使用的高速計(jì)數(shù)器。用編程器置DM6642為0114，表示使用高速計(jì)數(shù)器的加模式、軟復(fù)位，在DM0000-DM0003中位高速計(jì)數(shù)器建立中斷比較表： DM0000 比較的次數(shù)（在程序中置1） DM0001 目標(biāo)值1低4位（在程序中計(jì)算設(shè)置） DM0002 目標(biāo)值1高4位（在程序中置為0000） DM0003 比較1中斷子程序號(hào)（在程序中置為000）后到位到位臺(tái)面向后 落刀臺(tái)面向前 前到位 （圖3-2自動(dòng)方式下的工作流程

28、）4 硬件設(shè)計(jì)如圖4-1所示，切片機(jī)控制系統(tǒng)原理，切割厚度由4位撥盤開關(guān)設(shè)定輸入，范圍為000.0199.9mm。在刀架電機(jī)的傳動(dòng)軸上裝有測速齒輪，沿圓周均勻開5個(gè)槽，使用二線制接近開關(guān)，傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)1圈，向PLC發(fā)出5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，轉(zhuǎn)兩圈刀架高度變化1mm，接近開關(guān)發(fā)出10個(gè)脈沖，根據(jù)設(shè)定的切割厚度可以簡單的計(jì)算出PLC應(yīng)計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/秒，PC的計(jì)數(shù)頻率應(yīng)達(dá)到50HZ，因此，采用CPM1A的單相高速計(jì)數(shù)功能，計(jì)數(shù)頻率可達(dá)5KHZ。（圖41 控制系統(tǒng)原理圖）4.1 PLC選型本設(shè)計(jì)選用日本歐姆龍CPM2A系列可編程控制器控制電機(jī)的切片，切片機(jī)的工作方式有兩種；自動(dòng)和手動(dòng)。CPM

29、2A是一臺(tái)設(shè)有20點(diǎn)，30點(diǎn)，40點(diǎn)和60點(diǎn)I/O端子的PLC。它有兩種輸出方式分別為：繼電器輸出型和晶體管輸出型，并有二種電源可用。為使PLC的I/O容量提高到最大的120點(diǎn)I/O，與CPU單元連接的擴(kuò)展單元可多達(dá)三個(gè)。有三個(gè)擴(kuò)展單元可用：20點(diǎn)I/O單元有12點(diǎn)輸入單元和8點(diǎn)輸出單元。將3個(gè)20點(diǎn)I/O單元與60內(nèi)裝I/O緞子的CPU單元連接就得到120點(diǎn)I/O的最大I/O容量。本設(shè)計(jì)在兩種方式下的輸入點(diǎn)共有30個(gè)（輸入端子有24個(gè)，輸出端子有6個(gè)），超出PLC本身24個(gè)輸入點(diǎn)，由于手動(dòng)和自動(dòng)只能以一種方式工作，故某些輸入點(diǎn)可以分時(shí)復(fù)用，一點(diǎn)頂兩點(diǎn)用，還考慮留有15%20%余量，所以本系統(tǒng)

30、選用60點(diǎn)I/O端子的PLC。4.2 PLC外部接線圖PLC外部接線圖如圖4-2所示。高速計(jì)數(shù)的輸入點(diǎn)是00000；QF2是控制PLC的電源通斷，F(xiàn)u4對(duì)PLC以及其外部電路起過載保護(hù)作用；S1選擇開關(guān)對(duì)工作方式進(jìn)行選擇(手動(dòng)或自動(dòng))，接通時(shí)為手動(dòng)方式，斷開時(shí)為自動(dòng)方式。SB0為落刀按鈕，控制落刀程序；SB1為抬刀按鈕，控制抬刀程序；SB2為臺(tái)面向前按鈕；SB3為臺(tái)面向后按鈕；SB4為刀架停止按鈕；SB5為臺(tái)面停止按鈕；SB6為帶鋸啟動(dòng)按鈕；SB7為帶鋸?fù)Ｖ拱粹o；S2為磨刀開關(guān)，控制磨刀程序；SB8為總停按鈕；SB9自動(dòng)啟動(dòng)按鈕；ST1為落刀限位開關(guān)；ST2為抬刀限位開關(guān)；ST3為臺(tái)面前到位開

31、關(guān)；S T4為臺(tái)面后到位開關(guān)；撥盤開關(guān)用來輸入位十進(jìn)制數(shù)的09，或一位十六進(jìn)制數(shù)的0F；四個(gè)撥盤開關(guān)分別用來設(shè)定百、十、個(gè)小數(shù)位數(shù)，利用每個(gè)撥盤開關(guān)的撥碼盤調(diào)整各撥碼開關(guān)的值；-極管對(duì)PC輸入點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展避免形成寄生電路，導(dǎo)致自動(dòng)和手動(dòng)輸入相互干擾，造成混亂；FR1FR2熱繼電器起到過載保護(hù)作用；KM1KM7交流接觸器線圈，用來控制交流接器的閉合與斷開；KM5、KM6分別為KM5、KM6接觸器輔助觸頭控制線圈KM5、KM6、KM7的先后工作的順序；KM3、KM4分別為KM3、KM4接觸器的輔助觸頭控制線圈KM3、KM4的先后工作順序。在自動(dòng)方式下，SB0SB5按鈕失去作用；在手動(dòng)方式下，撥盤開關(guān)

32、輸入無效。（圖4-2 PLC外部接線圖） 4.3 參數(shù)計(jì)算及器件選型 一、電機(jī)的選用（1）型號(hào)：Y8014 數(shù)量：二個(gè) 額定值：380V/1.5A 0.55KW轉(zhuǎn)速：1390轉(zhuǎn)/分 磨刀電機(jī)M2、M3、（2）型號(hào)：JO2314 數(shù)量：二個(gè) 額定值：380V/4.9A 1.8KW轉(zhuǎn)速：1430轉(zhuǎn)/分 帶鋸電機(jī)M1、刀架M4、（3）型號(hào)：Z2-82 數(shù)量：一個(gè) 額定值：220V/3.77A 0.6KW轉(zhuǎn)速：1500轉(zhuǎn)/分 直流電動(dòng)機(jī) M5 二、保護(hù)元件的選用 (1) 熔斷器熔斷額定電流IFe一般為電動(dòng)機(jī)額定電流IMe（1.53.5）倍，對(duì)于給多臺(tái)，電機(jī)供電的主干線母線處的熔斷器的熔斷體額定電流可按

33、下式計(jì)算：IFe（2.02.5）IMemax+其余電機(jī)總電流之和IFe熔斷器的額定電流 IMe電動(dòng)機(jī)的額定電流IMemax多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流IFe（小電機(jī)）IMe（1.53.5）=1.5×（1.53.5）=（2.55.25）AIFe（大電機(jī)）IMe（1.53.5）=4.9×（1.53.5）=(7.3517.15)A其余電機(jī)總電流 = 4.9×2 + 1.5×314.3IFe（總）IMemax（2.02.5）+其余電機(jī)總電流之和 = 4.9×（2.02.5）14.3 = （24.126.55）A電路總電流 = ( 2.5

34、+ 7.35 )×3 + ( 5.25 + 17.15 )×3 = 96.75 A根據(jù)上述計(jì)算公式可選擇以下器材：（1）空氣開關(guān)QF1型號(hào)：NM1-225/3300100A 數(shù)量：1個(gè) QF2型號(hào)：DZ47-2P/15A 數(shù)量：1個(gè)（2）熔斷器FU1FU4型號(hào)：RL110 數(shù)量：10個(gè) （3）熔體FU4為2A/220V FU2、FU1、FU3、為15A/380V (2) 繼電器繼電器選用額定電流為總電流的80%以上（1）功率較小電機(jī)電流為1.5A1.5×80%=1.2A（2）功率較大電機(jī)電流為4.9A4.9×80%=3.92A根據(jù)上述計(jì)算公式可選擇以下器

35、材：交流接觸器KM1KM7型號(hào)：CJ1010 數(shù)量：7個(gè) 額定值：380V/10A 4KW熱繼電器：FR1FR2型號(hào)：JR16B20/3 數(shù)量：2個(gè) 額定值：380V/Ith5A(3) 按鈕開關(guān)SB0SB5型號(hào)：LA43H 數(shù)量：6個(gè)(4) 導(dǎo)線型號(hào)：227 IEC01（BV） 規(guī)格：截面積為：1平方毫米 2.5平方毫米型號(hào)：AWG26AWG18 規(guī)格：直徑為0.41.2毫米(5)電磁鐵 數(shù)量：1個(gè)(6) 晶閘管直流調(diào)速裝置型號(hào)：KCS 12/2 數(shù)量：1個(gè)(7) 接近開關(guān)SW型號(hào)：PE2-CSN2S 數(shù)量：1個(gè)(8) 限位開關(guān) ST1ST4型號(hào)：Z/T335 數(shù)量：4個(gè)額定值：2.5A/40

36、0VAC(9) 撥碼器 數(shù)量：1個(gè) 5 軟件設(shè)計(jì)控制程序主要由公用程序、手動(dòng)程序、自動(dòng)程序三部分組成。但本文主要設(shè)計(jì)的是公用程序與自動(dòng)程序，不涉及手動(dòng)程序。其中公用程序完成對(duì)帶鋸電機(jī)、磨刀電機(jī)、臺(tái)面剎車的控制。手動(dòng)或自動(dòng)的工作狀態(tài)由20002表示，當(dāng)20002為“0”時(shí)表示手動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)20002為“1”時(shí)表示自動(dòng)狀態(tài)。再自動(dòng)程序里，選用23000-23005這6個(gè)內(nèi)部輔助繼電器為工作的步標(biāo)志，控制循環(huán)動(dòng)作。5.1 公用程序設(shè)計(jì)程序圖51所示為公用程序，主要完成對(duì)帶鋸電機(jī)、臺(tái)面剎車的控制。按下外部硬件電路圖中的按鈕SB6，00001常開觸點(diǎn)得電閉合，帶鋸電機(jī)01000線圈得電電機(jī)運(yùn)行工作并自鎖，

37、01000輔助常開觸點(diǎn)閉合，同時(shí)臺(tái)面剎車01002繼電器得電運(yùn)行；按下外部硬件電路圖中的S2磨刀開關(guān)，00003常開觸點(diǎn)得電閉合磨刀線圈01001得電電機(jī)運(yùn)行工作；按下外部硬件電路圖中的選擇開關(guān)S1，00011常開觸點(diǎn)得電閉合，JMP(04)跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，執(zhí)行手動(dòng)控制程序。00001 00002 0100000003 01000 0100101003 01004 0100200011圖5-1 公用程序JMP（04）00 5.2 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)當(dāng)20002為“1”時(shí)，切片機(jī)進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)，在自動(dòng)程序里，選用2300023005這6個(gè)內(nèi)部輔助繼電器作為工作的步標(biāo)志，來控制循環(huán)動(dòng)作，其功能表如圖52

38、所示。普通計(jì)數(shù)器對(duì)外部事件的計(jì)數(shù)頻率受到掃描周期(一般數(shù)10ms)，輸入濾波器時(shí)間常數(shù)(180ms)，而高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率不受這兩者的影響，從而可以獲得較高的計(jì)數(shù)頻率(CPM2A高速計(jì)數(shù)器的最大響應(yīng)頻率為20kHz)。CTBL指令,比較表登記指令CTBL（63），用來登記一個(gè)高速計(jì)數(shù)器的比較表。（1） 格式： P是定義符，取000。 C是控制數(shù)據(jù)，取值范圍是：000、001、002、003。 TB是比較表開始通道，其范圍是：IR、SR、HR、AR、LR、DM、* DM。（2）功能：當(dāng)執(zhí)行條件為ON時(shí)，根據(jù)控制數(shù)據(jù)C的值，完成表9所示的4種功能之一。當(dāng)C=000或002時(shí)，TB的內(nèi)容是比較次數(shù)

39、（BCD），TB+1的內(nèi)容是目標(biāo)值1的低4位（BCD），TB+2的內(nèi)容是目標(biāo)值1的高4位（BCD），TB+3的內(nèi)容是比較1的中斷子程序號(hào)；TB+4的內(nèi)容是目標(biāo)值2的低4位（BCD），TB+5的內(nèi)容是目標(biāo)值2的高4位（BCD），TB+6的內(nèi)容是比較2的中斷子程序號(hào)；，依次類推。當(dāng)C=001或003時(shí)，TB的內(nèi)容是下限值1的低4位（BCD），TB+1的內(nèi)容是下限值1的高4位（BCD），TB+2的內(nèi)容是上限值1的低4位（BCD），TB+3的內(nèi)容是上限值1的高4位（BCD），TB+4的內(nèi)容是比較1的中斷子程序號(hào)；TB+5的內(nèi)容是下限值2的低4位（BCD），TB+6的內(nèi)容是下限值2的高4位（BCD），T

40、B+7的內(nèi)容是上限值2的低4位（BCD），TB+8的內(nèi)容是上限值2的高4位（BCD），TB+9的內(nèi)容是比較2的中斷子程序號(hào)；，依次類推。表5-2 CTBL指令控制數(shù)據(jù)的定義C功 能000 登記一個(gè)目標(biāo)值比較表，并啟動(dòng)比較001 登記一個(gè)區(qū)域比較表，并啟動(dòng)比較002 登記一個(gè)目標(biāo)值比較表，用INI指令啟動(dòng)比較003 登記一個(gè)區(qū)域比較表，用INI指令啟動(dòng)比較程序如圖5-3所示，初始步的產(chǎn)生及中間步的轉(zhuǎn)換不是采用通常的啟保停電路的結(jié)構(gòu)形式，而是用SET/RESET（置位/復(fù)位）指令來實(shí)現(xiàn)啟保停電路功能的。按下外部硬件電路圖中的按鈕SB6，00001常開觸點(diǎn)得電閉合，帶鋸電機(jī)01000線圈得電電機(jī)運(yùn)行

41、工作并自鎖，01000輔助常開觸點(diǎn)閉合，01000輔助常閉觸點(diǎn)斷開：選擇開關(guān)S1打到自動(dòng)時(shí)，JMP（04）00跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，執(zhí)行自動(dòng)控制程序。DIFU（13）20001為上升沿微分指令，當(dāng)20001的條件由OFF變?yōu)镺N（即上升沿）時(shí)，繼電器20001維持一個(gè)掃描周期的ON狀態(tài)；20001常開觸點(diǎn)閉合：ANDW(34)清輸出；MOV（21）#000 IR230所有步清零；MOV（21）#0001 DM000為DM000置1；MOV（21）#000 DM002為DM002清0；MOV（21）#000 DM003為DM003置000；RESET 20000自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志清零；SET 20002 置自

42、動(dòng)工作標(biāo)志；SET 23000步0置位,23000常開觸點(diǎn)得電閉合；25315為初始化脈沖。按下外部硬件電路圖中的按鈕SB9，00005常開觸點(diǎn)得電閉合，SET 20000自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志置1，20000常開觸點(diǎn)得電閉合；SET 23001步1置位，23001常開觸點(diǎn)的電閉合、RESET 23000步0復(fù)位；01004線圈得電臺(tái)面后移；當(dāng)外部限位開關(guān)ST4得電閉合時(shí)，00009常開觸點(diǎn)得電閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，SET 23002步2置位，23002常開觸點(diǎn)得電閉合；RESET 23001步1復(fù)位；MOV（21）IR001 DM0001、MOVB（82）IR000 #1210 DM0001讀撥盤開關(guān)設(shè)

43、定值，將脈沖數(shù)送至DM001（DM002已置0）；25200高速計(jì)數(shù)器復(fù)位；CTBL（63）登錄比較表目標(biāo)值比較開始；SET23003 步3置位；RESET 23002步2復(fù)位；23003常開觸點(diǎn)得電閉合，01005線圈得電落刀；限位開關(guān)ST1得電閉合：00006常開觸點(diǎn)得電閉合，常閉觸點(diǎn)斷開SET 23005步5置位；RESET 23003步3復(fù)位。23005常開觸點(diǎn)得電閉合，01006線圈的電抬刀至上限位：ST2限位開關(guān)得電閉合，00007常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，SET 23000步0置位；RESET 20000 自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志清零；RESET 23005步5復(fù)位；JME（05）01自動(dòng)

44、完成，SBN（92）000中斷子程序，25313常ON開關(guān)，使SET 23004步值置位，RESET 23003步3復(fù)位。RET（93）子程序返回。（圖53自動(dòng)程序的功能圖）SET 20000JMP（04）01 00011 A 00005SET 23001 23000 20000DIFU（13）20001 00004 RESET 23000 ANDW（34）#0007IR010IR010 20001 20002 23001 01000 00009 01004SET 23002SET 23000SET 20002MOV(21)#0000DM 0003MOV(21)#0000DM 0002MOV(21)#0001DM 0000MOV(21)#0000IR23025315 00009 RESET 23001