lc泡沫塑料切片機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)

1、（系）連云港 （信息工程系）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)_專業(yè) 機(jī)電一體化 _班級(jí)_學(xué)號(hào)_學(xué)生姓名_指導(dǎo)教師 徐渠職稱_2013年1月7日江蘇城市職業(yè)學(xué)院教務(wù)處制【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 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

2、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 槪述 .32.1可編程控制器的定義.32.2 PLC的國內(nèi)外狀況.42.3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)

3、的組成 .83.2泡沫塑料切片機(jī)工作原理.83.3PLC控制系統(tǒng)的功能如下.104. 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.145. 軟件設(shè)計(jì) .165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切片機(jī)主要用于半導(dǎo)體材料硅、銬、玻璃、陶瓷、鋌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至兒口毫米的成 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

4、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 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。山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 是丄業(yè)中所用的塑料泡沫

5、，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)性與以詢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)訃。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)，

6、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0.003米的鐵塊。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)、汁數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能 通

7、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 PLC的國內(nèi)外狀況世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969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

8、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

9、上升。這標(biāo)志著可編程控制 器已步入成熟階段。1987 年國際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布的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

10、、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。我國丄業(yè)發(fā)展及自動(dòng)化應(yīng)用水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有兒十年的滯后，按LI 前

11、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1320%。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?，與DCS和工業(yè)PC

12、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)人訃算機(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)直接送入管理訃算機(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115

13、V/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M0DIC0N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)，很快研制出笫一臺(tái)可編程序控制器DSC-18o 1973年 西歐國家也研制出他們的笫一臺(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，

14、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，可幕性提高，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（i）根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分 整體式（箱體式） 機(jī)架模塊式(2)按功能分類 低檔PLC 中檔PLC 高檔PLC(3)按I / 0點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量分為 小型P LC 中型P L C 大型P L C2. 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

15、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 代丄業(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。U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

16、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)雜性。(3)分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)即采用兒臺(tái)小型PLC分別獨(dú)立控制某些被控設(shè)備，然后再用通信線將兒臺(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

17、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)組成主要山硬件設(shè)訃和軟件設(shè)訃兩部分組成。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)砂輪對(duì)刀片研磨，使刀片鋒利；臺(tái)面電機(jī) 為直流電機(jī)FU1FU2 KM2&一1磨刀電機(jī)(a)（直流電山晶閘管直流調(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)

18、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-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, 乂不影響系統(tǒng)的工作。KM1KM 7為交流接觸器的常開主觸頭，通過程序?qū)涣?接觸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。晶閘管直流調(diào)速裝置主要控 制直流電機(jī)M3的控制。380V刀架電機(jī)B-：口 FU3 *KM*KMn5D臺(tái)面電機(jī)KM7

19、(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)si 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)III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)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

20、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DM0000DM0003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）DM0001LI標(biāo)值1低4位（在程序中計(jì)算設(shè)置）DM0002LI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A臺(tái)面向后 -落? - 臺(tái)面向前*前到位（圖3-2自動(dòng)方式下的工作流程）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

21、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,釆用CPM1A的單相高速計(jì)數(shù)功能,計(jì)數(shù)頻率可達(dá)5KHZ。2PMIA夾S.矗刀 伶面肉后籍開關(guān)_K拐11-/A出9（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

22、動(dòng)和手動(dòng)。CPM2A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

23、 有15%20%余量，所以本系統(tǒng)選用60點(diǎn)I/O端子的PLCo4.2 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,Fu4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。SBO為落刀按鈕，控制落刀程丿了;； 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；SB3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

24、開關(guān)；ST2為抬刀限位開關(guān)；ST3 為臺(tái)面前到位開關(guān)；ST4為臺(tái)面后到位開關(guān)；撥盤開關(guān)用來輸入一位十進(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；一極管對(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；KM3、KM6分別為KM5、KM6接觸器輔助觸頭控制線圈KM3、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、KW1的先 后工作順序

25、。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) 輸入無效。CPM2A（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)Ml、刀架M4、（3）型號(hào)：Z2-82轉(zhuǎn)速：1300轉(zhuǎn)/分?jǐn)?shù)量：一個(gè)額定值：220V/3. 77A 0. 6KW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B般為電動(dòng)機(jī)額定電流瓦（1.53. 5）倍，對(duì)于給多臺(tái)

26、, 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下式計(jì)算：IFe（2.02.5）遠(yuǎn)+其余電機(jī)總電流之和IFe熔斷器的額定電流Ixe電動(dòng)機(jī)的額定電流Ixeoax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)）y（1.53.5） =1.5X （1.53.5） = （2.55. 25） AIFe （大電機(jī)）（1.53. 5）二4. 9X （1.53.5） =（7. 3517. 15）A其余電機(jī)總電流=4.9X2 + 1.5X3 = 14.3IFe （總）MR遠(yuǎn)（2.02.5） +其余電機(jī)總電流之和=4. 9X （2. 02. 5） +14. 3 = （24. 1 26. 55） A

27、電路總電流=（2.5 + 7. 35 ）X3 + （ 5. 25 + 17.15 ）X3 = 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)2. 5平方毫米(3)熔體FU4 為 2A/220V FU2、FU1、FU3、為 15A/380V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. 5X8O%=1. 2A(2)功率較大電機(jī)電流為4. 9A4. 9X80%二3. 92A根據(jù)上述汁算公式可選擇

28、以下器材：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額定值：380V/IthoA(3)按鈕開關(guān)SB0SB3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/400VAC(9)撥碼器數(shù)量：1個(gè)5軟件設(shè)

29、計(jì)控制程序主要山公用程序、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)11120002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 23000-23003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 下外部碩件電路圖中的按鈕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，01000輔助常開觸點(diǎn)閉合，

30、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。圖5-1公用程序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23000 23003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5-2所示。普通計(jì)數(shù)器對(duì)外部事件的訃數(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)(l-80ms),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

31、可以獲得較高的訃數(shù)頻率(CPM2A高速計(jì)數(shù)器的最大響應(yīng)頻率為20kHz) o CTBL指令，比較表登記指令CTBL (63),用來登記一個(gè)高速訃數(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、003oTB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O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)0000或002時(shí)，TB的內(nèi)容是比較次數(shù)(BCD), TB+1的內(nèi)容是目 標(biāo)值1的低4位(BCD), TB+2的內(nèi)容是訂標(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)；T

32、B+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)0001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), TB+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

33、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) 0

34、0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)? (即上 升沿)時(shí)，繼電器20001維持一個(gè)掃描周期的0N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 DMOOO 為 DMOOO 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置自動(dòng)工作標(biāo)志； SET 23000步0置位,23000常開

35、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 DMOOO 1 MOVB (82) IR000 #1210 DMOOO 1讀撥盤開關(guān)設(shè)定值,將脈沖數(shù)送至DM

36、001 (DM002已置0)； 25200高速計(jì)數(shù)器復(fù)位；CTBL (63)登錄比較表LI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)完成，SBN (92) 000中斷子程序，25313常ON開關(guān)，使SET 23004步值 置位，RESET 230