plc泡沫塑料切片機自動化設計-職業(yè)學院機電一體化畢業(yè)論文

1、<p><b>　　江蘇城市職業(yè)學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　?。?2013 屆 ）</p><p><b>　　2013年1月7日</b></p><p>　　江蘇城市職業(yè)學院教務處制 </p>

2、<p>　設計（論文）題目泡沫塑料切片機自動化設計 </p><p>　辦 學 點 （系）連云港 （信息工程系） </p><p>　專 業(yè)機電一體化 </p><p>　班級08機電（五）

3、 </p><p>　學號 0839010317 </p><p>　學生姓名朱 義 基 </p><p>　指導教師徐 渠 職稱 講師 </p><p>　　【內(nèi)容摘要】隨著科學技術的發(fā)展，泡沫塑料

4、切片機在現(xiàn)在加工行業(yè)中應用越1717來越廣泛。本文是介紹可編程序控制器泡沫塑料切片機的結構及工作原理上，設計了一個關于PLC控制的泡沫塑料自動切片加工控制器。主要設計自動切片控制器的硬件電路圖、控制程序方框圖，并對一些相關的元器件及PLC進行了選型分析和設計。這次所設計的泡沫塑料自動切片機主要操作對象是工業(yè)中的塑料泡沫，采用的是自動化控制技術，從生產(chǎn)而言，基本上實現(xiàn)了泡沫塑料切片機在生產(chǎn)過程中的自動化。與以前手工切片機相比在效率上有明顯

5、的提高.</p><p>　　【關鍵詞】泡沫塑料；自動控制；切片；可編程控制器； </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　1. 泡沫塑料自動切片機設計簡介2</p><p>　　1.1 設計目的2&

6、lt;/p><p>　　1.2 主要內(nèi)容及要求2</p><p>　　2. PLC概述3</p><p>　　2.1 可編程控制器的定義3</p><p>　　2.2 PLC的國內(nèi)外狀況4</p><p>　　2.3 當代PLC技術的發(fā)展要求6</p><p>　　2.4 可編程控制器的分

7、類及特點6</p><p>　　2.4.1 分類6</p><p>　　2.4.2 特點7</p><p>　　2.5 可編程控制器的應用7</p><p>　　2.6 PLC控制系統(tǒng)的分類8</p><p>　　3. PLC泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)的設計8</p><p>　　3

8、.1 PLC泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)的組成8</p><p>　　3.2 泡沫塑料切片機工作原理8</p><p>　　3.3 PLC控制系統(tǒng)的功能如下10</p><p><b>　　4．硬件設計11</b></p><p>　　4.1 PLC選型12</p><p>　　4.2 PL

9、C外部接線圖12</p><p>　　4.3 參數(shù)計算及器件選型14</p><p><b>　　5．軟件設計16</b></p><p>　　5.1 公用程序設計16</p><p>　　5.2 自動程序設計17</p><p><b>　　結論22</b>&

10、lt;/p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　切片機主要用于半導體材料硅、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)是在西德引進了

11、數(shù)10臺W12型的切片機，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、機械、電子和醫(yī)藥等行業(yè)。</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，可編程控制器從無到有，在工業(yè)控制中的應用越來越廣泛，實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；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)濟運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵；功能從弱到強

12、，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制等各種任務的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。</p><p>　　由可編程控制器控制的切片機在工業(yè)中也應用極廣，切片機可以把大小，形狀各異的同一物品切成厚度一定。我所設計的泡沫塑料自動切片機主要操作對象是工業(yè)中所用的塑料泡沫，因為塑料泡沫在工業(yè)

13、中有很的作用，而采用自動控制技術，提高設備穩(wěn)定性和可維護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。</p><p>　　1. 泡沫塑料自動切片機設計簡介</p><p><b>　　1.1 設計目的</b></p><p>　　主要設計了一個關于PLC泡沫塑料自動切片機加工控制器。其重點設計了自動切片控制系統(tǒng)的硬件電路圖、控制程序方

14、框圖，并對一些相關的元器件及PLC進行了選型分析和設計。從生產(chǎn)而言，基本上實現(xiàn)了泡沫塑料切片機在生產(chǎn)過程中的自動化。與以前手工切片機相比在效率上都明顯的提高。</p><p>　　1.2 主要內(nèi)容及要求</p><p>　　泡沫塑料切片機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2—1所示，切片過程：先將泡沫塊放在臺面上，在切割開始時，使臺面后移到限定的位置，接著刀架下移

15、一定位置量并鎖住，然后臺面帶動泡沫塊一起前移到限定的位置，旋轉(zhuǎn)的刀會隨之切割出一片一定厚度的泡沫塑料片，臺面再后移至限定的位置，同時刀架上移動到初始位置。不斷重復上述過程。臺面體積長、寬、高分別為1米、0.5米0.005米的鐵塊。</p><p>　　圖1—1切片機工作原理示意圖</p><p><b>　　2. PLC概述</b></p><p&

16、gt;　　2.1 可編程控制器的定義 </p><p>　　可編程控制器簡稱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幾個不同時期。為與個人計算機（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個老名字。</p&

17、gt;<p>　　可編程控制器是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。目前，PLC已被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過程的自動控制中，成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制裝置，被公認為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。</p><p>　　1987年國際電工委員

18、會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義： 　　“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的

19、原則而設計?！?lt;/p><p>　　2.2 PLC的國內(nèi)外狀況</p><p>　　世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）研制的。限于當時的元器件條件及計算機發(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、計數(shù)功能。20世紀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增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成

20、了真正具有計算機特征的工業(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，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。</p><p>　　20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術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

21、可靠的工業(yè)抗干擾設計、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80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。</p><p>　　20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從

22、控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；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)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。</p><p>　　我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革

23、開放開始的。最初是在引進設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)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。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、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(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期，隨著我

24、國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。</p><p>　　我國工業(yè)發(fā)展及自動化應用水平與工業(yè)發(fā)達國家相比有幾十年的滯后，按目前的經(jīng)濟形勢分析，我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期?；谥袊?jīng)濟穩(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。相關數(shù)據(jù)顯示，初步估計目前在我國本土銷售的PLC總量為30～40億元人民幣（不含隨進口主設備配套的PLC），年增長率為15～20%。巨大的

25、市場需求為發(fā)展PLC業(yè)務提供了難得的歷史機遇，國內(nèi)有實力的自動化公司應充分利用在市場、技術、行業(yè)影響和品牌等方面的積累，大力拓展PLC業(yè)務，使國產(chǎn)PLC早日成為中國PLC市場的主要參與者之一。 </p><p>　　長期以來，可編程控制器始終處于工業(yè)控制自動化領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供非?？煽康目刂品桨?，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其它技術產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)

26、PC所帶來的沖擊。</p><p>　　2.3 當代PLC技術的發(fā)展要求</p><p>　　發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代；開發(fā)各種智能化模塊，不斷增強過程功能；PLC與個人計算機（PC）結合；通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強；發(fā)展新的編程語言，增強容錯功能。 當代PLC技術的發(fā)展動向，美國通用汽車以用戶身份提出新一代控制器應具備十大條件，這十大條件是：</p><p>　　1. 編

27、程方便，可在現(xiàn)場修改程序；</p><p>　　2. 維修方便，最好是插件式；</p><p>　　3. 可靠性高于繼電器控制柜；</p><p>　　4. 體積小于繼電器控制柜；</p><p>　　5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；</p><p>　　6. 在成本上可與繼電器控制競爭；</p>&l

28、t;p>　　7. 輸入可以是交流115V；</p><p>　　8. 輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；</p><p>　　9. 在擴展時，原有系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　10. 用戶程序存儲容量至少能擴展到4K字節(jié)。</p><p>　　1969年美國數(shù)字設備公司成功研制世界第一臺可編程序控制器PDP-14

29、，并在GM公司的汽車自動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，這項新技術迅速在世界各國得到推廣應用。1971年日本從美國引進這項技術，很快研制出第一臺可編程序控制器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)推廣應用。進入20世紀70年代，隨著微電子技術的發(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初的邏輯運

30、算了，功能得到更進一步增強。進入20世紀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的迅猛發(fā)展，以16位和少數(shù)32位微處理器構成的微機化PLC，使PLC的功能增強，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。</p><p>　　2.4 可編程控制器的分類及特點 </p><p><b>　　2.4.1 分類 </b></p&

31、gt;<p>　　（１）根據(jù)結構形式分 </p><p><b>　?、僬w式（箱體式）</b></p><p><b>　　②機架模塊式</b></p><p><b>　?。?)按功能分類</b></p><p><b>　　①低檔PLC</b

32、></p><p><b>　?、谥袡nPLC</b></p><p><b>　?、鄹邫nPLC</b></p><p>　　（3）按Ｉ／Ｏ點數(shù)及存儲器容量分為 </p><p><b>　?、傩⌒停校藽 </b></p><p><b>

33、　?、谥行停校蹋?</b></p><p><b>　　③大型ＰＬＣ </b></p><p><b>　　2.4.2 特點 </b></p><p>　?。?）可靠性高、抗干擾能力強 ；</p><p>　?。?）控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強；</p><p>　

34、?。?）編程方便，易于使用； </p><p><b>　　（4）功能完警；</b></p><p>　?。?）設計、施工、調(diào)試的周期短；</p><p>　　（6）體積小，維護操作方便。 </p><p>　　2.5 可編程控制器的應用 </p><p>　　PLC是以自動控制技術、微計算機技

35、術、和通信技術為基礎發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，隨著微處理器技術的發(fā)展，PLC得到了迅速的發(fā)展，也在社會各領域的生產(chǎn)得到了越來越多的應用。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下六類:</p><p>　　(1)開關量的邏輯控制</p><p><b>　　(2)模擬量控制&

36、lt;/b></p><p><b>　　(3)運動控制</b></p><p><b>　　(4)過程控制</b></p><p><b>　　(5)數(shù)據(jù)處理</b></p><p><b>　　(6)通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p>&l

37、t;p>　　2.6 PLC控制系統(tǒng)的分類</p><p>　　控制系統(tǒng)分類主要有：集中式、遠程式、分布式三種。</p><p>　?。?）集中式控制系統(tǒng) </p><p>　　集中式控制系統(tǒng)是用一個PLC控制一臺或多個被控設備。主要用于 輸入、輸出點數(shù)較少，各被控設備所處的位置比較近，且相互間的動作有一定聯(lián)系的場合。其特點是控制結構簡單。</p>

38、<p>　?。?）遠程式控制系統(tǒng) </p><p>　　遠程式控制系統(tǒng)是指控制單元遠離控制現(xiàn)場，PLC通過通信電纜與被控設備進行信息傳遞。該系統(tǒng)一般用于被控設備十分分散，或工作環(huán)境比較惡劣的場合。其特點是需要采用遠程通信模塊，提高了系統(tǒng)的成本和復雜性。</p><p>　　（3）分布式控制系統(tǒng) </p><p>　　分布式控制系統(tǒng)即采用幾臺小型PLC分

39、別獨立控制某些被控設備， </p><p>　　然后再用通信線將幾臺PLC連接起來，并用上位機進行管理。該系 </p><p>　　統(tǒng)多用于有多臺被控設備的大型控制系統(tǒng)，其各被控設備之間有數(shù) </p><p>　　據(jù)信息傳送的場合。其特點是系統(tǒng)靈活性強、控制范圍大，但需要 </p><p>　　增加用于通信的硬件和軟件，系統(tǒng)的復雜性也更大。&

40、lt;/p><p>　　3. PLC泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　3.1 PLC泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)組成主要由硬件設計和軟件設計兩部分組成。</p><p>　　3.2 泡沫塑料切片機工作原理 </p><p>　　泡沫塑料切片機控制系統(tǒng)的主電路如圖3

41、-1所示，共有五拖動個電機，帶鋸電機驅(qū)動刀片旋轉(zhuǎn)；兩個磨刀電機帶動砂輪對刀片研磨，使刀片鋒利；臺面電機為直流電機(直流電由晶閘管直流調(diào)速裝置供給)，驅(qū)動臺面前移和后移；刀架電機通過蝸輪/蝸桿傳動機構減速。驅(qū)動左、右絲桿正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，刀架隨滑套上移或下降，刀架電機制動方式為電磁剎車。電磁剎車使用制動電磁鐵；QF1控制5臺電機的通斷情況；FU1一FU3分別對4臺電機起過載保護的作用；當某臺電機的電路出現(xiàn)故障時，空氣開關QF會自動跳閘，使故障電

42、機與電路分離，便于維修人員的檢修，又不影響系統(tǒng)的工作。KM l～KM 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-到對電機的控制。FR1～FR2對各臺電機起(過流、斷相、短路、過載保護作用，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M5的控制。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　?。╞

43、）</b></p><p>　?。▓D3-1切片機主電路(a)、(b)）</p><p>　　3.3 PLC控制系統(tǒng)的功能如下</p><p>　　泡沫塑料切片機的工作狀態(tài)有兩種：手動和自動。由工作方式選擇開關S1確定，在圖3-2輸入點00011接通時為手動方式，斷開時為自動方式。</p><p>　　（1）由手動進入自動時，先停

44、止手動狀態(tài)，按下自動啟動按鈕后，根據(jù)撥盤開關所設定厚度值，將進行自動切割。過程如下圖4-5所示。由自動進入手動時，應先自動狀態(tài)工作停止，隨后操作人員操作手動按鈕，來控制切片機的動作。 ( 2 ) 臺面向前/后運動時，帶鋸電機必須先啟動，一旦帶鋸電動機停轉(zhuǎn)，后臺面前/后運動會立即停止。</p><p>　　（3）磨刀必須在帶鋸啟動后才能啟動。</p><p>　?。?）無論手動或

45、自動方式下，當按下總停按鈕后，即帶鋸、磨刀外刀架、臺面的動作應該會立即停止。</p><p>　?。?）PLC電源接通工作時，臺面剎車交流接觸器KM7會立即通電。</p><p>　　自動方式下使用的高速計數(shù)器。用編程器置DM6642為0114，表示使用高速計數(shù)器的加模式、軟復位，在DM0000---DM0003中位高速計數(shù)器建立中斷比較表：</p><p>　　D

46、M0000 比較的次數(shù)（在程序中置1）</p><p>　　DM0001 目標值1低4位（在程序中計算設置）</p><p>　　DM0002 目標值1高4位（在程序中置為0000）</p><p>　　DM0003 比較1中斷子程序號（在程序中置為000）</p><p><b>　　后到位到位&

47、lt;/b></p><p>　　臺面向后 落刀臺面向前</p><p>　　前到位 </p><p>　?。▓D3-2自動方式下的工作流程）</p&g

48、t;<p><b>　　4 硬件設計</b></p><p>　　如圖4-1所示，切片機控制系統(tǒng)原理，切割厚度由4位撥盤開關設定輸入，范圍為000.0～199.9mm。在刀架電機的傳動軸上裝有測速齒輪，沿圓周均勻開5個槽，使用二線制接近開關，傳動軸每轉(zhuǎn)1圈，向PLC發(fā)出5個計數(shù)脈沖，轉(zhuǎn)兩圈刀架高度變化1mm，接近開關發(fā)出10個脈沖，根據(jù)設定的切割厚度可以簡單的計算出PLC應計的

49、脈沖個數(shù)。傳動軸轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/秒，PC的計數(shù)頻率應達到50HZ，因此，采用CPM1A的單相高速計數(shù)功能，計數(shù)頻率可達5KHZ。</p><p>　　（圖4—1 控制系統(tǒng)原理圖）</p><p><b>　　4.1 PLC選型</b></p><p>　　本設計選用日本歐姆龍CPM2A系列可編程控制器控制電機的切片，切片機的工作方式有兩種；自動和

50、手動。CPM2A是一臺設有20點，30點，40點和60點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I/O，與CPU單元連接的擴展單元可多達三個。有三個擴展單元可用：20點I/O單元有12點輸入單元和8點輸出單元。將3個20點I/O單元與60內(nèi)裝I/O緞子的CPU單元連接就得到120點I/O的最大I/O容量。本設計在兩種方式下的輸入點共有30個（輸入

51、端子有24個，輸出端子有6個），超出PLC本身24個輸入點，由于手動和自動只能以一種方式工作，故某些輸入點可以分時復用，一點頂兩點用，還考慮留有15%～20%余量，所以本系統(tǒng)選用60點I/O端子的PLC。</p><p>　　4.2 PLC外部接線圖</p><p>　　PLC外部接線圖如圖4-2所示。高速計數(shù)的輸入點是00000；QF2是控制PLC的電源通斷，F(xiàn)u4對PLC以及其外部電路

52、起過載保護作用；S1選擇開關對工作方式進行選擇(手動或自動)，接通時為手動方式，斷開時為自動方式。</p><p>　　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為臺面向前按鈕；SB3為臺面向后按鈕；SB4為刀架停止按鈕；SB5為臺面停止按鈕；SB6為帶鋸啟動按鈕；SB7為帶鋸停止按鈕；S2為磨刀開關，控制磨刀程序；SB8為總停按鈕；SB9自動啟動按鈕；ST1為落刀限位開關；ST2為抬

53、刀限位開關；ST3為臺面前到位開關；S T4為臺面后到位開關；撥盤開關用來輸入—位十進制數(shù)的0—9，或一位十六進制數(shù)的0～F；四個撥盤開關分別用來設定百、十、個小數(shù)位數(shù)，利用每個撥盤開關的撥碼盤調(diào)整各撥碼開關的值；--極管對PC輸入點進行擴展避免形成寄生電路，導致自動和手動輸入相互干擾，造成混亂；FR1～FR2熱繼電器起到過載保護作用；KM1～KM7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

54、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。在自動方式下，SB0～SB5按鈕失去作用；在手動方式下，撥盤開關輸入無效。</p><p>　?。▓D4-2 PLC外部接線圖）</p><p>　　4.3 參數(shù)計算及器件選型</p><p><b>　　一、電機的

55、選用</b></p><p>　?。?）型號：Y801—4 數(shù)量：二個 額定值：380V/1.5A 0.55KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速：1390轉(zhuǎn)/分 磨刀電機M2、M3、</p><p>　?。?）型號：JO2—31—4 數(shù)量：二個 額定值：380V/4.9A 1.8KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速：14

56、30轉(zhuǎn)/分 帶鋸電機M1、刀架M4、</p><p>　?。?）型號：Z2-82 數(shù)量：一個 額定值：220V/3.77A 0.6KW</p><p>　　轉(zhuǎn)速：1500轉(zhuǎn)/分 直流電動機 M5</p><p><b>　　二、保護元件的選用</b></p><p><b>　　(

57、1) 熔斷器</b></p><p>　　熔斷額定電流IFe一般為電動機額定電流IMe（1.5～3.5）倍，對于給多臺，電機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算：</p><p>　　IFe≥（2.0～2.5）IMemax+其余電機總電流之和</p><p>　　IFe——熔斷器的額定電流 IMe——電動機的額定電流<

58、/p><p>　　IMemax——多臺電動機中容量最大的一臺電動機的額定電流</p><p>　　IFe（小電機）≥IMe（1.5～3.5）=1.5×（1.5～3.5）=（2.5～5.25）A</p><p>　　IFe（大電機）≥IMe（1.5～3.5）=4.9×（1.5～3.5）=(7.35～17.15)A</p><p>

59、;　　其余電機總電流 = 4.9×2 + 1.5×3＝14.3</p><p>　　IFe（總）≥IMemax（2.0～2.5）+其余電機總電流之和</p><p>　　= 4.9×（2.0～2.5）＋14.3 = （24.1～26.55）A</p><p>　　電路總電流 = ( 2.5 + 7.35 )×3 + ( 5.2

60、5 + 17.15 )×3 = 96.75 A</p><p>　　根據(jù)上述計算公式可選擇以下器材：</p><p><b>　　（1）空氣開關</b></p><p>　　QF1型號：NM1-225/3300—100A 數(shù)量：1個 </p><p>　　QF2型號：DZ47-2P/15A

61、 數(shù)量：1個</p><p><b>　?。?）熔斷器</b></p><p>　　FU1～FU4型號：RL1—10 數(shù)量：10個 </p><p><b>　?。?）熔體</b></p><p>　　FU4為2A/220V FU2、FU1、FU3、

62、為15A/380V </p><p><b>　　(2) 繼電器</b></p><p>　　繼電器選用額定電流為總電流的80%以上</p><p>　?。?）功率較小電機電流為1.5A</p><p>　　1.5×80%=1.2A</p><p>　?。?）功率較大電機電流為4.9

63、A</p><p>　　4.9×80%=3.92A</p><p>　　根據(jù)上述計算公式可選擇以下器材：</p><p>　　交流接觸器KM1～KM7型號：CJ10—10 數(shù)量：7個 </p><p>　　額定值：380V/10A 4KW</p><p>　　熱繼電器：FR1～FR2型號：JR1

64、6B—20/3 數(shù)量：2個 </p><p>　　額定值：380V/Ith5A</p><p><b>　　(3) 按鈕開關</b></p><p>　　SB0～SB5型號：LA4—3H 數(shù)量：6個</p><p><b>　　(4) 導線</b></p>&

65、lt;p>　　型號：227 IEC01（BV） 規(guī)格：截面積為：1平方毫米 2.5平方毫米</p><p>　　型號：AWG26～AWG18 規(guī)格：直徑為0.4～1.2毫米</p><p><b>　　(5)電磁鐵 </b></p><p><b>　　數(shù)量：1個</b></p><p&g

66、t;　　(6) 晶閘管直流調(diào)速裝置</p><p>　　型號：KCS 12/2 數(shù)量：1個</p><p><b>　　(7) 接近開關</b></p><p>　　SW型號：PE2-CSN2S 數(shù)量：1個</p><p>　　(8) 限位開關 </p><p>　　ST1～ST4型號

67、：Z/T335 數(shù)量：4個</p><p>　　額定值：2.5A/400VAC</p><p>　　(9) 撥碼器 </p><p>　　數(shù)量：1個 </p><p><b>　　5 軟件設計</b></p><p>　　控制程序主要由公用程序、手動程序、自動

68、程序三部分組成。但本文主要設計的是公用程序與自動程序，不涉及手動程序。其中公用程序完成對帶鋸電機、磨刀電機、臺面剎車的控制。手動或自動的工作狀態(tài)由20002表示，當20002為“0”時表示手動狀態(tài)，當20002為“1”時表示自動狀態(tài)。再自動程序里，選用23000---23005這6個內(nèi)部輔助繼電器為工作的步標志，控制循環(huán)動作。</p><p>　　5.1 公用程序設計</p><p>　　

69、程序圖5—1所示為公用程序，主要完成對帶鋸電機、臺面剎車的控制。按下外部硬件電路圖中的按鈕SB6，00001常開觸點得電閉合，帶鋸電機01000線圈得電電機運行工作并自鎖，01000輔助常開觸點閉合，同時臺面剎車01002繼電器得電運行；按下外部硬件電路圖中的S2磨刀開關，00003常開觸點得電閉合磨刀線圈01001得電電機運行工作；按下外部硬件電路圖中的選擇開關S1，00011常開觸點得電閉合，JMP(04)跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，執(zhí)行手動控制

70、程序。</p><p>　　5.2 自動程序設計</p><p>　　當20002為“1”時，切片機進入自動控制狀態(tài)，在自動程序里，選用23000～23005這6個內(nèi)部輔助繼電器作為工作的步標志，來控制循環(huán)動作，其功能表如圖5—2所示。普通計數(shù)器對外部事件的計數(shù)頻率受到掃描周期(一般數(shù)10ms)，輸入濾波器時間常數(shù)(1—80ms)，而高速計數(shù)器的計數(shù)頻率不受這兩者的影響，從而可以獲得較高

71、的計數(shù)頻率(CPM2A高速計數(shù)器的最大響應頻率為20kHz)。CTBL指令,比較表登記指令CTBL（63），用來登記一個高速計數(shù)器的比較表。</p><p><b>　　格式：</b></p><p>　　P是定義符，取000。</p><p>　　C是控制數(shù)據(jù)，取值范圍是：000、001、002、003。</p><p&g

72、t;　　TB是比較表開始通道，其范圍是：IR、SR、HR、AR、LR、DM、* DM。</p><p>　?。?）功能：當執(zhí)行條件為ON時，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C=000或002時，TB的內(nèi)容是比較次數(shù)（BCD），TB+1的內(nèi)容是目標值1的低4位（BCD），TB+2的內(nèi)容是目標值1的高4位（BCD），TB+3的內(nèi)容是比較1的中斷子程序號；TB+4的內(nèi)容是目標值2的低4位（BCD），T

73、B+5的內(nèi)容是目標值2的高4位（BCD），TB+6的內(nèi)容是比較2的中斷子程序號；…，依次類推。當C=001或003時，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；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

74、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；…，依次類推。</p><p>　　表5-2 CTBL指令控制數(shù)據(jù)的定義</p><p>　　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構形式，而是用SET/RESET（置位/復位）指令來實現(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

75、觸點得電閉合，帶鋸電機01000線圈得電電機運行工作并自鎖，01000輔助常開觸點閉合，01000輔助常閉觸點斷開：選擇開關S1打到自動時，JMP（04）00跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行，執(zhí)行自動控制程序。DIFU（13）20001為上升沿微分指令，當20001的條件由OFF變?yōu)镺N（即上升沿）時，繼電器20001維持一個掃描周期的ON狀態(tài)；20001常開觸點閉合：@ANDW(34)清輸出；MOV（21）#000 IR230所有步清零；MOV（21）#

76、0001 DM000為DM000置1；MOV（21）#000 DM002為DM002清0；MOV（21）#000 DM003為DM003置000；RESET 20000自動運行標志清零；SET 20002 置自動工作標志；SET 23000步0置位,23000常開觸點得電閉合；25315為初始化脈沖。按下外部硬件電路圖中的按鈕SB9，00005常開觸點得電閉合，</p><p>　?。▓D5—3自動程序的功能圖）&

77、lt;/p><p>　　00011 A 00005</p><p>　　23000 20000</p><p>　　00004 </p><p>　　20001

78、 </p><p>　　20002 23001 01000 00009 01004</p><p>　　25315 00009 </p><

79、;p><b>　　23002</b></p><p><b>　　25200 </b></p><p>　　A B </p><p>　　B 23003 00

80、006 01005</p><p>　　00006 </p><p>　　23004 01000 00008 01003</p><p><b>　　00008</b></p><p>　　23005 00007 01006

81、</p><p><b>　　00007</b></p><p><b>　　25313</b></p><p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　圖5-3自動程序</b></p><p><b>　

82、　結論</b></p><p>　　畢業(yè)設計是學生自己針對所學知識理論的檢驗與總結，足夠培養(yǎng)和提高自己獨立分析與解決問題的能力。本文設計了一個基于PLC泡沫塑料自動切片機加工控制系統(tǒng)。主要設計了泡沫塑料自動切片控制系統(tǒng)的硬件電路圖、控制程序方框圖及梯形圖控制，并對一些相關元器件及PLC進行了選型和分析。在設計過程中對PLC的功能、原理、指令運用等方面有了進一步的認識，同時也結合了低壓電器、電力拖動等多

83、方面的知識，了解了PLC可靠性高,平均無故障時間可以超過20000小時；程序設計容易,程序可以保存和固化；體積小,價格低；在基本系統(tǒng)上擴展,系統(tǒng)容易配置, 與負載最遠距離可達10000英尺,內(nèi)存可以擴展；很強的通訊功能,可與多種支持設備連接；系統(tǒng)化,有標準外圍接口模塊等。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、陳德仙. 基于PLC的泡沫

84、塑料自動切片機控制系統(tǒng)設置. 哈爾濱職業(yè)技術學院學報. 2007</p><p>　　2、王立權. 機電控制與可編程序控制器. 北京. 中央廣播電視大學出版社. 2002</p><p>　　3、徐世許. 可編程序控制器原理、應用、網(wǎng)絡. 安徽. 中國科技大學出版社. 2000</p><p>　　4、宮淑貞. 可編程序控制器. 北京. 人民郵電出版社. 2009&

85、lt;/p><p>　　5、于慶廣. 可編程控制器原理及系統(tǒng)設計. 北京. 清華大學出版社. 2004</p><p>　　6、張萬忠. 可編程控制器應用技術. 北京. 化學工業(yè)出版社. 2001.12</p><p>　　7、林小峰. 可編程序控制器原理及應用. 北京. 高等級教育出版社. 2004</p><p>　　8、王成福. 可編程控制

86、器原理及應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,</p><p><b>　　2006.</b></p><p>　　9、 張冠生. 常用低壓電器及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，</p><p><b>　　1999.</b></p><p>　　10、袁任光，可編程序控制選用手冊[M]. 北京：

87、機械工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2002.</b></p><p>　　11、錢守義.電工實用圖表(第二版)[M].北京：水利電力出版社，1988.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，使我增強了理論與時間結合的能力。在論文完成之際，首先要向

88、我的指導老師徐渠致以誠摯的謝意。在本次論文設計過程中，徐老師對該論文從選題，構思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導,使我得以最終完成畢業(yè)論文設計。在學習中,徐老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學術思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我終生學習的楷模，導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。這次畢業(yè)設計不僅鍛煉了我的意志，增強了我的信心，而且讓我學到扎實的專業(yè)知識。在這五年中還得到眾多老師的關心