【正文】 系 統(tǒng) 的控制要求 ： 據(jù)剪板機(jī)的工作特 點(diǎn) ,對 控制系 統(tǒng) 提出控制要求如下 : 1 上 電 后 ,檢測各 工作機(jī)構(gòu)的 狀態(tài) ,控制各工作機(jī)構(gòu) 處 于初始位置。 2 進(jìn) 料 ,由控制系 統(tǒng) 控制 進(jìn) 料機(jī)構(gòu) 將 待剪板料自 動輸 送到位。 3 定剪切尺寸 ,采用伺服 電 機(jī)控制 擋 料器位置保 證 精確的剪切尺寸 ,其尺寸可是定值也可 以設(shè) 置 為 循 環(huán)變動 值。 4 壓緊 和剪切 ,待剪板料 長 度 達(dá) 到 設(shè) 定值后由 主電動 機(jī) 帶動壓 料器和剪切刀具 ,先 壓緊 板料 ,然后剪 斷板 料。 5 送料 車 的 運(yùn) 行 ,包括卸 載 后自 動 返回。 6 剪切板料的尺寸 設(shè) 定、自 動計(jì)數(shù) 及每 車 板料 數(shù) 的 預(yù)設(shè) 定。 7 具 備斷電 保 護(hù) 和 來電 恢復(fù)功能。 8 能 實(shí)現(xiàn) 加工 過 程自 動 控制 ,加工 參數(shù)顯 示 ,系 統(tǒng)檢測 。 9 保 證 板料加工精度、加工效率和安全可靠性。 10 具有良好的人機(jī)操作接口。 剪板機(jī) 結(jié) 構(gòu)及工作原理 6 剪板機(jī)的 結(jié) 構(gòu) 自 動 剪板機(jī)是一種精確控制板材加工尺寸 ,將大塊 金 屬 板材 進(jìn) 行自 動 循 環(huán) 剪切加工 ,并由送料 車運(yùn) 送到下一工序的自 動 化加 工設(shè)備 ，其 結(jié) 構(gòu)及原理如 圖 11所示。 圖 1 1 自 動 剪板機(jī)原 理圖 系 統(tǒng)設(shè) 置了 7個(gè) 限位 開關(guān)， 分 別 用于 檢測各 部分的工作 狀態(tài) 。其中， SQ1 檢測 待剪板料是否被 輸 送到位。 SQ SQ3 分 別檢測壓塊 B 的 狀態(tài) ， 檢測壓塊 是否壓緊已 到位的板料； SQ4 檢測 剪切刀 A 的 狀態(tài)； SQ7 為 光 電 接近 開關(guān) , 檢測 板料是否被剪 斷 落入小 車 ； SQ5 用于 檢測 小 車 是否到位； SQ6 用于判 斷小車 是否空 載 。送料機(jī)構(gòu) E、 壓塊 B、剪切刀 A和送料小 車 分 別 由四臺 電動 機(jī)拖 動 。系 統(tǒng) 未 動做時(shí) , 壓塊及剪 切刀的限位 開關(guān) SQ SQ3 和 SQ4 均斷開 , SQ SQ7也是斷開 的。 剪板機(jī) 工作原理 當(dāng) 系 統(tǒng)啟動時(shí) ,輸 入板料加工尺寸、加工 數(shù) 量等 參數(shù) ，按下自 動開關(guān)， 系 統(tǒng)自 動運(yùn) 行。 1 首先 檢 查限位 開關(guān) SQ6 的 狀態(tài) ,若小 車空載 , 系 統(tǒng)開始 工作 , 起 動 送料小 車。7 小 車運(yùn) 行到位 , 限位 開關(guān) SQ5 閉 合 ,小 車 停 車。 2 起 動 送料機(jī)構(gòu) E 帶動 板料 C 向右移 動 。 當(dāng) 板料碰到行 程開關(guān) SQ1 時(shí) , 送料停止同 時(shí) 制 動 器松 開 、 電 磁離 合器結(jié)合 ， 主電動 機(jī)通 過傳動 機(jī)構(gòu)工作。 3 壓塊電機(jī)啟動 ,使 壓塊 B 壓下 , 壓塊上 限 開關(guān) SQ2 閉 合。 當(dāng)壓塊 到位 , 板料 壓緊時(shí) , 壓塊 下限 開關(guān) SQ3閉 合。 4 剪切刀 電動 機(jī)起 動 , 控制剪刀下落。此 時(shí) ,SQ4 閉 合 , 直到把板料剪 斷 , 板料落入小 車。 5 當(dāng) 小 車上 的板料 夠數(shù)時(shí) , 起 動 小 車 控制 電動 機(jī) , 帶動 小 車 右行 ,將切 好的板料送至下一工序。 6 卸下后 , 再起 動 小 車 左行 , 重新返回剪板機(jī)下 , 開始下 一 車 的工作循 環(huán) 。 板料的 長 度 L 可根據(jù)需要 進(jìn) 行 調(diào) 整 , 每一 車 板料的 數(shù) 量可 預(yù)先設(shè) 定。 2 總 體 設(shè)計(jì) 方案 傳統(tǒng) 的控制方法是采用 繼電 器 接觸器控制，但控制系 統(tǒng)較 復(fù) 雜 ,大量的接 線使系 統(tǒng) 可靠 性降低 ,也 間 接地降低了 設(shè)備 的工作效率。采用可 編 程控硬件制器 較好地解 決 了 這 一 問題 。它是一種 將計(jì) 算機(jī)技 術(shù) 、自 動 控制技 術(shù) 和通信技 術(shù)結(jié)合在一 起的新型 工業(yè) 自 動 控制 設(shè)備 ,不僅能實(shí)現(xiàn)對開關(guān) 量信 號 的 邏輯控 制 ,還 能 實(shí)現(xiàn)與上位 計(jì) 算機(jī)等智能 設(shè)備之間 的通信。因此 ,將 PLC 應(yīng) 用于 該 控制 ,完全能 滿 足技術(shù) 要求，且具有操作 簡單 、 運(yùn) 行可靠、 工藝參數(shù) 修改方便、自 動 化程度高等優(yōu) 點(diǎn) 。 PLC 簡 介 在此 對 PLC 進(jìn) 行 簡單 介 紹 ，在自 動 化控制 領(lǐng) 域， PLC 是一種重要的控制 設(shè)備 。目前，世界上有 200 多廠家生 產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn) 品， 應(yīng) 用在汽 車 （ 23%）、 糧食 加工（ %）、化 學(xué) /制 藥 （ %）、金 屬 /礦 山（ %）、紙漿 /造 紙 （ %）等行 業(yè) 。以下 對 PLC 的發(fā) 展、基本 結(jié) 構(gòu)、配置 、應(yīng) 用等基本知 識 做一 簡 介。 8 圖 21 PLC的工作原理 PLC 采用循 環(huán)掃 描工作方式，在 PLC 中，用 戶 程序按先后 順 序存放， CPU從 第一 條 指令 開始執(zhí) 行程序，直至遇 到結(jié) 束符后，又返回第一 條 ，如此周而復(fù)始的不 斷 循 環(huán) 。 PLC 的 掃 描 過 程如 圖 2。 這個(gè) 工作 過 程分 為內(nèi) 部 處 理、通信操作、 輸入處 理、程 序執(zhí) 行、 輸 出 處 理幾個(gè) 階 段。全 過程掃 描一次所需的 時(shí)間稱為掃 描周期。 內(nèi) 部 處理階 段， PLC 檢 查 CPU 模 塊的硬件 是否正常，復(fù)位 監(jiān)視 定 時(shí) 器等。 同信操作服 務(wù)階 段， PLC 與一些智能模 塊 通信， 響應(yīng) 程序器 鍵入 的命令，更新編 程器的 顯 示 內(nèi) 容。 當(dāng) PLC 處 于停止 狀態(tài)時(shí) ， 只進(jìn) 行 內(nèi) 部 處 理和通信操作服 務(wù)等內(nèi) 容。在 PLC處 于 運(yùn) 行 狀態(tài)時(shí) ， 從內(nèi) 部 處 理、通信操作、到程序 輸 入、程 序執(zhí) 行、程序 輸 出，一直循 環(huán)掃 描工作。 輸入處 理又叫 輸 入采 樣 。在此 階 段， 順 序 輸 入所有端子的通斷狀態(tài) ，并 將讀 入的信息存入 內(nèi) 存所 對應(yīng) 的映象寄存器。在此 輸 入映象寄存器被刷新，接 著進(jìn) 入程 序執(zhí) 行 階 段。 在程 序執(zhí) 行 時(shí) ， 輸 入映象寄存器與外界隔離，即使 輸 入信 號發(fā) 生 變 化，其映象寄存器的 內(nèi) 容也不 會發(fā) 生 變 化，只有在下一次 掃 描周期的 輸入處理階 段才能被 讀 入信息。 程 序執(zhí) 行 階 段根據(jù) PLC 梯形 圖 程序 掃描原則 ，按先左后右，先上后下的步序，逐句 掃 描， 執(zhí) 行程序。循 環(huán)掃 描的工作方式是 PLC 的一大特 點(diǎn) ，也可以 說 PLC是串行工作的， 這 和 傳統(tǒng)的繼電 器控制系 統(tǒng) 并行工作有 質(zhì) 的 區(qū)別 。 PLC 的串行工內(nèi)部處理 通信操作 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理 運(yùn) 行 停止 9 作方式避免了 繼電 器控制系 統(tǒng) 中觸 點(diǎn)競爭 和 時(shí) 序失配的 問題 。 由于 PLC 采用 掃 描工作 過 程，所以在程序的 執(zhí) 行 階 段即使 發(fā) 生了 變 化， 輸 入狀態(tài) 映象寄存器的 內(nèi) 容也不 會變 化，要等到下一 個(gè) 周期的 輸 入采 樣階 段才能改變。掃 描周期是一 個(gè) 很重要的指 針 ，小型 PLC 的 掃 描周期一般 為 十幾毫秒到幾十毫秒。 PLC 的 掃 描 時(shí)間 取 決 于 I/O 掃 描速度和用 戶 程序的 長 短，以及程序使用的指令 類 型。毫 秒級 的 掃 描 時(shí)間對 于一般 工業(yè)設(shè)備 通常是可以接受的， PLC 的影 響滯 后是 允許 的，但是 對 某些 I/O 快速 響應(yīng) 的 設(shè)備 ， 則 采取相 應(yīng) 的 處 理措施。如 選用高 速 CPU，提高 掃 描速度，采用快速 響應(yīng)模塊 、高速 記數(shù) 模 塊 以及不同的中 斷處 理等措施 減 少 滯 后 時(shí)間 。影 響 I/O 滯 后的主要原因： 輸 入 濾 波器的 慣 性， 輸 出繼電 器接 點(diǎn) 的 慣 性，程 序執(zhí) 行的 時(shí)間 ， 程序 設(shè)計(jì) 不 當(dāng) 的附加影 響 等。 我們 在此不必要 詳細(xì) 分析 CPU 的 內(nèi) 部 電 路，但 對 各部分的工作機(jī)制 還 是 應(yīng)有足 夠 的理解。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它 讀 取指令、 解釋 指令及 執(zhí) 行指令。但工作 節(jié) 奏由震 蕩 信 號控 制。 運(yùn) 算器用于 進(jìn) 行 數(shù) 字或 邏輯運(yùn) 算，在控制器指 揮 下工作。寄存器 參 與 運(yùn) 算，并存 儲運(yùn) 算的中 間結(jié) 果，它也是在控制器指 揮 下工作。 CPU 速度和 內(nèi) 存容量是 PLC 的重要 參數(shù) ，它 們決定著 PLC 的工作速度， IO數(shù) 量及 軟 件容量等，因此限制 著控 制 規(guī) 模。 PLC 與 電氣 回路的接口，是通 過輸 入 輸 出部分（ I/O）完成的。 I/O 模 塊 集成了 PLC 的 I/O 電 路，其 輸 入 緩 存器反 映輸 入信 號狀態(tài) ， 輸 出 點(diǎn) 反 映輸 出 鎖存器狀態(tài) 。 輸 入模 塊將電 信 號變換成數(shù) 字信 號進(jìn) 入 PLC 系 統(tǒng) ， 輸 出模 塊 相反。 I/O 分 為開關(guān) 量 輸 入（ DI）， 開關(guān) 量 輸 出（ DO），模 擬 量 輸 入（ AI），模 擬 量 輸 出（ AO）等模 塊 。 開關(guān) 量是指，只有 開和關(guān) （或 1 和 0）兩 種 狀態(tài) 的信 號 ，模 擬 量是指， 連續(xù)變 化的量。常用的 I/O 分類 如下： 開關(guān) 量：按 電壓 水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC