【正文】 摘要在基于PLC的板材切割機控制系統(tǒng)設計中，首先設計了采用傳統(tǒng)的繼電器、時間繼電器控制方式，但是由于控制系統(tǒng)接線復雜，接線比較多，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護費用大，并且在自動控制中，由于采用時間繼電器定時控制切割時間，定時精度差，電機速度受電源波動影響大，因而切割誤差較大。從而設計了PLC控制系統(tǒng)，PLC是適用于現(xiàn)場運行的微機控制器，以其抗干抗能力強、編程簡單，價格適中的優(yōu)點，成為最終選擇方案。同時，為了提高電動機的工作效率，減少電能的損耗，在拖動電機部分，采用變頻調(diào)速方式，它采用最新微機控制技術、電力電子(或稱功率電子)技術和電機傳動技術實現(xiàn)了工業(yè)交流電機的無級調(diào)速，使電動機的耗電量實現(xiàn)隨負荷大小而變化，可節(jié)約大量的電能。 關鍵字：PLC控制；變頻調(diào)速；板材切割AbstractPLCbased control system for sheet metal cutting machine design, the first designed using the traditional relay, time relay control, but due to plexity of the control system wiring, the wiring more, the lower reliability of the system, repair and maintenance costs of large. And in automatic control, the timing control using time cutting time relay, timing accuracy, the motor speed by power fluctuations, therefore the cutting errors. To design a PLC control system, PLC is running for onsite puter controller, with its strong antiantidried, programming is simple, affordable benefits, and be the ultimate option. Meanwhile, in order to improve motor efficiency, reduce energy loss in the drive motor part of the frequency control method, which uses the latest puter control technology, power electronics (or said that power electron) and motor drive technology in industrial munication technology variable speed motor, the motor39。s power to achieve change with the size of the load can save a lot of power.Keywords: PLC control。 frequency conversion。 sheet metal cutting目錄摘要 I關鍵字 IAbstract IIKeywords II1 緒論 1 2 板材切割機功能實現(xiàn) 3 通用板材切割機基本結(jié)構(gòu) 3 板材切割機的控制要求 4 繼電器控制邏輯控制要求 4 PLC邏輯控制要求 5 3 板材切割機繼電器邏輯設計 6 控制原理圖 6 繼電器控制原理 7 長鋸控制 7 短距控制 7 4 PLC邏輯控制設計 9 PLC控制與繼電器控制比較 9 PLC的設計的背景 10 PLC的選取 11 PLC邏輯設計方案圖 13 程序設計梯形圖（指令表見附錄） 15 5 牽引機構(gòu)拖動電機變頻器調(diào)速設計 17 變頻器調(diào)速原理 17 變頻調(diào)速手動控制的設計 18 手動控制接線方案 18 變頻調(diào)速器的設定 19 變頻調(diào)速器的監(jiān)控 20 變頻系統(tǒng)的干擾和抑制 20 外來干擾及抑制 20 變頻器的接地與防雷 21 6 板材切割機的成品實現(xiàn) 22 切割機具體部件 22 切割機具體功能實現(xiàn) 23 成品板材切割機實現(xiàn) 24 板材切割機成品設計示意圖 24 參考文獻 26 結(jié)束語 27 致謝 28 附錄 29 1 緒論在當今的工業(yè)領域中，板材切割是成品加工過程中最為重要的步驟。也是保證成品質(zhì)量的重要工序。利用先進的現(xiàn)代切割技術，不但可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也使得企業(yè)產(chǎn)品的制造成本大幅度下降，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。隨著新產(chǎn)品、新工藝、新技術的廣泛運用，智能化精密切割將成為切割行業(yè)今后發(fā)展的趨勢。 傳統(tǒng)的板材切割機采用繼電器、時間繼電器控制方式，但控制系統(tǒng)接線復雜，接線比較多，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護費用大。最主要的問題是在自動控制中，由于采用時間繼電器定時控制切割時間，定時精度差，電機速度受電源波動影響大，因而切割誤差較大，降低成品率，增加拋磨難度。PLC是適用于現(xiàn)場運行的微機控制器，抗干抗能力強、編程簡單，價格適中，非常適合用于石材加工機械。板材切割機是一種應用廣泛的民用機械，其主要用于一是對建筑材料切割，如：鋼材，石材，瓷磚，水泥板等；二是在家具（木材）行業(yè)對于木板和合成板的切割。因為板材切割機多用于切割木質(zhì)板材﹑石材﹑金屬等。在切割方面，又因為不同的材質(zhì)，不同的厚度，以及要求切割的切割方式形態(tài)各異，如果使用完全的人工操作，不但很費時間，同時也浪費人力。最重要的是在切割的過程中會產(chǎn)生大量的木質(zhì)碎末﹑石質(zhì)灰塵﹑金屬粉塵，對切割機的操作人員以及附近的人員的身體，特別是呼吸道﹑肺部有著極大的傷害。所以如果能夠?qū)崿F(xiàn)對于板材切割的PLC自動控制，操作人員就不用時時刻刻守在機器旁邊了，不但節(jié)省了大量的人力和時間，更能夠極大的減少切割過程對于人體的傷害。當今社會，電動機的應用極為廣泛，其消耗的電能約占工業(yè)電耗的 65％，故合理有效地使用電動機，提高電動機的工作效率使其節(jié)能運行十分重要 。 目前我國交流電動機傳動大多為非調(diào)速型，耗能驚人，如改成調(diào)速運行，使電動機的耗電量實現(xiàn)隨負荷大小而變化，則可節(jié)約大量的能源。調(diào)速運行的方式很多，其中變頻調(diào)速優(yōu)于以往任何一種交流調(diào)速方式(調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級調(diào)速、滑差電機調(diào)速等)，是當今國際上一項效益最高、性能最好、應用最廣的高新技術。它采用最新微機控制技術、電力電子(或稱功率電子)技術和電機傳動技術實現(xiàn)了工業(yè)交流電機的無級調(diào)速。在國外尤其是在日、美、德、英等工業(yè)發(fā)達國家獲得了廣泛應用，是自動化電力拖動的發(fā)展方向。所以選擇本題的目的就是：一方面是為了加深學習變頻器調(diào)速的應用和PLC控制的應用；另一方面就是為了研究如何讓民用機械更好的實現(xiàn)自動控制和實現(xiàn)碳的減排工作。意義就在于對板材切割機實現(xiàn)基于PLC控制的自動控制，增強生產(chǎn)能力，最重要的就是減少生產(chǎn)過程對人體的傷害和實現(xiàn)能源的節(jié)約。2 板材切割機功能實現(xiàn) 通用板材切割機基本結(jié)構(gòu)自20世紀70年代以來，板材切割機憑借其結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、操縱輕便靈活、安裝維修方便等特點，在鋼材，石材，瓷磚，木板等加工中得到了廣泛應用。主要用于小型板材加工廠、板材市場、板材經(jīng)銷商、現(xiàn)場加工及建筑單位現(xiàn)場施工，目的是把前道工序加工好的板材切割成所需規(guī)格的成品板材。特別是近幾年來，隨著國內(nèi)廣場道路建設以及買房裝修的飛速發(fā)展，板材切割機被更廣泛地用于各種廣場石、地板石、墻壁石、家具裝潢的成品加工，由于其現(xiàn)場操作性強，加工質(zhì)量好，效率高而得到板材加工企業(yè)、施工企業(yè)的青睞。通過對常用板材切割機功能進行分析，本設計得出通用板材切割機基本構(gòu)成如下：1）板材切割機的基本功能是切割，多采用電動機拖動鋸盤或者砂輪，對板材進行切割，此部分即為板材切割機的切割機構(gòu)。2）在對板材切割時，切割機構(gòu)需要行進與后退完成對與板材的切割工作，這里的切割機構(gòu)的移動就需要拖動電機與牽引部分的參與，此部分即為板材切割機的牽引機構(gòu)。3）在對板材進行切割前，需要對板材進行固定，使板材在切割過程中不至于移動，所以板材切割機就需要一個壓緊機制，所以就有了壓緊機構(gòu)。根據(jù)以上板材切割機的基本構(gòu)成，本設計在此基礎上加以實現(xiàn)與改進，實現(xiàn)以下過程：放上板材——板材壓緊——啟動主軸切割機構(gòu)——牽引機構(gòu)拖動切割機構(gòu)進行行進完成對板材的切割——切割機構(gòu)返回——切割機構(gòu)停止運轉(zhuǎn)——松開切割好的板材。根據(jù)以上過程，、。 通用板材切割機結(jié)構(gòu)簡圖1 通用板材切割機結(jié)構(gòu)簡圖2 板材切割機的控制要求，為了實現(xiàn)對于此板材切割機的工作過程，設計了繼電器邏輯控制和基于PLC控制，控制要求如下： 繼電器控制邏輯控制要求切割機構(gòu)主軸電動機采用直接啟動方式，在啟動前，要求用于壓料的壓縮空氣的壓力足夠，否則不允許主軸啟動。只有當主軸啟動完成后，并且物料被可靠壓緊后，才可以啟動鋸料行進。每次鋸料前采用手動物料壓緊操作，然后再開鋸料行進，當電磁閥得電時，氣缸柱塞下壓，完成物料固定；電磁閥失電時，氣缸柱塞升起，將物料松開。每次鋸料要求只啟動鋸料行進，然后到達終點或者鋸片離開物料后能自動返回。返回控制應考慮終端返回、鋸割短料時的短程返回和初次起動時手動返回。短程返回要求進行物料檢測，當鋸片離開物料后自動返回。無論哪種返回操作，到達起始位置后均自動停止。 PLC邏輯控制要求1）首次起動后的自動回返起始位的控制動作，要求系統(tǒng)能在首次主軸起動完成后，有自動回返起始位置的控制動作。2） 主軸起動后，在開鋸料行進前不必再進行手動壓料操作，應直接開料行進，在鋸料行進前自動壓緊物料，壓緊后鋸料行進自動進行。每次返回前必須先停止鋸料行進，延時12S然后返回，以減少電動機的反向起動電流。3） 實現(xiàn)無物料返回，在物料沒有放好時錯按下鋸料起動按鈕，經(jīng)過延時，未檢測到物料后自動返回。物料檢測還是使用了行程開關，起始位、終點位、物料壓緊等檢測元件均采用接近開關。 3 板材切割機繼電器邏輯設計 控制原理圖 繼電器邏