【正文】 不夠，則電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)補(bǔ)充直到與設(shè)定值一致再剪切，接著剪切下一塊鋼板，不斷循環(huán)。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。為了獲得轉(zhuǎn)速的方向，可增加一對(duì)發(fā)光與接收裝置使兩對(duì)發(fā)光與接收裝置錯(cuò)開光柵節(jié)距的 1/4，兩組脈沖序列 A和 B 的相位相差 90度，如圖 [2]。 中空型光電編碼器的機(jī)械安裝主要注意以下問(wèn)題： 要避免與編碼器剛性連接，應(yīng)采用板彈簧；安裝時(shí)編碼器應(yīng)輕輕推入被套軸，嚴(yán)禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤；長(zhǎng)期使用時(shí)，請(qǐng)檢查板彈簧相對(duì)編碼器是否松動(dòng)；固定編碼器的螺釘是否松動(dòng)。 撥碼盤的應(yīng)用 撥碼盤原理 在工業(yè)控制中， 輸人設(shè)備必不可少。 ４ BCD 撥碼盤是十進(jìn)制輸入， BCD 碼（即 2－ 10 十進(jìn)制）輸出，又稱為 8421 撥碼盤。其接通的 BCD 碼輸出線狀態(tài)正好與撥盤指示的 10 進(jìn) 制數(shù)相一致，符合 2－ 10 進(jìn)制編碼關(guān)系。 圖 多片撥碼盤與 PLC 連接 在圖 中， 3 片撥碼盤分為 A、 B、 C 三組，各組撥碼盤的每個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)都串入二級(jí)管，利用二極管單向?qū)щ姷奶匦詠?lái)接通、斷開撥碼開關(guān)選通組和非選通組的輸出信號(hào)。通過(guò)編程， PLC 依次讀入 A、 B、 C 三組撥碼盤設(shè)定的數(shù)。在本設(shè)計(jì)中，用到了 4 對(duì)對(duì)射式光電開關(guān)檢測(cè)薄鋼板在不同位置的信息，安裝方式如圖 所示。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，正常情況下， 3 號(hào)光電開關(guān)一直檢測(cè)到傳送帶上一直有鋼板；若是檢測(cè)到鋼帶上沒(méi)有了鋼板， PLC 控制系統(tǒng)即判定為開卷機(jī)已經(jīng)沒(méi)有鋼帶，發(fā)出停車指令。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。 本設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中有三個(gè)行程開關(guān)，分別是檢測(cè)剪切鋼板的沖頭上下位置各 ７ 一個(gè)，檢測(cè)載物小車是否到位一個(gè)，其安裝示意如圖 所示。 (a)檢測(cè)沖頭位置行程開關(guān) (b)檢測(cè)小車位置行程開關(guān) 圖 行程開關(guān)安裝示意圖 變頻器 變頻器的一般架構(gòu) 在本設(shè)計(jì)中，需要對(duì)矯正機(jī)和夾送機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和幅度進(jìn)行有效控制，為矯正機(jī)和夾送機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力的裝置可以選擇交流伺服系統(tǒng)，比如用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力裝置，其控制精度比較高，使用也較方便，但是交流伺服系統(tǒng)的造價(jià)一般比較高。 ８ 圖 變頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖 其中，直流供電電源輸入一般為 24V 直流電源；數(shù)字量輸入和模擬量輸入一般是PLC 輸出端口和 PLC 擴(kuò)展模擬量輸出端口來(lái)控制；三相電輸入為 50HZ 三相交流電；制動(dòng)電阻用 來(lái)制動(dòng)時(shí)機(jī)；三相變頻輸出是指經(jīng)過(guò)變頻后，用于給被控制的時(shí)機(jī)提供的三相電，其頻率是根據(jù)速度信息得到的頻率。它的電源電壓規(guī)格很多， 因而可在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。 、 、 、 、 、 的通斷情況選擇變頻器的輸出，其對(duì)應(yīng)情況如表 31 所列。變頻器電源的通斷控制由 PLC 控制兩個(gè)接觸器開關(guān) KM1 和 KM2 的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。 控制系統(tǒng) 選型 西門子公司的 S7200 PLC 是一種疊裝式結(jié)構(gòu)的小型 PLC，它指令豐富，功能強(qiáng)大，可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，便于擴(kuò)展，性能價(jià)格比高 。 (3) CPU 224 有 14 輸入 /10 輸出，存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，內(nèi)置時(shí) １１ 鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力，是 S7200 系列中使用最多的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)涉及的 CPU 226 相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表 32 所列。 系統(tǒng)所采用開按扭有兩種，一種是能夠鎖存狀態(tài)的按扭，即手動(dòng) /自動(dòng)方式選擇按扭；另外一種是點(diǎn)動(dòng)按扭，主要是在手動(dòng)方式下對(duì)電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制。 圖 變頻器定位運(yùn)行降速控制規(guī)律 另外，鋼板剪切的長(zhǎng)度與毛巾平網(wǎng)印花機(jī)的花色間距不同，它不是定值，而是從幾十毫米到數(shù)千毫米不等，因此不可能采用同樣的運(yùn)行速度和同樣的降速爬行距離。 已知所選的電動(dòng)機(jī)為 4 級(jí)，額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min，減速箱的減速比為 20/1，測(cè)量輥周長(zhǎng) 400mm，額定輥速 75r/min，變頻器固定頻率輸出有多檔，如 50HZ， 40HZ， 30HZ，20HZ， 10HZ。此時(shí)的逆變器處于整流狀態(tài)，中間回路的濾波電容器的電壓會(huì)因吸收這部分能量而提高，產(chǎn)生泵生電壓。主流程如圖 所示。因此，在主流程圖中，有兩個(gè)主體，一個(gè)是手動(dòng)控制流程，一個(gè)是自動(dòng)控制流程。 4 和 5 光電開關(guān)檢測(cè)套坑里面的鋼帶量是否合適，如果過(guò)多或者過(guò)少都會(huì)引進(jìn)系統(tǒng)的振蕩和故障，正常狀態(tài)下 4 光電開關(guān)為開， 5 號(hào)光電開關(guān)為開，若 5 號(hào)光電開關(guān)為閉，說(shuō)明 套量過(guò)多，矯正變頻器減速一小會(huì)再跟夾送變頻器同步速度，若 4為開，說(shuō)明套量過(guò)少，矯正變頻器加速一小會(huì)再跟夾送變頻器同步速度。手動(dòng)控制流程如圖 所示。 １６ 圖 手動(dòng)控制流程 電氣控制電路中，各電器之間具有互相制約、互相配合的控制，稱為聯(lián)鎖控制。反之，也然 。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方便的聯(lián)機(jī)幫助功能。在大學(xué)所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，嘗試了基于 PLC 的薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并因此將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、理論化、實(shí)用化。另外，硬件系統(tǒng)的安裝，以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和試運(yùn)行都無(wú)法完成，若以后條件允許，以上的不足之處有待完善。 我在做這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中要感謝指導(dǎo)老師孫老師和劉老師，他們對(duì)我有很大的幫助。該軟件是 SIMATIC S7200 用戶不可缺少的開發(fā)工具。 因此，手動(dòng)控制流程編程中采用的互鎖手段，增強(qiáng)了可靠性和安全性。在電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路中，要求接觸器 KM1 得電后，接觸器 KM2 不能得電吸合。按下相應(yīng)的按扭， PLC 根據(jù)指令的編程，控制輸出端、 、 的通斷組合情況，控制矯正變頻器脈沖方向輸出和頻率輸出，實(shí)現(xiàn)控制矯正機(jī)前進(jìn)和后退的目的；控制輸出端 、 、 的通斷組合情況，控制夾送變頻器脈沖方向輸出和頻率輸出，實(shí)現(xiàn)控制夾送輥前進(jìn)和后退的目的。由于其它原因造成停車后實(shí)際板長(zhǎng)與設(shè)定的板長(zhǎng)不符合，調(diào)用停車異常子程序，經(jīng)過(guò)微小調(diào)整，再進(jìn)行判斷，實(shí)際值等于設(shè)定值后，發(fā)沖壓信號(hào)。 在自動(dòng)控制子流程圖中，進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)后，在滿足小車到位和小車沒(méi)有滿載條件下，才啟動(dòng)變頻器。若選擇手動(dòng)工作方式，因?yàn)槠溥\(yùn)行的次數(shù)比較少，所以每執(zhí)行一次手動(dòng)子程序都將直接返回到工作方式選擇。繼續(xù)采樣泵生電壓，制動(dòng)單元將重復(fù)導(dǎo)通和截止，使系統(tǒng)完成動(dòng)力制動(dòng)。 制動(dòng)過(guò)程 當(dāng)系統(tǒng)開始減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài) 。 從圖 可以看出，不同的剪切鋼板尺寸，選擇加速上升時(shí)間和勻速運(yùn)行時(shí)間以及降速運(yùn)行時(shí)間不能夠完全一樣，假定所有的情況下到達(dá)定位目標(biāo)前的爬行速度一樣，就要根經(jīng)驗(yàn)保證爬行的距離基本一樣，能很好保證鋼板準(zhǔn)確停車。光電編碼器的脈沖信號(hào)經(jīng)光電脈沖電路處理后得到兩個(gè)信號(hào)，光電脈沖 P 和方向信號(hào) D，這兩個(gè) 信號(hào)接入 PLC 的端口不是隨便的，而是根據(jù)規(guī)定， P 信號(hào)接 （時(shí)鐘）， D 信號(hào)接 （方向），否則高速計(jì)數(shù)器將得不到正確的信號(hào)。 端口分配 控制系統(tǒng) PLC 的 I/O 點(diǎn)及地址分 配如表 33 所列。 (5) CPU 226 有 24 輸入 /16 輸出，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)，用于點(diǎn)數(shù)較多，要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 (1) CPU 221 有 6 輸入 /4 輸出，無(wú)擴(kuò)展，存儲(chǔ)容量較小，有一定的高速計(jì)數(shù)能力，適合于點(diǎn)數(shù)少的控制系統(tǒng)。 圖 主電路 (b) 另外，在圖 主電路 (