【正文】 選型送料小車進(jìn)行送料是定位剪生產(chǎn)線的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，送料小車性能的好壞直接關(guān)系到控制性能的好壞。故選擇的電機(jī)型號(hào)為 Y2100L6，其主要參數(shù)參見表 310。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼組成，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。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的擋鐵撞到行程開關(guān)的頂桿 1 時(shí)，頂桿受壓觸動(dòng)使常閉觸頭 3斷開，常開觸頭 5 閉合；頂桿上的擋鐵移走后，頂桿在彈簧 2 作用下復(fù)位，各觸頭回至原始通斷狀態(tài)。DPS21 直動(dòng)式位置開關(guān)具體型號(hào)參照表見表 312。作為生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)力的電機(jī)拖動(dòng)，已有最早的采用成組拖動(dòng)方式—單獨(dú)拖動(dòng)方式生產(chǎn)機(jī)械的不同運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電機(jī)拖動(dòng)的方式，發(fā)展成今天無論是自動(dòng)化功能還是生產(chǎn)安全性方面都相當(dāng)完善的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。此次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)開卷電動(dòng)機(jī) D喂料電動(dòng)機(jī) D飛輪電動(dòng)機(jī) D送料小車電動(dòng)機(jī) D軌道電動(dòng)機(jī) D5 五臺(tái)電動(dòng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行電氣控制，如圖 34 所示。當(dāng)接觸器 KM3 接通時(shí)，整個(gè)電路接成三角形接法，使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn) Y△起動(dòng)，則需接成圖 34 所示電路，當(dāng)接觸器 KM4 和 KM6 接通時(shí)，D3 電機(jī) Y 形起動(dòng)，延時(shí) 30 秒后，KM6 斷開，接觸器 KMKM5 接通，D 3 電機(jī)△運(yùn)行。電磁離合器 DT 為剪切刀的制動(dòng)抱閘，當(dāng)剪刀剪下板料時(shí)，4K 行程開關(guān)壓合，電磁離合器 DT 失電，飛輪電機(jī)停止運(yùn)行，剪刀回到原位。同時(shí)通過熔斷器 FU4 和熱繼電器 FR6 對(duì)電路進(jìn)行短路和過載保護(hù)。它的 CPU 采取掃描方式工作，每一次掃描完成以下工作：（1）將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸人信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀人輸人映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。仔細(xì)來分，PLC 大致有如下幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域 [10]：（1）開關(guān)量的邏輯控制，PLC 取代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制。數(shù)據(jù)處理一般用在大、中型控制系統(tǒng)，如柔性制造系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等。在全球 PLC 制造商中，根據(jù)美國 Automation Research Corp（ARC）調(diào)查，世界PLC 領(lǐng)導(dǎo)廠家的五霸為 Siemens（西門子）公司、AllenBradley（A B）公司、Schneider（施耐德 ）公司、 Mitsubishi（三菱）公司和 Omron（歐姆龍）公司。而在我國由于 PLC 發(fā)展水平的限制，使用 PLC 進(jìn)行自動(dòng)控制，至今還沒有形成主流。在工業(yè)控制領(lǐng)域許多的控制過程都可用順序控制的方式來實(shí)現(xiàn)，使用步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)順序控制既方便實(shí)現(xiàn)又便于閱讀修改。常用每個(gè)狀態(tài)器 S 記錄一個(gè)工步，例 STL S20 有效（為 ON），則進(jìn)入 S20 表示的一步（類似于本步的總開關(guān)），開始執(zhí)行本階段該做的工作，并判斷進(jìn)入下一步的條件是否滿足。圖 41表明了順序功能圖、梯形圖、語句表三者之間的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖 41 所示，用狀態(tài)器 S 記錄每個(gè)狀態(tài)，X 為轉(zhuǎn)換條件。梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為為 PLC 的第一編程語言?！〔竭M(jìn)指令的使用說明 （1）STL 觸點(diǎn)是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，若 STL 觸點(diǎn)接通，則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為活動(dòng)步。 (c)（a） （b）（c）石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)21（5）STL 觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中不能使用 MC 和 MCR 指令，但可以用 CJ 指令。為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進(jìn)式順序控制電路結(jié)構(gòu)。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號(hào)元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作順序錯(cuò)亂。這種設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。在程序設(shè)計(jì)中由 PLC 一輸入端。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)22第 5 章　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　總體設(shè)計(jì)思路在 PLC 編程中利用步進(jìn)指令（STL 指令）可以讓控制系統(tǒng)中每道工序的設(shè)備所起的作用以及整個(gè)控制工藝流程都能表達(dá)得通俗易懂 ，程序設(shè)計(jì)也由此變得容易，有利于程序調(diào)試、維護(hù)、修改和故障排除等。通常步是根據(jù)PLC 輸出狀態(tài)的變化來劃分的，在任何一步之內(nèi)，各輸出狀態(tài)不變，但是相鄰步之間輸出狀態(tài)是不同的。對(duì)生產(chǎn)機(jī)械而言，受控設(shè)備任一步的機(jī)械動(dòng)作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)及其受控機(jī)械動(dòng)作是否已完成。其控制總是一步一步按順序進(jìn)行。 （3）STL 觸點(diǎn)可直接驅(qū)動(dòng)或通過別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng) Y、M、S 、T 等元件的線圈。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。 0 STL S201 OUT Y02 LD X13 SET S21 4 STL S21 5 OUT Y1 6 LD X2 圖 41 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖及語句表（a）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 （b）梯形圖 （c）語句表狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每一步包含三個(gè)內(nèi)容：本步驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容，轉(zhuǎn)移條件及指令的轉(zhuǎn)換目標(biāo)。當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時(shí)，就將實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即由上一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到下一個(gè)狀態(tài)執(zhí)行。RET 指令是用來復(fù)位 STL 指令的。STL 和 RET 指令只有與狀態(tài)器 S 配合才能具有步進(jìn)功能?！〔竭M(jìn)指令簡(jiǎn)介FX2N 系列的 PLC 共有基本指令 27 條，本文用到了LD、LDI 、OUT、AND、 ANI、OR、ORI、ORB、ANB、SET、RST、MPS、MRD、MPP 等基本指令 ，本節(jié) 主要介紹步進(jìn)指令。根據(jù)國外資料統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)控制中 80%都采用 PLC 來完成。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19　可編程控制器發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)目前，全世界約有 PLC 生產(chǎn)廠家約 200 家，生產(chǎn) 300 多個(gè)品種。（3）閉環(huán)過程控制，PLC 對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制應(yīng)用十分廣泛。（3）將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)18第 4 章　可編程控制器及順序控制　可編程控制器　可編程控制器的簡(jiǎn)介PLC（Programmable Logic Controller），是可編程邏輯控制器的縮寫。當(dāng)接觸器 KM9 接通時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車右行。因此，起動(dòng)電流特性好，從而減少了起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。當(dāng)板料達(dá)到設(shè)定長度時(shí)，喂料電機(jī)停止運(yùn)行。喂料電機(jī) D2 為雙速電機(jī)要實(shí)現(xiàn)高速、低速運(yùn)行則須接成圖 34 所示電路的三角形與雙星連接法 [9]。由于這種系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)容易、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，至今仍是機(jī)床和其它許多機(jī)械設(shè)備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學(xué)習(xí)更先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從最早的手動(dòng)控制到自動(dòng)控制，從簡(jiǎn)單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制設(shè)備，石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16從易觸電的硬接線繼電控制系統(tǒng)發(fā)展到以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為中心的軟件控制系統(tǒng)。圖 33　直動(dòng)式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖本設(shè)計(jì)所選位置開關(guān)為 DPS21 直動(dòng)式位置開關(guān)?！≈眲?dòng)式行程開關(guān)的選型直動(dòng)式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)見圖 33：1 推桿　2 彈簧　3 動(dòng)斷觸點(diǎn)　4 彈簧　5 動(dòng)合觸點(diǎn)。在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè)。 下 表 311 是 Q43630 型剪切刀的主要參數(shù)。綜合以上因素選擇了 Y280M24 型電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)見表 39。因此所需電動(dòng)機(jī)通常是具有較大功率的三相電動(dòng)機(jī)。 通 常 采 用 電 動(dòng) 機(jī) 在 YY接 法 下 高 速 運(yùn) 行 ， 在 △ 接 法 下 低 速 運(yùn) 行 的 方 法 。 （ 5） 加 工 速 度 ， 主 要 影 響 加 工 效 率 。開 卷 電 機(jī) 有 很 多 加 工 參 數(shù) :（ 1） 材 料 厚 度 ， 每 臺(tái) 開 卷 電 機(jī) 都 有 加 工 厚 度 的 上 下 限 ， 超 過 了 會(huì) 造 成 剪 切不 良 ， 甚 至 對(duì) 刀 具 造 成 損 傷 。如果容量選擇過小,就會(huì)發(fā)生長期過載現(xiàn)象，影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12　正確選擇電動(dòng)機(jī)的基本依據(jù)（1）根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動(dòng)對(duì)象選擇電動(dòng)機(jī)。根據(jù)變頻器（FRE500 ）的技術(shù)規(guī)格，小車送料的端口分配如表 35 所示 [7]。 FRE500 型變頻器是一款小型高性能通用型變頻器，采用磁通矢量控制可以實(shí)現(xiàn) 1Hz 運(yùn)行 150%轉(zhuǎn)矩輸出，內(nèi)置 RS485 通信接口，柔性 PWM 實(shí)現(xiàn)低噪音運(yùn)行。 　變頻器的選型 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源的控 制 裝 置 。 （4）動(dòng)作結(jié)實(shí)，使用板狀彈片，雖有強(qiáng)烈震動(dòng)亦不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，耐久性佳。200ppm/℃輸出電壓的實(shí)際溫度系數(shù) ＜℃/工作溫度范圍 30℃～100℃　電磁離合器的設(shè)計(jì)　電磁離合器的簡(jiǎn)介 基本原理：線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁力吸合“銜鐵”片，離合器處于接合狀態(tài)；線圈斷電時(shí)“銜鐵”彈回，離合器處于分離狀態(tài)。本設(shè)計(jì)所選位置傳感器為 LT 系列直線位移傳感器，其主要參數(shù)如表 33所示。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測(cè)量不同的阻值。表 32　EPC755A 型光電編碼器的主要參數(shù)主要參數(shù) 參數(shù)說明輸入電壓 0～70℃和 0～85℃時(shí)為 ～0～100℃時(shí)為 ～輸入電流 最大無負(fù)載電流為 100mA輸入波動(dòng) 在 0～100KHz 時(shí)，峰—峰之間為 100mV輸出波形 增量式，正交輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，A 通道的方波領(lǐng)先 B通道輸出電路 推挽輸出每通道最大驅(qū)動(dòng)電流 20mA，基準(zhǔn)脈沖 每轉(zhuǎn)一周輸出一個(gè)脈沖。（5）信號(hào)輸出形式，推挽式輸出方式由上下兩個(gè) NPN 型的三極管組成，當(dāng)其中一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí)，另外一個(gè)三極管則關(guān)斷。根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，可選擇分辨率通常在 500～6000PPR 的增量式光電編碼器， （2）精度，精度是一種度量在所選定的分辨率范圍內(nèi)，確定任一脈沖相對(duì)另一脈沖位置的能力。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長方形孔。 許 多 基 礎(chǔ) 科 學(xué) 研 究 的 障 礙 ， 首 先 就 在 于 對(duì) 象 信 息 的 獲 取 存 在 困 難 ， 而 一些 新 機(jī) 理 和 高 靈 敏 度 的 檢 測(cè) 傳 感 器 的 出 現(xiàn) ， 往 往 會(huì) 導(dǎo) 致 該 領(lǐng) 域 內(nèi) 的 突 破 。 在 利 用 信 息 的 過 程 中 ， 首 先 要解 決 的 就 是 如 何 獲 取 準(zhǔn) 確 可 靠 的 信 息 ， 比 如 ， 在 現(xiàn) 代 工 業(yè) 生 產(chǎn) 尤 其 是 自 動(dòng) 化 生產(chǎn) 過 程 中 ， 要 用 各 種 傳 感 器 來 監(jiān) 視 和 控 制 生 產(chǎn) 過 程 中 的 各 個(gè) 參 數(shù) ， 使 設(shè) 備 工 作 在正 常 狀 態(tài) 或 最 佳 狀 態(tài) ， 并 使 產(chǎn) 品 達(dá) 到 最 好 的 質(zhì) 量 。表 31　FX 2N系列 PLC 的基本單元型 號(hào) 繼電器輸出 　晶體管輸出 晶閘管輸出輸入點(diǎn)數(shù) 輸出點(diǎn)數(shù) 　　擴(kuò)展模塊可（DC24V,點(diǎn)） ?。≧、T，點(diǎn)） 用點(diǎn)數(shù)（點(diǎn)）FX2N16MR FX2N16MT FX2N16MS 8 8 24～32FX2N32MR FX2N32MT FX2N32MS 16 16 24～32FX2N48MR FX2N48MT FX2N48MS 24 24 48～120FX2N64MR FX2N64MT FX2N64MS 32 32 48～120FX2N80MR FX2N80MT FX2N80MS 40 40 48～120FX2N128MR FX2N128MT 64 64 48～120 本設(shè)計(jì)中輸入點(diǎn)設(shè)置為 12 個(gè)，輸出點(diǎn)設(shè)置為 13 個(gè)，為了滿足設(shè)計(jì)的控制要求選用了 FX2N32MR 型，其硬件電路如圖 31 所示。FX 2N32MR 速度塊功能強(qiáng)，它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá) , 內(nèi)置的用戶存儲(chǔ)器為 8K 步?？刂葡到y(tǒng)中需要 12 個(gè)輸入端口，13 個(gè)輸出端口。（4）運(yùn)料小車的運(yùn)行，包括卸載后自動(dòng)返回。手動(dòng)方式則是分別對(duì)送料、剪切、送料小車左行、送料小車右行、軌道電機(jī)運(yùn)行設(shè)置起動(dòng)按鈕對(duì)各個(gè)電機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作以便