【正文】 以木材、石材連續(xù)加工為重要內(nèi)容的板材生產(chǎn)中，其作用和發(fā)展前景更顯得突出目前，在板材生產(chǎn)中，不論是木板切割、木板成型生產(chǎn)、石材切片生產(chǎn)、石材成型生產(chǎn)等都開始越來越廣泛地采用變頻調(diào)速技術(shù)。然而出于性價比以及結(jié)構(gòu)的考慮，本設(shè)計選擇了三菱的FX1S系列PLC，F(xiàn)X1S系列PLC把優(yōu)良的特點都融合進(jìn)一個很小的控制器中，并且能通過串行通信傳輸數(shù)據(jù)，所以它能用在緊湊型PLC不能使用的場合。 輸入輸出分配表編程軟件I/O端子電路器件控制功能輸入單元XOSB3鋸料行進(jìn)起動X1SQ1物料檢測X2SQ3末端發(fā)訊X3SQ2始端發(fā)訊X4SB1主軸起動X5SB2主軸停止X6SB4手動返回X7SB5長/短程控制X10PE氣壓檢測X11SQ4壓緊發(fā)訊X12SQ5壓緊發(fā)訊輸出單元Y1KA21鋸料行進(jìn)Y2KA22返回Y3KM1主軸起動Y4KA4壓料氣缸閥通過查閱PLC樣本，滿足輸入11點，輸出4點控制要求，選擇輸出方式為繼電器輸出方式，控制性能為數(shù)字量單元。PLC的應(yīng)用可使系統(tǒng)的控制和調(diào)整簡單，運行可靠、這不僅避免了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制線路體積龐大、故障率高、維護(hù)困難的缺點，又克服了單片機控制系統(tǒng)成本高，接口處理及編程相對復(fù)雜等缺點。實現(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、時間以及能源，更能夠極大的減少切割過程對于人體的傷害。并結(jié)合現(xiàn)代計算機技術(shù)和通信技術(shù)，提供了邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、PID控制和數(shù)據(jù)處理等多種功能。由此，通過以上的對比發(fā)現(xiàn)，PLC控制方案，對于控制過程的安全性、可靠性、抗干擾性等方面都有了大的提高。3）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。 8）價格：繼電控制邏輯使用機械開關(guān)、繼電器和接觸器，價格比較便宜。 7）可靠性和可維護(hù)性：繼電控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多。5）計數(shù)控制：PLC能實現(xiàn)計數(shù)功能，而繼電控制邏輯一般不具備計數(shù)控制功能。 4）限時控制：繼電控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進(jìn)行限時控制。觸點的開閉動作一般在幾十毫秒數(shù)量級。PLC由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。為保證切割質(zhì)量以及保護(hù)鋸盤，拖動電機采用變頻器驅(qū)動，實現(xiàn)調(diào)速。切割機構(gòu)返回到起始位置，SQ2動作——KAKA1失電（拖動機構(gòu)停止運行）。按下SB3——KA2得電（自鎖互鎖完成）——拖動電機正轉(zhuǎn)（鋸料行進(jìn)）。 短距控制起始位置，SQ2處于動作狀態(tài)。按下SB2——切割機構(gòu)停止運行。鋸料行進(jìn)過程中：切割機構(gòu)離開起始位置，SQ2復(fù)原。SB5鎖定長鋸，SB5斷開。每次返回前必須先停止鋸料行進(jìn)，延時12S然后返回，以減少電動機的反向起動電流。短程返回要求進(jìn)行物料檢測，當(dāng)鋸片離開物料后自動返回。只有當(dāng)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(jìn)。3）在對板材進(jìn)行切割前，需要對板材進(jìn)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)。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。在國外尤其是在日、美、德、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家獲得了廣泛應(yīng)用，是自動化電力拖動的發(fā)展方向。當(dāng)今社會，電動機的應(yīng)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 。因為板材切割機多用于切割木質(zhì)板材﹑石材﹑金屬等。 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(fù)雜，接線比較多，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護(hù)費用大。 sheet metal cutting目錄摘要 I關(guān)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(shè)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(shè)計 9 PLC控制與繼電器控制比較 9 PLC的設(shè)計的背景 10 PLC的選取 11 PLC邏輯設(shè)計方案圖 13 程序設(shè)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(shè)計 17 變頻器調(diào)速原理 17 變頻調(diào)速手動控制的設(shè)計 18 手動控制接線方案 18 變頻調(diào)速器的設(shè)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(shè)計示意圖 24 參考文獻(xiàn) 26 結(jié)束語 27 致謝 28 附錄 29 1 緒論在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域中，板材切割是成品加工過程中最為重要的步驟。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(shù)、電力電子(或稱功率電子)技術(shù)和電機傳動技術(shù)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(fù)荷大小而變化，可節(jié)約大量的電能。從而設(shè)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。 frequency conversion。隨著新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)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。板材切割機是一種應(yīng)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。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。它采用最新微機控制技術(shù)、電力電子(或稱功率電子)技術(shù)和電機傳動技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)交流電機的無級調(diào)速。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(jì)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(yīng)用。2）在對板材切割時，切割機構(gòu)需要行進(jìn)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)。 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(shè)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。返回控制應(yīng)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。2） 主軸起動后，在開鋸料行進(jìn)前不必再進(jìn)行手動壓料操作，應(yīng)直接開料行進(jìn)，在鋸料行進(jìn)前自動壓緊物料，壓緊后鋸料行進(jìn)自動進(jìn)行。 3 板材切割機繼電器邏輯設(shè)計 控制原理圖 繼電器邏輯設(shè)計方案控制原理圖 繼電器控制邏輯部件對應(yīng)功能名稱功能名稱功能名稱功能KM1主軸SQ1短距鋸料檢測SB1主軸起動KA1短程返回標(biāo)志SQ2鋸料起始端SB2主軸停止KA2鋸料前進(jìn)SQ3鋸料末端SB3鋸料行進(jìn)KA3鋸料返回SQ4物料壓緊完成SB4鋸料返回KA4壓緊進(jìn)氣閥SQ5物料壓緊完成SB5長鋸/短鋸KT短程返回定時SB7壓料氣缸壓SB6壓料氣缸松 繼電器控制原理 長鋸控制起始位置，SQ2處于動作狀態(tài)。按下SB3——KA2得電（KA2自鎖互鎖完成）——拖動電機正向轉(zhuǎn)（鋸料行進(jìn)）。切割機構(gòu)返回到起始位置，SQ2動作——KA3失電（拖動機構(gòu)停止運行）。為保證切割質(zhì)量以及保護(hù)鋸盤，拖動電機采用變頻器驅(qū)動，實現(xiàn)調(diào)速。按下SB1——KM1得電（自鎖，KM1常開閉合）——主軸啟動（切割機構(gòu)工作）。SQ1重新檢測到物料，發(fā)生動作——KT失電?？扇∠掳宀摹６鳳LC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為“軟接線”，其連線少，體積小，加之PLC中每只軟繼電器的觸點數(shù)理論上無限制，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。 3）控制速度：繼電控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低。PLC內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步，不會出現(xiàn)抖動問題。PLC使用半導(dǎo)體集成電路作定時器，時基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時值，然后由軟件和硬件計數(shù)器來控制定時時間，定時精度小于10ms且定時時間不受環(huán)境的影響。而用PLC完成一項控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計完成以后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計（包括梯形圖和程序設(shè)計）可以同時進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。PLC還配備有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。2）配套齊全，功能完善，適用性強。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。它實現(xiàn)了傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)。在板材的切割過程中，為了保證切割的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也為了降低企業(yè)產(chǎn)品的成本，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，減少切割過程對于人體的傷害。切割的大部分工序可采用可編程序控制器( PLC) 作為核心控制組件的控制系統(tǒng)全部自動完成。根據(jù)以上的分配，做出輸入輸出分配表。從配置和軟件上面說，日系和德國的差距很大，比如通信速度、內(nèi)存大小、浮點運算能力，特別是軟件上，日系的比西門子至少落后幾年。變頻調(diào)速技術(shù)由于其良好的調(diào)速平滑性、穩(wěn)定性和可控制性以及良好的節(jié)能性，在現(xiàn)代工業(yè)機械中已獲得越來越廣泛的應(yīng)用。除了這兩個部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電