【正文】 10 OT Y 7 11 RDS 12 AN/ X 7 13 AN/ Y 6 14 OT Y 5 15 POPS 16 AN X 6 17 OT R 2 18 ST R 2 19 OT Y 0 20 ST R 2 21 AN X 2 22 OT R 3 23 ST R 3 24 AN/ Y 2 25 OT Y 1 26 ST R 3 27 AN X 4 28 OT R 4 21 29 ST R 4 30 AN/ Y 4 31 OT Y 3 32 ST R 4 33 AN X 8 34 OT R 5 35 ST R 5 36 AN/ Y 1 37 OT Y 2 38 ST R 5 39 AN/ Y 3 40 OT Y 4 41 ST R 5 42 AN/ C 100 43 OT R 6 44 ST R 5 45 AN/ C 100 46 OT R 2 47 ST R 6 48 ST R 5 49 CT 100 50 K 40 51 ST R 6 52 AN/ Y 5 53 OT Y 6 54 ST R 6 55 AN X 3 56 AN X 5 57 OT R 0 58 ED 22 4 結(jié)束語 自動(dòng)切割機(jī)是一種精確控制秸稈切割 尺寸 ,將長的秸稈進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)切割 加工 ,并由送料車運(yùn)送到下一工序的自動(dòng)化加工設(shè)備，其整個(gè)工藝過程很符 合順序控制的要求，所以，在控制過程中，采用可編程控制器對(duì) 自動(dòng)切割 機(jī)進(jìn)行控制。 圖 10 自動(dòng)切割 機(jī) PLC控制系統(tǒng) I/O端子分配圖 把現(xiàn)場開關(guān)輸入設(shè)備按編號(hào)接在 PLC的輸入端子上，相應(yīng)的輸出設(shè)備接在輸出端子上。本設(shè)計(jì)中假設(shè)小車可最多載 40根秸稈 。主控單元還具有 8個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)管 理等功能。 中斷功能 手動(dòng)可調(diào)數(shù)值輸入功能 只要在小旋具或螺絲刀調(diào)節(jié)面板上的 螺桿的旋轉(zhuǎn)角，即可從外部方便的改變其內(nèi)部寄存器中所存的數(shù)值，數(shù)值范圍可在 0～ 256 之間改變， 在 FP1 中還有其他一些特殊功能，如時(shí)鐘日歷、掃描時(shí)間設(shè)置、口令保護(hù)、看門狗等。 2 脈沖輸出功能 FP1 型 PLC 中晶體管輸出型可輸出頻率可調(diào)脈沖，最高脈沖頻率大 5000 Hz。另外， FP1還有功能完備的編程工具，利用這些工具，我們可以方便的進(jìn)行編程和實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。產(chǎn)品型號(hào)以 C字母開頭代表主控單元或稱主機(jī)，以 E字母開頭代表擴(kuò)展單元或稱擴(kuò)展機(jī)，后面跟的數(shù)字代表 I/O點(diǎn)數(shù)。編輯工具的功能強(qiáng)大，無論是手持編程器還是編程工具軟件，其編程可監(jiān)控能力都很強(qiáng)。 PLC控制器的選擇 在此設(shè)計(jì)中，采用日本松下公司生產(chǎn)的 FP1— C24系列 PLC系統(tǒng) 作為主機(jī) 。由于可編程控制器是低壓直流輸出 ,所以 ,我們使用中間繼電器作為控制器輸出的第 1 級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,通過繼電器的觸電控制大功率接觸器的通斷 ,從而控制交流電機(jī)的起、停。通過控制主電機(jī)傳動(dòng)路線中的電磁離合器 ,控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀具完成向下剪切秸稈 ,撤回利用彈簧完成。KM1~KM7為接觸器， KM1是緊急停止接觸器 ,KM2控制蜂鳴器 ,KM3~KM7分 別控制送料、壓塊、剪切和小車電機(jī)。 3） 慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 反轉(zhuǎn)啟動(dòng) —— 撳 5SB2，首先是 5KM1失電，其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，才是 5KM2得電動(dòng)作，其中一個(gè)觸點(diǎn)自鎖，另一個(gè)觸點(diǎn)則用于互鎖，即斷開 5KM1的線圈回路。 5KM1—— 正轉(zhuǎn)接觸器。上、下兩圖比較，不管是電器元件、觸點(diǎn)數(shù)量、連接導(dǎo)線的數(shù)量都是一樣的，分別是 5只、 9個(gè)、 13條。 根據(jù)電機(jī)控制要求，其電機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路圖如圖 4所示，程序流程框圖如圖 5所示。 2 設(shè)計(jì)壓料機(jī)構(gòu) B 壓塊 B的作用是壓緊秸稈，以利于切割刀切斷秸稈 ，壓塊 B又上升和下降兩種運(yùn)動(dòng)，要求帶動(dòng)壓塊的電動(dòng)機(jī)具有正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，控制電路有聯(lián)鎖保護(hù)、用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的 擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC與 PLC 之間、 PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 2） 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 除了上述通用 I/O外，還有特殊 I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 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。 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。 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。毫秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)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(duì)某些 I/O快速響應(yīng)的設(shè)備，則采取相應(yīng)的處理措施。 PLC的串行工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。在此輸入映象寄存器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 當(dāng) PLC處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。 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。 存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序以及工作數(shù)據(jù)。 3 CPU的構(gòu)成 CPU是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收 并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC），現(xiàn)在，仍常常將 PLC簡稱 PC。以下 對(duì) PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識(shí) 做 一簡介 。它是一種將計(jì)算機(jī)技，自動(dòng)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(dòng)控制設(shè)備 ,不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)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。 6 卸下后 , 再起動(dòng)小車左行 , 重新返回切割 機(jī)下 , 開始下一車的工作循環(huán)。當(dāng)壓塊到位 , 秸稈 壓緊時(shí) , 壓塊下限開關(guān) SQ3閉合 。小車運(yùn)行到位 , 限位開關(guān) SQ5 閉合 ,小車停車。送料機(jī)構(gòu) E、壓塊 B、切割 刀 A和送料小車分別由四臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 剪板機(jī) 結(jié)構(gòu)原理 4 剪板機(jī)是借于運(yùn)動(dòng)的上刀片和固定的下刀片 ,采用合理的刀片間隙 ,對(duì)各種厚度的金屬板材施加剪切力 ,使板材按所需要的尺寸斷裂分離 的設(shè)備 ，其結(jié)構(gòu)及原理如圖 1 所示。 7 具備斷電保護(hù)和來電恢復(fù)功能。 3 定切割 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(dòng)值。切割角較小的切割 機(jī)需要較大的動(dòng)力。 在評(píng)價(jià) 剪板機(jī) 時(shí)需要考慮的一個(gè)因素是指定的工作需要多大的切割能力。 閘式 剪板機(jī) 利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)操縱動(dòng)刀片向下移動(dòng)到一定的位置，使動(dòng)刀片在整個(gè)行程內(nèi)幾乎與定刀片保 持平行。 全自動(dòng) 剪板機(jī) 系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè) 中 ,秸稈長度的檢測，秸稈 進(jìn)料、壓緊、走刀、落料、長度調(diào)整等過程必須按 一定的節(jié)拍控制精確度動(dòng)作，而且不同長度、不同厚度、不同材料的秸稈 ,各動(dòng)作行程、先后順序、刀具位置等要 求都不一樣，對(duì)于這樣的控制要求 ,傳統(tǒng)控制柜很難實(shí)現(xiàn) ,綜合考慮設(shè)備的性能 /價(jià)格比，顯示直觀性、外表美觀性、靈活性等諸方面因素 ,本設(shè)計(jì)采用可編程控制器，根據(jù)秸稈自動(dòng)切割 機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。 隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制功能不斷增強(qiáng)，可編程程序控制器還可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，模擬量控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等，并通過數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類 型的機(jī)械生產(chǎn)過程。早期的可編程控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，因而稱為可編程程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡稱 PLC。 隨著可編程控制器技術(shù)的發(fā)展 ,傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的控制柜逐漸被新一代的智能化儀表 所代替 ,對(duì)于日益復(fù)雜的控制功能 ,傳統(tǒng)控制柜顯得無能為力 ,而可編程控制器具有可編程序的特點(diǎn) ,運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)要求 ,自動(dòng)選擇控制算法、適應(yīng)性強(qiáng)、可編程控制器采用軟件代替硬件的方法 ,可以簡化線路 ,使控制設(shè)備的性能價(jià)格比不斷提高 ,本設(shè)計(jì)的研究目的 ,在于探索在秸稈的自動(dòng)切割 中 ,應(yīng)用可編程控制技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)秸稈切割 的自動(dòng)控制。 也 可以按剪切形式及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分類，有兩種結(jié)構(gòu)形式常用于電動(dòng)龍門剪床：閘式（也叫滑塊式）和擺式。這種結(jié)構(gòu)不再需要利用凹字形導(dǎo)向條或滑道使刀片在切割 過程保持合適的姿勢。如果落在切割 機(jī)后面的零件比較短（小于 4’ ()），可能出現(xiàn)切割長度不均勻問題。 2 進(jìn)料 ,由 控制系統(tǒng)控制進(jìn)料機(jī)構(gòu)將秸稈 自動(dòng)輸送到位。 6 秸稈的尺寸設(shè)定、自動(dòng)計(jì)數(shù)及每車秸稈 數(shù)的預(yù)設(shè)定。 10 具有良好的人機(jī)操作界面 。 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秸稈 ；SQ4 檢測剪切刀 A 的狀態(tài) ； SQ7 為光電接近 開關(guān) , 檢測秸稈 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。 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(dòng)送料小車。 3 壓塊電機(jī)啟動(dòng) ,使壓塊