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正文內(nèi)容

基于plc的全自動剪板機的控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文1doc(編輯修改稿)

2024-07-22 23:29 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 I),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。開關(guān)量是指,只有開和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指,連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下:開關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量:按信號類型分,有電流型(420mA,020mA)、電壓型(010V,05V,1010V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。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。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受到最大的底板或機架槽數(shù)限制。5 電源模塊  PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VDC)。6 底板或機架  大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個整體。7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備1) 編程設(shè)備:編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計算機(運行編程軟件)充當(dāng)編程器?! ?) 人機界面:最簡單的人機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,由計算機(運行組態(tài)軟件)充當(dāng)人機界面非常普及?!?) 輸入輸出設(shè)備:用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù),如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器,輸入模擬量的電位器,打印機等。8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此,網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點說法。  PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息,形成一個統(tǒng)一的整體,實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS232接口,還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信,還未實現(xiàn)互操作性,IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標準,PLC各廠家均有采用。 全自動切割機控制系統(tǒng)機械部分電氣部分送料機構(gòu)壓料機構(gòu)卸料機構(gòu)小車機構(gòu)PLC電機電路工作電路工作電源軟件部分圖3 總體設(shè)計方案簡圖對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)??刂葡到y(tǒng))來講,選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。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)模的擴展;其次,針對不同網(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)標準的協(xié)議、機制的前提下進行;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)標準?! 閷崿F(xiàn)自動化必須根據(jù)板材自動精確切割加工的工作特點及動作要求進行設(shè)計,因此本方案采用了可編程控制器來實現(xiàn)對自動切割機的控制,設(shè)計思想如圖3所示。 3 自動切割機的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)主電路設(shè)計 1 設(shè)計進料機構(gòu)E用交流電機帶動送料皮帶,傳送皮帶送料只向一個方向運動,只要求電機向一個方向旋轉(zhuǎn)即可,輕負載小工率電動機可直接起動,用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。使待切割秸稈自動快速穩(wěn)定地輸送到剪切位置。2 設(shè)計壓料機構(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動,要求帶動壓塊的電動機具有正反轉(zhuǎn)運動,控制電路有聯(lián)鎖保護、用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。圖4 電機正反轉(zhuǎn)主電路所謂聯(lián)鎖控制是指,凡是生產(chǎn)線上某些環(huán)節(jié)或一臺設(shè)備的某些部件之間具有相互制約或相互配合的控制均稱為聯(lián)鎖控制,聯(lián)鎖控制包括:自鎖控制、互鎖控制、正常工作與點動的聯(lián)鎖控制、實現(xiàn)按順序工作時的控制。電機正反轉(zhuǎn)就需要互鎖控制。3 切割刀 剪切刀有兩種運動,下行切斷板料,然后上升復(fù)位,帶動剪切刀機構(gòu)的電動機也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn),用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。根據(jù)電機控制要求,其電機正反轉(zhuǎn)主電路圖如圖4所示,程序流程框圖如圖5所示。圖5 電機正反轉(zhuǎn)程序流程框圖電機正反轉(zhuǎn)控制PLC設(shè)計討論:1)電力拖動是指對電動機的控制,采用繼電器接觸器控制,都有自己的基本控制電路。采用PLC控制也應(yīng)該有自己的基本控制環(huán)節(jié),為此而提出電機正反轉(zhuǎn)控制PLC設(shè)計討論,尋找其較好的控制方案。2)繼電器接觸器電氣控制原理: 繼電器接觸器電氣控制原理如圖6所示。上、下兩圖比較,不管是電器元件、觸點數(shù)量、連接導(dǎo)線的數(shù)量都是一樣的,分別是5只、9個、13條。按鈕連線也是6根,但上圖的按鈕和接觸器連線較集中,從維修的角度看要比下圖優(yōu)越。3)元件的代號意義SB0——帶磨姑頭急停按鈕。5SB5SB2——正反轉(zhuǎn)啟/停按鈕。5KM1——正轉(zhuǎn)接觸器。5KM2——反轉(zhuǎn)接觸器。其中的5KM1和5KM2要求選用帶機械聯(lián)鎖的交流接觸器。圖6 繼電器接觸器電氣控制原理4) 電器元件的工作情況正轉(zhuǎn)啟動——撳5SB1,5KM1得電動作,其中一個觸點自鎖,另一個觸點則用于互鎖,即斷開5KM2的線圈回路。 反轉(zhuǎn)啟動——撳5SB2,首先是5KM1失電,其互鎖觸點恢復(fù)閉合,才是5KM2得電動作,其中一個觸點自鎖,另一個觸點則用于互鎖,即斷開5KM1的線圈回路。 再次正轉(zhuǎn)啟動——撳5SB1,首先是5KM2失電,其互鎖觸點恢復(fù)閉合,才是5KM1得電動作,其中一個觸點自鎖,另一個觸點則用于互鎖,即斷開5KM2的線圈回路。4 設(shè)計小車送料裝置為實現(xiàn)秸稈自動輸送到下一工位并返回,可采用交流電通過帶傳動帶動驅(qū)動軸,驅(qū)動行走輪來完成小車往返各機構(gòu)的運動動力來自電機,根據(jù)控制的特點和經(jīng)濟性要求,用交流電機來實現(xiàn)進料、小車送料、托架下料,采用伺服電機控制擋料器精確定長。伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。而且永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,主要優(yōu)點有:1)無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養(yǎng)要求低。2)定子繞組散熱比較方便。3)慣量小,易于提高系統(tǒng)的快速性。4)適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。伺服的額定速度比一般異步電機高的多,并且可以控制轉(zhuǎn)速和位移,而一般的變頻器只側(cè)重于轉(zhuǎn)速
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