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正文內(nèi)容

基于plc的全自動(dòng)剪板機(jī)的控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1doc(編輯修改稿)

2024-07-22 23:29 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(hào),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(hào)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(diǎn)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(jī)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(shí),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(jī)架  大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,其作用是:電氣上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊,機(jī)械上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個(gè)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(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件,用于編程、對(duì)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(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行編程軟件)充當(dāng)編程器?! ?) 人機(jī)界面:最簡(jiǎn)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(lái)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?!?) 輸入輸出設(shè)備:用于永久性地存儲(chǔ)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(jī)等。8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)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(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著,甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)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(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。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(shí)現(xiàn)互操作性,IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn),PLC各廠家均有采用。 全自動(dòng)切割機(jī)控制系統(tǒng)機(jī)械部分電氣部分送料機(jī)構(gòu)壓料機(jī)構(gòu)卸料機(jī)構(gòu)小車機(jī)構(gòu)PLC電機(jī)電路工作電路工作電源軟件部分圖3 總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)??刂葡到y(tǒng))來(lái)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(lái)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(chǎng)環(huán)境適用性等具體問(wèn)題,確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)?! 閷?shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須根據(jù)板材自動(dòng)精確切割加工的工作特點(diǎn)及動(dòng)作要求進(jìn)行設(shè)計(jì),因此本方案采用了可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)切割機(jī)的控制,設(shè)計(jì)思想如圖3所示。 3 自動(dòng)切割機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)進(jìn)料機(jī)構(gòu)E用交流電機(jī)帶動(dòng)送料皮帶,傳送皮帶送料只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),只要求電機(jī)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)即可,輕負(fù)載小工率電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng),用熔斷器和熱繼電器作短路、過(guò)載保護(hù)。使待切割秸稈自動(dòng)快速穩(wěn)定地輸送到剪切位置。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(guò)載保護(hù)。圖4 電機(jī)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(tái)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(diǎn)動(dòng)的聯(lián)鎖控制、實(shí)現(xiàn)按順序工作時(shí)的控制。電機(jī)正反轉(zhuǎn)就需要互鎖控制。3 切割刀 剪切刀有兩種運(yùn)動(dòng),下行切斷板料,然后上升復(fù)位,帶動(dòng)剪切刀機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn),用熔斷器和熱繼電器作短路、過(guò)載保護(hù)。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。圖5 電機(jī)正反轉(zhuǎn)程序流程框圖電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC設(shè)計(jì)討論:1)電力拖動(dòng)是指對(duì)電動(dòng)機(jī)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(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC設(shè)計(jì)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(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。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(hào)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(jī)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(dòng)——撳5SB1,5KM1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5KM2的線圈回路。 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。 再次正轉(zhuǎn)啟動(dòng)——撳5SB1,首先是5KM2失電,其互鎖觸點(diǎn)恢復(fù)閉合,才是5KM1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5KM2的線圈回路。4 設(shè)計(jì)小車送料裝置為實(shí)現(xiàn)秸稈自動(dòng)輸送到下一工位并返回,可采用交流電通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸,驅(qū)動(dòng)行走輪來(lái)完成小車往返各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力來(lái)自電機(jī),根據(jù)控制的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性要求,用交流電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、小車送料、托架下料,采用伺服電機(jī)控制擋料器精確定長(zhǎng)。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。而且永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較,主要優(yōu)點(diǎn)有:1)無(wú)電刷和換向器,因此工作可靠,對(duì)維護(hù)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(jī)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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