基于plc的自動切紙機控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 18:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 通計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件，它的編程簡單，操作方便，維修簡單，而且不容易發(fā)生操作和編程錯誤。PLC的程序輸入可以直接顯示，若發(fā)現(xiàn)有誤，可以根據(jù)所需要的地址編號或者接點號進行搜索，或者程序?qū)ふ也⑦M行更改。根據(jù)其硬件和軟件的自診斷能力，維修人員可以很快的找到故障發(fā)生的部位。再者，PLC采用的匯編語言有梯形圖、功能圖表、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性是使編程變得簡單且廣泛的應(yīng)用和擴展。加強了機械傳動裝置設(shè)計方案的基本訓(xùn)練和設(shè)計方法[6]。以PLC為控制核心的自動化控制系統(tǒng)一定會成為顯示社會發(fā)展的主流。綜上所述，研究基于PLC為控制核心的自動切紙機的應(yīng)用更加變得切合實際而有意義。通過對一系列問題的剖析，提高對機電一體化知識的應(yīng)用能力，有機的將理論與實踐結(jié)合在一起[7]。在專業(yè)課程中必須掌握的知識、技能，由簡到繁、由淺入深展開講解，這不僅使學(xué)生較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)相應(yīng)的理論知識，還通過一些實例來介紹生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)既能學(xué)到電工基礎(chǔ)的知識，又能與實際相結(jié)合，達到學(xué)以致用的目的[8]。 第二章 切紙機控制系統(tǒng)的設(shè)計方案 切紙機控制系統(tǒng)的控制要求（1） 監(jiān)控畫面對整個系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控，當(dāng)按下啟動按鈕，指示燈顯示綠色，同時整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)生故障時，指示燈紅綠相間閃爍。當(dāng)按下停止按鈕時，系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)。（2） PC機和主站、從站之間采用N:N模式建立連接。（3）紙張所設(shè)定規(guī)格為50毫米，要求達到一定數(shù)量自動停止整個系統(tǒng)。 切紙機的加工工藝如下： （1）啟動設(shè)備，切紙機導(dǎo)輥從造紙機上接到紙板傳到預(yù)想的位置； （2）導(dǎo)輥停止導(dǎo)紙，當(dāng)紙板完全靜止在切紙機到預(yù)定的位置時，切刀開始切割，刀車運動到另一側(cè)后，刀車電機與切刀電機停止； （3）導(dǎo)輥向接紙傳送切割完畢的紙板； （4）紙張傳送結(jié)束，切紙機導(dǎo)輥又恢復(fù)高速，等待造紙機下一副紙板的到來。刀車再由另一側(cè)向原方向運動，從而進行下一次的切割過程，如此反復(fù)。 切紙機控制的硬件選型 PLC的類型選擇可編程控制器簡稱PLC，它的種類很多，可以從不同的角度進行分類。按照控制規(guī)模大致可分為微型機、小型機、中型機、大型機和特大型機。微型機的控制點僅有十幾點，比如德維森公司的V80系列PLC本體從16點到40點，西門子的LOGO僅10點。小型機控制點可達100多點，如OMRON公司的C60P可達148點，CQM1可達256點。而中型機的控制點可達500點以致幾千點，比如德國西門子公司的S7300機最多達521點等。大型機的控制點數(shù)一般在1000點以上，比如德維森公司的PPC22系列可擴展到2048點，OMRON公司的C1000H、CV1000，當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_1024點，比如美國的GE公司的9070機，其控制點數(shù)可達24000點，另外還有8000路的模擬量。按照結(jié)構(gòu)，可編程控制器可分為模塊式和箱體式兩大類。模塊式是按照功能分為若干模塊，比如輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等。模塊式功能單一，便于系統(tǒng)配置，使PLC更能物盡其用，達到更高的使用效率。箱體式的PLC是把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集中在一個小箱子內(nèi)。一個是主體箱，一個是擴展箱。目前市場上PLC的主流產(chǎn)品主要來自歐美日等國家。國內(nèi)的PLC生產(chǎn)廠家規(guī)模都不是太大，而且技術(shù)和機器性能和國外比起來有一定的差距?？紤]到顯示條件的制約，我們采用三菱FX系列PLC。三菱系列PLC對環(huán)境的適應(yīng)能力比較強，在惡劣的環(huán)境下運行也比較穩(wěn)定。其外部通信業(yè)比較簡單。同時由于是利用PLC驅(qū)動步進電機的運轉(zhuǎn)，能提高高速脈沖，所以應(yīng)當(dāng)要選擇晶體管輸出型的。所以我們選擇FX1N40MT，如圖21所示。圖21可編程控制器 步進電機的的工作原理及分類1. 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。通常電機的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場旋轉(zhuǎn)一個角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉(zhuǎn)動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。它具有結(jié)構(gòu)簡單、無累積誤差、跟蹤性能好、動態(tài)響應(yīng)快等特點，廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工設(shè)備、自動化生產(chǎn)線、自動控制儀表、計算機及辦公室自動化設(shè)備。其種類很多，如表21所示。 表21 步進電機分類表分類方式具體類型按力矩生產(chǎn)原理 反應(yīng)式：定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、步距角小，176。、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。 永磁式：永磁式步進電機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大（176?；?5176。）。按輸出力矩大小 混合式：混合式步進電機綜合了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對較高。 功率式：輸出力矩在按輸出力矩大小5~，可以直接驅(qū)動機床工作臺等較大負(fù)載。按定字?jǐn)?shù) 單定子式 雙定子式 三定子式 多定子式按各相繞組分布 徑向分布式：電機各相按照圓周依次排列。 軸向分布式：電機各相按照軸向依次排列。 步進電機是將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或者線位移。一是過載性好。其轉(zhuǎn)速不受負(fù)載大小的影響，不像普通電機，當(dāng)負(fù)載加大時就會出現(xiàn)速度下降的情況，步進電機使用時對速度
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