【導(dǎo)讀】鑒于其種種優(yōu)點，目前，折板機的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代。因此，PLC控制技術(shù)已成為現(xiàn)代機械加工行業(yè)的一個熱點。它利用電磁閥改變送入汽缸兩端的高壓氣體方向從而產(chǎn)生不同的運動方向。體積大，線路復(fù)雜，不易維護的缺點。而PLC具有通用性強、編程簡單、外接。線少、可靠性高、易維·護等優(yōu)點，越來越多的應(yīng)用于各種設(shè)備。計氣動系統(tǒng)．選用S7—200CPU222控制器，并設(shè)計出相應(yīng)控制程序。該折板機工作性能穩(wěn)定、操作方便、經(jīng)濟適用，能很好地滿足中小。規(guī)模型材廠批量加工需要。折角的大小由左右的限位開關(guān)的位置決定。2)啟動設(shè)備，模板開始下移，下移到位時壓緊板料；3)接著左、右折板上折，上折到位壓動左、右限位開關(guān)時，停止上折并保壓2s；折板機的控制分為單步和單周期兩種工作方式。折板機在運行過程中可。左右折板應(yīng)返回到水平。以免兩者伐善摩擦而損壞模板和折板?？刂葡翟O(shè)計要求和生。產(chǎn)實際，確定總體方案。

　　

【正文】 圖 42 TX05C CC4068 集成電路 CMOS集成電路以其良好的性能，低微的功耗，工作電壓范圍寬，質(zhì)量可靠等諸多特點而顯示出強大的生命力，本模塊設(shè)計是采用 CC4068 CMOS集成電路， CC4068外引腳排列如圖 431，其是 8輸入端與非門 /與門電路，必須注意 13腳是與非門輸出端， 1腳 (與 13腳串接一個反相門 )是與門輸出端。本模塊設(shè)計中只需用到 5個輸入端，只有 A， B， C， D和 E全為 高 電第四章 安全保護模塊設(shè)計 23 平 時 ，則 Y為 低 電平 ， W為 高 電平。當(dāng) A， B， C， D和 E只要有任何 一個 或一個以上 為 低 電平時，則 Y為 高 電平， W為 低 電平。 邏輯表達式為 Y= EDCBA ???? 摧薦工作條件：電源電壓為 3～ 18V,工作溫度為 40～ 85℃ ，完全滿足長時間、惡劣的生產(chǎn)環(huán)境的生產(chǎn)要求。 CC4068的外引腳排列如圖 431，邏輯符號如圖 432所示 圖 431 CC4068外引腳排列圖 圖 432 CC4068邏輯符號 TLP521 光電耦合器 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電 — 光 — 電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引 腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等 。 論文中采用 TLP521 光電耦合器的主要作用是 實現(xiàn) 安全模塊 與 PLC 主機的電器隔離 ， 提高抗干擾性 。更重要的一點是實現(xiàn) 電平交換 ， 現(xiàn)場 傳感器電平信號較低， 光電耦合 把它 們變換成 PLC 主機要求的標準邏輯電平 。 TLP521 的結(jié)構(gòu)如圖 441 和內(nèi)部電路如圖 442 所示 CC 4068WABCDNCV ssHYFGE8V dd101113129141234567amp。13234591011121第四章 安全保護模塊設(shè)計 24 441 TLP521 442 TLP521 內(nèi)部電路圖 論文中 CMOS CC4068 電路輸出高電平約為 8V，而輸出低電平約為 1V，按入一個 300Ω的電阻 R6，經(jīng) TLP521 光電耦合器后輸出的電壓約為 22V，在 PLC 中能識別為高電平。而當(dāng) CC4068 輸出是低電平時，經(jīng) TLP521 后接入到 PLC，還是識別為低電平。這樣，就把 CC4068的高低電平轉(zhuǎn)換成 PLC 能識別的高低電平。 安全保護模塊工作原理 紅外對射式機床安全保護模塊接線如圖 45所示 R 1 ~ R 51 k Ω x 5紅 外 光 屏+ 9 VV d dO U TV s sTX05CRTX05CRTX05CRTX05CRTX05CRIC12IC22IC32IC42IC52IC11IC21IC31IC41IC51TX05CTTX05CTTX05CTTX05CTTX05CTABCDEV d dI C 4C C 4 0 6 8YV s sP L C 端 口I 0 . 7R 6 3 0 0 ?T L P 5 2 1圖45 安全保護模塊接線圖 電路主要由紅外發(fā)射模塊 、 接收模塊和 CC406 TLP521 光電耦合器、電阻等 組成。為達到安全要求 ， 本 模塊 用 5 對紅外發(fā)射、接收模塊 , 形成紅外保護光幕。 IC11 ～ IC51( TX05CT) 為紅外發(fā)射模塊 ， 內(nèi)部電路由電源管理器件、密碼電路、紅外線調(diào)制電路和中功率紅外發(fā)射二極管組成。經(jīng)密碼電路調(diào)制的紅外光信號 ， 通過光學(xué)玻璃及模塊正前方第四章 安全保護模塊設(shè)計 25 的小孔 ， 由紅外發(fā)射二極管向外發(fā)射。 IC12 ～ IC52 ( TX05CR)為配套的紅外線接收模塊 ，內(nèi)部電路由紅外接收電路、放大電路、解調(diào)處理電路及晶體三極管組成 ， 信號輸出采用集電極開路方式。當(dāng)操作者未進入危險區(qū)域時 ， 接收模 塊 IC12 ～ IC52 ( TX05CR) 接收到紅外發(fā)射模塊 IC11～ IC51 ( TX05CT)發(fā)射的紅外線 ， OUT 端內(nèi)部的晶體管截止 ， OUT 端為高電平 ， 8 輸入端與非門 /與門 IC4 (CC4068) 的 A， B， C， D 和 E 輸入端為高電平 ， 其 Y 端輸出為低電平 ，經(jīng) TLP521 光電耦合器后 接入到 PLC 端口 為低電平， 機床設(shè)備正常 工作。一旦有人的身體或其中的一部分進入危險區(qū)域 ， 勢必會遮斷紅外光束 ， 只要 IC12 ～ IC52 ( TX05CR)有一 個或是一個以上 沒有收到紅外指令 ， OUT 端內(nèi)部的晶體管導(dǎo)通 ， OUT 端翻轉(zhuǎn)為低電平 ， IC4 的 A， B， C， D 和 E 輸入端 有一個或一個以上 為低電平 ， Y 端輸出為高電平 ，經(jīng) TLP521 光電耦合器后 接入到 PLC 的 常閉繼電器 電平反轉(zhuǎn) 為高電平 ， 使 PLC 常閉端口 斷開， 機床設(shè)備立即制動停 機， 從而起到了安全保護作用。 第四章 安全保護模塊設(shè)計 26 設(shè)計總結(jié) 27 設(shè)計總結(jié) U 形折板機是型材加工的專用設(shè) 備，采用 PLC 控制，具有以下 優(yōu) 點 ： （ 1）機器性能穩(wěn)定，調(diào)整方便。在 U 形 板的加工 產(chǎn)品 中，只要隔一定時間抽樣檢測一批產(chǎn)品，檢查產(chǎn)品尺寸是否符合要求， U 形 板彎曲處是否 有 裂紋，如果產(chǎn)品質(zhì)量達標，說明機器工作性能穩(wěn)定，能連續(xù)高效生產(chǎn)；調(diào)整模板和限位開關(guān)可以加工不同大小的 U 形 板，同時控制程序設(shè)有單步、單周期和復(fù)位方式，加工調(diào)整方便。 （ 2）操作方便，穩(wěn)定可靠。 U 形折板機采用 PLC 控制，大大提高了系統(tǒng)工作可靠性、柔性，運行更加穩(wěn)定；操作面板簡潔，且用互鎖開關(guān)，同時控制程序設(shè)有誤操作時誤動作的禁止環(huán)節(jié)，操作使用方便可靠 。 （ 3）控制回路簡單，經(jīng)濟適用。氣動驅(qū)動回路簡單 ， 驅(qū)動控制系統(tǒng)成本相對較低，能適應(yīng)單件和大批量生產(chǎn)，能很好地滿足中小規(guī)模型材廠加工需要。 （ 4）系統(tǒng)安全 模塊 實現(xiàn)對人員和機器的雙重保護，同時對模板也起到了有效的保護，有效 減少了 折板作業(yè)的安全 事故 。從技術(shù)角度減輕了安全管理的難度，提高了公司安全管理水平，同時為員工改善了工作環(huán)境，有效保障了員工安全，在行業(yè)有 著 廣 闊 的推廣前景。 本系統(tǒng)設(shè)計中在某些方面還存在一些不足：在電氣 模塊設(shè)計 方面采用的是 電 氣動系統(tǒng)，雖然氣動系統(tǒng)相對液壓系統(tǒng)便宜 ，而且 在后期的維護 費用 也比液壓系 統(tǒng)維護費少 ，但是 由于氣體的壓縮性非常大，所以精確定位比較麻煩，而噪音也相對比較大，雖然有消音器但是效果并不是太 理想 ，且氣壓系統(tǒng)設(shè)備體積大，占地面積較大，相對于液壓系統(tǒng)來說氣壓系統(tǒng)耗能也比較大 。 參考文獻 28 參考文獻 [1] 張萬忠 .劉明芹 .電器與 PLC 控制技術(shù) .化學(xué)工業(yè)出版社 ， [2] 李芳園 .PLC 行業(yè)應(yīng)用實踐 .中國電力出版社 ， 20xx [3] 吳作明 .PLC 開發(fā)與應(yīng)用實用實例詳解 .北京航空航天大學(xué)出版社， [4] 宮淑貞，王冬青，徐世許 .可編程控制器原理級應(yīng)用 .人民郵電出版 社， [5] 周美蘭，周封，王岳宇 . PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計 (第 2 版 ). 科學(xué)出版社 ， [6] 柴瑞娟，陳海霞 . 西門子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用 .機械工業(yè)出版社， 20xx [7] 盧時平，楊振宇 .折板機技術(shù) . 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社 . [8] 西門子（中國）公司 S7200 可編程控制器選型手冊 [Z] [9] 楊公源 .可編程控制器（ PLC）原理與應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社， [10] 張運波 . PLC 梯形圖設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù) [J]長春工程學(xué)院學(xué)報 (自然科學(xué)版 ) , 20xx, (01) [11] 臺方 .可編程序控制器應(yīng)用教程 [M]． 中國水利水電出版社， 20xx [12] 王洪猛 .基于 PLC 的過程控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) [J] .自動化技術(shù)與應(yīng)用 , 20xx [13] 陳在平 .可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 [M]. 機械工業(yè)出版社， 20xx [14] 孫惠芹，劉南平，張材中 .傳感器入門 .科學(xué)出版社， 20xx [15] 楊幫文 .新編 CMOS4000 系列集成電路實用手冊 .機械工業(yè)出版社， [16] 吳振順 . 氣壓傳動與控制 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 致謝 29 致 謝 本設(shè)計從選題到最后完成，首先感謝自動 化學(xué)院的栽培，并非常感謝我的導(dǎo)師楊樂老師。楊老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和誨人不倦的精神永遠是我學(xué)習(xí)的榜樣，他富于開拓與創(chuàng)新的精神以及豐富的社會知識都給我留下了深刻的印象，使我在設(shè)計中受益匪淺，在此謹向楊老師致以深切的謝意！ 在論文的寫作中，還得到了其他老師和同學(xué)的悉心指點，在此表示衷心的感謝！在此還要感謝自動化專業(yè)的全體老師，感謝他們對我的培養(yǎng)，使我在大學(xué)這三年的學(xué)習(xí)生活中受益匪淺。由于個人能力有限，論文中難免存在不足和紕漏，希望各位老師、專家批評指正。 感謝家人的關(guān)心與支持！ 感謝評閱和閱讀本文的老師 為此付出的辛勤勞動！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師、教授！忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。 附錄 30 附錄： 指令表 附錄 31 附錄 32 附錄 33 附錄 34