【正文】 計(jì)數(shù)器對(duì)每車板料進(jìn)行計(jì)數(shù)，其值由用戶根據(jù)需要設(shè)定。其端子的對(duì)應(yīng)輸 入輸出為： 輸入： SB1— X0 SB2— X1 SQ1— X2 SQ2— X3 SQ3— X4 SQ4— X5 SQ5— X6 SQ6— X7 SQ7— X8 輸出： KM1— Y0 KM2— Y1 KM2ˊ — Y2 KM3— Y3 KM3ˊ — Y3 KM4— Y5 KM4ˊ — Y6 HL1— Y7 第二節(jié) 系統(tǒng)的軟件 分析可知，本系統(tǒng)是一個(gè)多工步的順序控制系統(tǒng)，運(yùn)用模塊化程序結(jié)構(gòu) ,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便等優(yōu)點(diǎn)。其輸入輸出端子分配如圖 10所示。 KM1控制送料機(jī)構(gòu)電機(jī)的接觸器； KM KM2ˊ控制壓塊電機(jī)的接觸器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制壓塊壓緊和放松板料； KM KM3ˊ分別控制剪切電機(jī)的接觸器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制剪切刀上下運(yùn)行； KM4和 KM4ˊ控制送料小車電機(jī)的接觸器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn) ,從而控制小車的左行和右行。 、 I/O 端子分配 1 輸入設(shè)備 限位開(kāi)關(guān) : SQ1, SQ2, SQ3,SQ4,SQ5, SQ6, SQ7 系統(tǒng)的停止啟動(dòng)按鈕 : SB1, SB2 2 輸出設(shè)備 一塊板料剪切完成并落入小車時(shí) , 光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) SQ7合一次 ,計(jì)數(shù)器作減 1計(jì) 數(shù)。同時(shí)通過(guò) PC 機(jī)可對(duì) PLC 進(jìn)行梯形圖程序的編輯、狀態(tài)監(jiān)控等。 在主控單元內(nèi)含有高速計(jì)數(shù)器，可輸入的脈沖頻率高達(dá) 5000Hz，并能同時(shí)輸入兩路脈沖，晶體管輸出型 PLC 可輸出頻率可調(diào)的脈沖信號(hào)。 17 FP1— C24 型可編程控制器的主控單元外型圖如圖 8 所示，主控單元的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)為 16/8，其工作電壓 24V DC。該功能可以使 PLC 捕捉到瞬間的窄脈沖，這在故障檢測(cè)中十分有用。 3 可調(diào)輸入延時(shí)濾波 為提高可靠性，在 FP1 的輸入端采用了可調(diào)輸入延時(shí)濾波 ，它可以減少應(yīng)機(jī)械開(kāi)關(guān)抖動(dòng)帶來(lái)得不可靠性。 FP1 雖屬于小型 PLC，但卻包含了大中型 PLC 的許多功能，可以說(shuō)它是“麻雀雖小五臟具全”他的特殊功能主要 有以下幾方面： 1 高速計(jì)數(shù)功能 FP1 內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，最高計(jì)數(shù)頻率可達(dá) 10000 Hz。即使是使用手持編程器 ,也可以實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)控功能。 圖 35 松下 電工 FP1— C24 系列 主機(jī)面板圖 16 圖 36 FP1 可編程序控制器輸入 /輸出電路的基本結(jié)構(gòu) FP1 的指令系統(tǒng)十分強(qiáng)大，共有 190 多條指令，除基本的邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理 數(shù)制轉(zhuǎn)換指令之外，還有中斷、子程序調(diào)用、步進(jìn)控制、電子凸輪控制、速度及位置控制等特殊功能指令。該產(chǎn)品包括 C14～ C72 六款主控單元和 E8～ E40 四款擴(kuò)展單元， 主機(jī)有 點(diǎn)六種 ,還有 點(diǎn)四種擴(kuò)展單元 。 FP1 屬于小型機(jī)。 強(qiáng)大 、 統(tǒng)一的編程工具 ,是 設(shè)計(jì)人員的最佳選擇。 程序容量高達(dá) 2700 步 /500 步 ，小型機(jī)一般都達(dá)到 3 千步左右，最高可達(dá) 5 千步，而大型機(jī)最大也只有 60 千步。 日本松下電工公司的 FP 系列 PLC 是可編程控制器市場(chǎng)上的后起之秀，它具有豐富的指令系統(tǒng)，即使是小型機(jī)也有近 200 條指令。采用可編程控制器較好地解決 了這一問(wèn)題 , 它不僅減少了系統(tǒng)的硬件接線 , 提高了工作可靠性 , 而且在加工工藝改變時(shí) , 只需修改程序 , 就可適應(yīng)新的加工要求 , 大大提高了工作效率。執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電磁離合器、制動(dòng)器需要采用專用輸出驅(qū)動(dòng)控制電路。 圖 34 控制系統(tǒng)的主電路圖 其中 ,1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可采用光電、開(kāi)關(guān)量控制。為了防止慣性造成連續(xù) 剪切需要控制制動(dòng)器剪切一次制動(dòng)一次。 2）刀具剪切控制 ,執(zhí)行器件為電磁離合器和電磁制動(dòng)器。 FR1~FR5 都采用熱敏電阻作為測(cè)量元件的熱繼電器 ,FR FR3 的設(shè)定值取送料和剪切電機(jī)上限溫度的 95%,當(dāng)?shù)竭_(dá)此溫度時(shí)進(jìn)行閃光報(bào)警。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的控制，采用圖 7 所示主電路 ,控制對(duì)象為 4 臺(tái)電機(jī)和一個(gè)蜂鳴器。 4） 適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。 2） 定子繞組散熱比較方便。 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。 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。 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(kāi) 5KM2 的線圈回路。 圖 33 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13 互鎖，即斷開(kāi) 5KM2 的線圈回路。 5KM2—— 反轉(zhuǎn)接觸器。 5SB 5SB2—— 正反轉(zhuǎn)啟 /停按鈕。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。 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。 圖 32 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1 2 3 4ABCD4321DCBA開(kāi)始輸出口初始化，關(guān)閉電機(jī)按下啟動(dòng)按鈕了嗎？電機(jī)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)到限了嗎？松開(kāi)啟動(dòng)按鈕了嗎？關(guān)閉電機(jī)Y關(guān)閉電機(jī)，延時(shí) 8 秒電機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)到限了嗎？松開(kāi)啟動(dòng)按鈕了嗎？關(guān)閉電機(jī)Y關(guān)閉電機(jī)，延時(shí) 8 秒NNNNYYYN12 路。 3 剪切刀 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)。 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)。 圖 31 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。使待剪板料自動(dòng)快速穩(wěn)定地輸送到剪切位置。 為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須根據(jù)板材自動(dòng)精確剪切加工的工作特點(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)剪板機(jī)的控制，設(shè)計(jì)思想如圖 3 所示。 圖 22 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)模控制系統(tǒng) )來(lái)講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。多數(shù) PLC9 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。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。 3） 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(xiě)入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。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。 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。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 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。 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型8 （ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 開(kāi)關(guān)量是指 ， 只有開(kāi)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。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 4 I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（ I/O）完成的。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。 我們?cè)诖?不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電 路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。如選用高速 CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速記數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。 PLC 的掃描時(shí)間取決于 I/O 掃描速度和用戶程序的長(zhǎng)短，以及程序使用的指令類型。 由于 PLC 采用掃描工作過(guò)程，所以在程序的執(zhí)行階段即使發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一個(gè)周期的輸入采樣階段才能改變。循環(huán)掃描的工作方式是 PLC 的一大特點(diǎn)，也可以說(shuō) PLC 是串行工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)并行工作有質(zhì)的區(qū)別。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化， 其映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一次掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。在此階段，順序輸入所有端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存所對(duì)應(yīng)的映象寄存器。在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、到程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。 同信操作服務(wù)階段， PLC 與一些智能模塊通信，響應(yīng)程序器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。PLC 的掃描過(guò)程如圖 2。 PLC 常用的存儲(chǔ)類型有RAM 、 ROM、 EPROM、 EEPROM。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。模塊式PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指5 令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型 的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 的定義有許多種。 1968 年美國(guó) GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。 PLC 的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。目前，世界上有 200 多廠家生產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車（ 23%）、糧食加工（ %）、化學(xué) /制藥（ %）、金屬 /礦山（ %）、紙漿 /造紙（ %）等行業(yè) 。因此 ,將 PLC 應(yīng)用于該控制 ,完全能滿足技術(shù)要求，且具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。采用可編程控硬件制器較好地 解決了這一問(wèn)題。 板料的長(zhǎng)度 L 可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整 , 每一車板料的數(shù)量可預(yù)先設(shè)定。 5 當(dāng)小車上的板料夠數(shù)時(shí) , 起動(dòng)小車控制電動(dòng)機(jī) , 帶動(dòng)小車右行 ,將切好的板料送至下一工序。 4 剪切刀電動(dòng)機(jī)起動(dòng) , 控制剪刀下落。 3 壓塊電機(jī)啟動(dòng) ,使壓塊 B 壓下 , 壓塊上限開(kāi)關(guān) SQ2 閉合。 2 起動(dòng)送料機(jī)構(gòu) E 帶動(dòng)板料 C 向右移動(dòng)。 1 首先檢查限位開(kāi)關(guān) SQ6 的狀態(tài) ,若小車空載 , 系統(tǒng)開(kāi)始工作 , 起動(dòng)送料小車。系統(tǒng)未動(dòng)做時(shí) , 壓塊及剪切刀的限位開(kāi)關(guān) SQ SQ3 和 SQ4 均斷開(kāi) , SQ SQ7也是斷開(kāi)的。 SQ SQ3 分別檢測(cè)壓塊 B 的狀態(tài)，檢測(cè)壓塊是否壓緊已到位的板料； SQ4 檢測(cè)剪切刀 A 的狀態(tài)； SQ7 為光電接近開(kāi)關(guān) , 檢測(cè)板料是否被剪斷落入小車； SQ5 用于檢測(cè)小車是否到位； SQ6 用于判斷小車是否空載。 圖 11 自動(dòng)剪板機(jī)原理圖 、 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 3 系統(tǒng)設(shè)置了 7個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別用于檢測(cè)各部分的工作狀態(tài)。 10 具有良好的人機(jī)操作界面。 8 能實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)控制 ,加工參數(shù)顯示 ,系統(tǒng)檢測(cè)。 6 剪切板料的尺寸設(shè)定、自動(dòng)計(jì)數(shù)及每車板料數(shù)的預(yù)設(shè)定。 4 壓緊和剪切 ,待剪板料長(zhǎng)度 達(dá)到設(shè)定值后由主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓料器和剪切刀具 ,先壓緊板料 ,然后剪斷板料。 2 進(jìn)料 ,由控制系統(tǒng)控制進(jìn)料機(jī)構(gòu)將待剪板料自動(dòng)輸送到位。 剪板機(jī)依靠重要的標(biāo)準(zhǔn)部件和能夠增加生產(chǎn)率的選購(gòu)件來(lái)增強(qiáng)產(chǎn)率，提高生產(chǎn)率可以表現(xiàn)為許多形式：節(jié)約人力，改進(jìn)物料流動(dòng)，提高精度，改善切口質(zhì)量并避免輔助操作，但最重要的是增強(qiáng)安全性。如果落在剪板機(jī)后面的零件比較短（小于 4’ ()），