【正文】 成品質(zhì)量的重要工序。同時，為了提高電動機(jī)的工作效率，減少電能的損耗，在拖動電機(jī)部分，采用變頻調(diào)速方式，它采用最新微機(jī)控制技術(shù)、電力電子(或稱功率電子)技術(shù)和電機(jī)傳動技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)交流電機(jī)的無級調(diào)速，使電動機(jī)的耗電量實現(xiàn)隨負(fù)荷大小而變化，可節(jié)約大量的電能。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計板材切割控制系統(tǒng) 系 別 電氣系 專 業(yè) 電氣自動化 班 級 電氣104 學(xué)生姓名 杜 旋 指導(dǎo)教師 趙學(xué)慶 2012年5月10日 32 摘要在基于PLC的板材切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中，首先設(shè)計了采用傳統(tǒng)的繼電器、時間繼電器控制方式，但是由于控制系統(tǒng)接線復(fù)雜，接線比較多，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護(hù)費(fèi)用大，并且在自動控制中，由于采用時間繼電器定時控制切割時間，定時精度差，電機(jī)速度受電源波動影響大，因而切割誤差較大。從而設(shè)計了PLC控制系統(tǒng)，PLC是適用于現(xiàn)場運(yùn)行的微機(jī)控制器，以其抗干抗能力強(qiáng)、編程簡單，價格適中的優(yōu)點(diǎn)，成為最終選擇方案。 關(guān)鍵字：PLC控制；變頻調(diào)速；板材切割目錄摘要 I關(guān)鍵字 I1 緒論 1 2 板材切割機(jī)功能實現(xiàn) 3 通用板材切割機(jī)基本結(jié)構(gòu) 3 板材切割機(jī)的控制要求 4 繼電器控制邏輯控制要求 4 PLC邏輯控制要求 5 3 板材切割機(jī)繼電器邏輯設(shè)計 6 控制原理圖 6 繼電器控制原理 7 長鋸控制 7 短距控制 7 4 PLC邏輯控制設(shè)計 9 PLC控制與繼電器控制比較 9 PLC的設(shè)計的背景 10 PLC的選取 11 PLC邏輯設(shè)計方案圖 13 程序設(shè)計梯形圖（指令表見附錄） 15 5 牽引機(jī)構(gòu)拖動電機(jī)變頻器調(diào)速設(shè)計 17 變頻器調(diào)速原理 17 變頻調(diào)速手動控制的設(shè)計 18 手動控制接線方案 18 變頻調(diào)速器的設(shè)定 19 變頻調(diào)速器的監(jiān)控 20 變頻系統(tǒng)的干擾和抑制 20 外來干擾及抑制 20 變頻器的接地與防雷 21 6 板材切割機(jī)的成品實現(xiàn) 22 切割機(jī)具體部件 22 切割機(jī)具體功能實現(xiàn) 23 成品板材切割機(jī)實現(xiàn) 24 板材切割機(jī)成品設(shè)計示意圖 24 參考文獻(xiàn) 26 結(jié)束語 27 附錄 29 1 緒論在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域中，板材切割是成品加工過程中最為重要的步驟。利用先進(jìn)的現(xiàn)代切割技術(shù)，不但可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，同時也使得企業(yè)產(chǎn)品的制造成本大幅度下降，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。 傳統(tǒng)的板材切割機(jī)采用繼電器、時間繼電器控制方式，但控制系統(tǒng)接線復(fù)雜，接線比較多，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護(hù)費(fèi)用大。PLC是適用于現(xiàn)場運(yùn)行的微機(jī)控制器，抗干抗能力強(qiáng)、編程簡單，價格適中，非常適合用于石材加工機(jī)械。因為板材切割機(jī)多用于切割木質(zhì)板材﹑石材﹑金屬等。最重要的是在切割的過程中會產(chǎn)生大量的木質(zhì)碎末﹑石質(zhì)灰塵﹑金屬粉塵，對切割機(jī)的操作人員以及附近的人員的身體，特別是呼吸道﹑肺部有著極大的傷害。當(dāng)今社會，電動機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，其消耗的電能約占工業(yè)電耗的 65％，故合理有效地使用電動機(jī)，提高電動機(jī)的工作效率使其節(jié)能運(yùn)行十分重要 。調(diào)速運(yùn)行的方式很多，其中變頻調(diào)速優(yōu)于以往任何一種交流調(diào)速方式(調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速等)，是當(dāng)今國際上一項效益最高、性能最好、應(yīng)用最廣的高新技術(shù)。在國外尤其是在日、美、德、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家獲得了廣泛應(yīng)用，是自動化電力拖動的發(fā)展方向。意義就在于對板材切割機(jī)實現(xiàn)基于PLC控制的自動控制，增強(qiáng)生產(chǎn)能力，最重要的就是減少生產(chǎn)過程對人體的傷害和實現(xiàn)能源的節(jié)約。主要用于小型板材加工廠、板材市場、板材經(jīng)銷商、現(xiàn)場加工及建筑單位現(xiàn)場施工，目的是把前道工序加工好的板材切割成所需規(guī)格的成品板材。通過對常用板材切割機(jī)功能進(jìn)行分析，本設(shè)計得出通用板材切割機(jī)基本構(gòu)成如下：1）板材切割機(jī)的基本功能是切割，多采用電動機(jī)拖動鋸盤或者砂輪，對板材進(jìn)行切割，此部分即為板材切割機(jī)的切割機(jī)構(gòu)。3）在對板材進(jìn)行切割前，需要對板材進(jìn)行固定，使板材在切割過程中不至于移動，所以板材切割機(jī)就需要一個壓緊機(jī)制，所以就有了壓緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)以上過程，、。只有當(dāng)主軸啟動完成后，并且物料被可靠壓緊后，才可以啟動鋸料行進(jìn)。每次鋸料要求只啟動鋸料行進(jìn)，然后到達(dá)終點(diǎn)或者鋸片離開物料后能自動返回。短程返回要求進(jìn)行物料檢測，當(dāng)鋸片離開物料后自動返回。 PLC邏輯控制要求1）首次起動后的自動回返起始位的控制動作，要求系統(tǒng)能在首次主軸起動完成后，有自動回返起始位置的控制動作。每次返回前必須先停止鋸料行進(jìn)，延時12S然后返回，以減少電動機(jī)的反向起動電流。物料檢測還是使用了行程開關(guān)，起始位、終點(diǎn)位、物料壓緊等檢測元件均采用接近開關(guān)。SB5鎖定長鋸，SB5斷開。按下SB1——KM1得電（自鎖，KM1常開閉合）——主軸啟動（切割機(jī)構(gòu)工作）。鋸料行進(jìn)過程中：切割機(jī)構(gòu)離開起始位置，SQ2復(fù)原。鋸料到達(dá)終點(diǎn)，SQ3動作——KA2失電（切割機(jī)構(gòu)停止前進(jìn)接觸互鎖）——KA3得電（自鎖互鎖完成）——切割機(jī)構(gòu)返回。按下SB2——切割機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行?？扇∠掳宀摹?短距控制起始位置，SQ2處于動作狀態(tài)。放上待鋸物料，按下SB7——KM4得電（壓緊進(jìn)氣閥打開進(jìn)氣）——SQSQ5動作（壓緊到位）。按下SB3——KA2得電（自鎖互鎖完成）——拖動電機(jī)正轉(zhuǎn)（鋸料行進(jìn)）。切割到板材末端，SQ1檢測不到物料（復(fù)原）——KT 動作（斷電延時閉合觸點(diǎn)瞬時斷開）——KA2失電（切割機(jī)構(gòu)停止前進(jìn)）——KT通電延時閉合觸點(diǎn)延時閉合——KA3得電（拖動電機(jī)反轉(zhuǎn)，切割機(jī)構(gòu)返回）。切割機(jī)構(gòu)返回到起始位置，SQ2動作——KAKA1失電（拖動機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行）。按下SB6——電磁閥打開，壓緊氣缸松開。為保證切割質(zhì)量以及保護(hù)鋸盤，拖動電機(jī)采用變頻器驅(qū)動，實現(xiàn)調(diào)速。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只一般只有4~8對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性都很差。PLC由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。而PLC的控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通之中，從宏觀上看，每個繼電器受制約接通的時間是短暫的。觸點(diǎn)的開閉動作一般在幾十毫秒數(shù)量級。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級。 4）限時控制：繼電控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進(jìn)行限時控制。有些特殊的時間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維護(hù)。5）計數(shù)控制：PLC能實現(xiàn)計數(shù)功能，而繼電控制邏輯一般不具備計數(shù)控制功能。工程越大，這一點(diǎn)就越突出。 7）可靠性和可維護(hù)性：繼電控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，它體積小、壽命長、可靠性高。 8）價格：繼電控制邏輯使用機(jī)械開關(guān)、繼電器和接觸器，價格比較便宜。通過以上對比，我總結(jié)了選擇PLC控制的幾大優(yōu)點(diǎn)，如下：1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。3）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。以此次選擇的超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由此，通過以上的對比發(fā)現(xiàn)，PLC控制方案，對于控制過程的安全性、可靠性、抗干擾性等方面都有了大的提高。 PLC的設(shè)計的背景可編程控制器（Programmable Logic Controller）——PLC是計算機(jī)家族的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的通用控制器。并結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)