【正文】 出錯(cuò)。由普通剪切機(jī)發(fā)展而來的傳統(tǒng)自動(dòng)剪切機(jī)采用繼電器作為控制器，其控制系統(tǒng)較復(fù)雜，參數(shù)改變不靈活，大量接線使系統(tǒng)可靠性降低，維修率高，降低了生產(chǎn)效率?；谏鲜銮闆r，板材生產(chǎn)加工企業(yè)迫切需要高精度、高效率的生產(chǎn)設(shè)備。在可預(yù)見的未來，剪板機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和需求方向是，一些資金雄厚的企業(yè)，出巨資購(gòu)買全新數(shù)控剪切機(jī)；相當(dāng)一批中小企業(yè)沒有足夠的資金，希望通過對(duì)原設(shè)備的技術(shù)改造來滿足要求。PLC一直以來為各種工業(yè)設(shè)備提供了非常好的自動(dòng)控制方案，其功能越來越強(qiáng)大，不斷完善和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)功能，朝著高性能小型化發(fā)展。 方案論證方案一：在剪板機(jī)刀口后面安裝一個(gè)接近開關(guān)，當(dāng)鋼板經(jīng)過夾送輥，通過刀口到達(dá)預(yù)定位置，接近開關(guān)檢測(cè)到鋼板頭已經(jīng)到達(dá)就啟動(dòng)剎車系統(tǒng)停車，并發(fā)送信號(hào)給PLC，PLC發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)沖壓系統(tǒng)將鋼板剪切。改變接近開關(guān)距離刀口的長(zhǎng)度就能夠方便改變要剪切鋼板的尺寸。不足的是，鋼板的長(zhǎng)度只有到達(dá)位置和沒有到達(dá)位置兩種粗略狀態(tài)，系統(tǒng)不能夠監(jiān)測(cè)實(shí)際尺寸跟設(shè)定參數(shù)差距值，因此使PLC控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)幅度不好把握，很難得到預(yù)想結(jié)果，造成誤差較大。一開始先加速運(yùn)行，后勻速運(yùn)行，快到達(dá)預(yù)定位置之后再減速停車。通過撥碼盤改變?cè)O(shè)定值，就能夠改變鋼板剪切的尺寸。相對(duì)方案一，方案二取消了接近開關(guān)，使用了旋轉(zhuǎn)增量式光電編碼器和撥碼開關(guān)，成本上較有上升，編程也較復(fù)雜，但其控制精度較高，且成本在可承受范圍內(nèi)，性價(jià)比比較高，總體來說比方案一好。 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于S7200 PLC的薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下方面：在第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，首先提出本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)控制要求，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)，接著分析采用方案二的薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和基本工作原理。第4章根據(jù)總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，完成程序流程圖，程序清單和調(diào)試。在確定方案前提下，對(duì)后面的設(shè)計(jì)內(nèi)容做了概括性規(guī)劃。手動(dòng)檔時(shí)，用點(diǎn)動(dòng)的方式，人工完成鋼板穿帶，零位校準(zhǔn)。（2）通過撥碼盤設(shè)置薄鋼板剪切尺寸參數(shù)，可根據(jù)不同需求改變其參數(shù)。（4）鋼板剪切的精度要在一定范圍之內(nèi)，剪切尺寸2m，誤差不超過1mm。1開卷機(jī)；2矯正機(jī)；3光電開關(guān)；5限位光電開關(guān)；6光電編碼器；7測(cè)量輥；8動(dòng)力輥；9電機(jī)；10沖頭；11傳送帶；12行程開關(guān)；13光電開關(guān)；14小車；15套坑 鋼板剪切結(jié)構(gòu)組成圖，PLC完成開卷機(jī)和矯正機(jī)同步傳送，鋼板位置檢測(cè)采樣，沖頭控制，傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)控制，小車位置檢測(cè)，小車裝載鋼板量檢測(cè)等工作。用撥碼盤設(shè)定剪切尺寸參數(shù)，鋼帶頭對(duì)好沖頭，光電編碼器處于零位，然后啟動(dòng)自動(dòng)控制按鍵，如果檢測(cè)到裝料小車到位，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)，將鋼板剪切，傳送到裝料小車上。如果鋼板尺寸和設(shè)定一致，則啟動(dòng)沖壓系統(tǒng)進(jìn)行剪切，如果超出或者不夠，則電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)補(bǔ)充直到與設(shè)定值一致再剪切，接著剪切下一塊鋼板，不斷循環(huán)。本設(shè)計(jì)的薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單分為控制部分，輸入模塊和輸出模塊。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 光電編碼器 光電編碼器原理光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。脈沖序列能正確地反映轉(zhuǎn)速的高低，但不能鑒別轉(zhuǎn)向。正轉(zhuǎn)時(shí)A相超前B相；反轉(zhuǎn)時(shí)B相超前A相。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的二相90176。脈沖信號(hào)經(jīng)處理后，長(zhǎng)度最小分辨力提高了1倍。 脈沖信號(hào)處理電路 光電編碼器選擇和安裝選擇合適的光電編碼器，對(duì)提高系統(tǒng)整體性能到頭重要。中空型光電編碼器的機(jī)械安裝主要注意以下問題：要避免與編碼器剛性連接，應(yīng)采用板彈簧；安裝時(shí)編碼器應(yīng)輕輕推入被套軸，嚴(yán)禁用錘敲擊，以免損壞軸系和碼盤；長(zhǎng)期使用時(shí)，請(qǐng)檢查板彈簧相對(duì)編碼器是否松動(dòng)；固定編碼器的螺釘是否松動(dòng)。前面曾經(jīng)考試過，為了方便，不用外置電源，用PLC內(nèi)部電源給各種傳感器和光電開關(guān)提供電源。 撥碼盤應(yīng)用 撥碼盤原理在工業(yè)控制中， 輸人設(shè)備必不可少。由于撥碼盤具有接口簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)鎖存、操作方便直觀、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，因此在需要輸人少量控制參數(shù)和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，經(jīng)常采用撥碼盤作為輸人部件。BCD 撥碼盤是十進(jìn)制輸入，BCD 碼（即2－10 十進(jìn)制）輸出，又稱為8421 撥碼盤。每片BCD 撥碼盤后面有5 個(gè)接點(diǎn)，其中C 為輸入控制線，另外4 根是BCD碼輸出信號(hào)線。其接通的BCD 碼輸出線狀態(tài)正好與撥盤指示的10 進(jìn)制數(shù)相一致，符合2－10 進(jìn)制編碼關(guān)系。 一片撥碼盤與PLC連接本設(shè)計(jì)為了滿足脈沖數(shù)設(shè)定需要使用了3片2位十進(jìn)制數(shù)輸出的BCD撥碼盤，最大設(shè)定數(shù)為99999。當(dāng)需要讀取A組撥碼盤所設(shè)定的數(shù)據(jù)時(shí)，則A組撥碼開關(guān)所串聯(lián)的8個(gè)二極管處于正向接法，而B和C組撥碼盤串聯(lián)的16個(gè)二極管處于反向接法。依此類推，如果需要讀取B或C組撥碼盤所設(shè)定的數(shù)時(shí)，只要令本身的控制端為高電平，其它兩組的為低電平即可。 檢測(cè)開關(guān)安裝 光電開關(guān)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，往往應(yīng)用到許多傳感器，檢測(cè)生產(chǎn)過程的各個(gè)物理量，為控制器做出合理的判斷提供依據(jù)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。 光電開關(guān)示意圖假如選用DC 5V的光電開關(guān)，為了PLC的運(yùn)行穩(wěn)定，電源不由PLC直流電流供電，而是直接由外接電源供電。當(dāng)光電開關(guān)輸出高電平時(shí)表明光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的光源被遮擋，光電開關(guān)接收器無法接收到光源，即光電開關(guān)發(fā)射器和接收器間存在物體。光電開關(guān)在本設(shè)計(jì)的薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)中有著重要的作用，光電開關(guān)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)鋼板在各個(gè)位置的存在狀況，為PLC提供系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的安全。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。本設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中有三個(gè)行程開關(guān)，分別是檢測(cè)剪切鋼板的沖頭上下位置各一個(gè)，檢測(cè)載物小車是否到位一個(gè)。若沖頭下沖到位，SQ2給PLC信息，說明鋼板已經(jīng)剪切成功，接著進(jìn)行復(fù)位，SQ1給復(fù)位位置信號(hào)，復(fù)位不成功，系統(tǒng)不會(huì)開車。(a)檢測(cè)沖頭位置行程開關(guān) (b)檢測(cè)小車位置行程開關(guān) 行程開關(guān)安裝示意圖 主電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的PLC薄鋼板自動(dòng)剪切控制系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)主要有兩塊，一是電機(jī)與變頻器電氣連接，二是沖頭執(zhí)行機(jī)構(gòu)、指示燈電氣連接。其中，M1電機(jī)負(fù)責(zé)矯正機(jī)的傳動(dòng)，M2電機(jī)負(fù)責(zé)夾送機(jī)構(gòu)和輸送皮帶的傳動(dòng)。一般情況下，把QF1和QF2合上，在系統(tǒng)上電時(shí)，KM1和KM2默認(rèn)為斷開。該電路主要完成兩個(gè)功能，一個(gè)是系統(tǒng)啟動(dòng)后，KM1和KM2閉合，L1和L2指示變頻器已經(jīng)正常上電；二是接觸器開關(guān)KM3和KM4分別控制沖頭執(zhí)行機(jī)構(gòu)下沖或復(fù)位。在PLC和變頻器技術(shù)日趨成就的今天，選擇PLC和變頻器搭配，有效地控制三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速和幅度，從而控制系統(tǒng)傳送機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，運(yùn)行，降速和準(zhǔn)確停車，達(dá)到的控制效果與交流伺服系統(tǒng)相近，是一種比較高性價(jià)比的方案。 變頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖其中，直流供電電源輸入一般為24V直流電源；數(shù)字量輸入和模擬量輸入一般是PLC輸出端口和PLC擴(kuò)展模擬量輸出端口來控制；三相電輸入為50HZ三相交流電；制動(dòng)電阻用來制動(dòng)時(shí)機(jī)；三相變頻輸出是指經(jīng)過變頻后，用于給被控制的時(shí)機(jī)提供的三相電，其頻率是根據(jù)速度信息得到的頻率。MICROMASTER 420 變頻器適合用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置，尤其適合用于水泵，風(fēng)機(jī)和傳送帶系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置。它的電源電壓規(guī)格很多， 因而可在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。；一個(gè)可編程的模擬輸出(0mA 至 20mA)；一個(gè)完全可編程的繼電器輸出 (30V，直流/5A，電阻負(fù)載或 250V，交流/2A，感性負(fù)載)；采用較高的開關(guān)頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲很小