畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-全自動(dòng)剪板機(jī)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-19 18:38本頁面
【正文】 自動(dòng)剪板機(jī)是一種精確控制板材加工尺寸 ,將大塊金屬板 材進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)剪切加工 ,并由送料車運(yùn)送到下一工序的自動(dòng)化加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)及原理如圖 1所示。 其中， SQ1 檢測(cè)待剪板料是否被輸送到位。送料機(jī)構(gòu) E、壓塊 B、剪切刀 A和送料小車分別由四臺(tái)電 動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí) ,輸入板料加工尺寸、加工數(shù)量等參數(shù)，按下自動(dòng)開關(guān)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。小車運(yùn)行到位 , 限位開關(guān) SQ5 閉合 ,小車停車。當(dāng)板料碰到行程開關(guān) SQ1 時(shí) , 送料停止同時(shí)制動(dòng)器松開、電磁離合器結(jié)合，主電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作 。當(dāng)壓塊到位 , 板料壓緊時(shí) , 壓塊下限開關(guān) SQ3閉合 。此時(shí) ,SQ4 閉合 , 直到把板料剪斷 , 板料落入小車。 6 卸下后 , 再起動(dòng)小車左行 , 重新返回剪板機(jī)下 , 開始下一車的工作循環(huán)。 也間接地 2 總體設(shè)計(jì)方案 傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器 接觸器控制，但控制系統(tǒng)較復(fù) 雜 ,大量的接線使系統(tǒng)可靠性降低 ,降低了設(shè)備的工作效率。它是一種將計(jì)算機(jī)技，自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備 ,不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制 ,還能實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信。 在此對(duì) PLC進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹， 在自動(dòng)化控制領(lǐng)域， PLC是一種重要的控制設(shè)備。以下 對(duì) PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識(shí) 做 一簡(jiǎn)介 。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC），現(xiàn)在，仍常常將 PLC簡(jiǎn)稱 PC。國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）對(duì) PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。在這時(shí)期， PLC在處理模擬量 的 能力、數(shù)字運(yùn)算 的 能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。 PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。固定式 PLC包括 CPU板、 I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。 CPU 的構(gòu)成 CPU是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。 CPU主要由運(yùn)算器 、 控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序以及工作數(shù)據(jù)。 5 圖 2 PLC 的工作原理 PLC采用循環(huán)掃描工作方式，在 PLC中，用戶程序按先后順序存放， CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后，又返回第一條，如此周而復(fù)始的不斷循環(huán)。 這個(gè)工作過程分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。 內(nèi)部處理階段， PLC檢查 CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器等。 當(dāng) PLC處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。 輸入處理又叫輸入采樣。在此輸入映象寄存器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 程序執(zhí)行階段根據(jù) PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。 PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問題。掃描周期是一 個(gè)很重要的指標(biāo)，小型 PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。毫秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備通常是可以接受的， PLC的影響滯后是允許的，但是對(duì)某些 I/O快速響應(yīng)的設(shè)備，則采取相應(yīng)的處理措施。影響 I/O滯后的主要原因：輸入濾波器的慣性，輸出繼電器接點(diǎn)的慣性，程序執(zhí)行的時(shí)間，程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙取?CPU的控制器控制 CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。 6 CPU速度和內(nèi)存容量是 PLC的重要參數(shù)，它們決定著 PLC的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 I/O模塊集成了 PLC的 I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信 號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 I/O分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。常用的 I/O分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 除了上述通用 I/O外，還有特殊 I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 電源模塊 PLC電源用于為 PLC各模塊的集成電路提供工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC及 PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC與 PLC 之間、 PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 PLC的通信，還未實(shí)
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