【正文】 3。 20 附錄 3 I/O 分配表 21 附錄 3 I/O 分配表 21 附錄 4 自動(dòng)程序順序功能圖 22 附錄 5 梯形圖 23 附錄 6 語(yǔ)句表 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 青島市維修電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 改造前的狀況 我公司有 8 臺(tái)自動(dòng)切石機(jī)，其中 4 臺(tái)單臂式， 4 臺(tái)雙臂式，專(zhuān)用來(lái)切割石料板材，全都是中間繼電器 接觸器 控制 ，控制箱占用面積大，接線(xiàn)復(fù)雜，故障率高，查找故障較難，自動(dòng)化程度低。我通過(guò)學(xué)習(xí) PLC 編程，打算通過(guò) PLC 控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制，可以克服上述缺點(diǎn)，提高使用性能，先對(duì) 4 臺(tái)雙臂式切割機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。 該設(shè)備的基本構(gòu)造及其工作原理 現(xiàn)對(duì)該類(lèi)設(shè)備原理和控制要求敘述一下： 首先，將需切割的荒料 吊 到礦車(chē)上， 通過(guò)軌道將礦車(chē)固定在絲母上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與絲杠通過(guò)連軸器相連接，這樣電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制礦車(chē)的進(jìn)退。鋸片安裝在鋸架上，鋸架沿著滑道用相交軸齒輪副通過(guò)絲杠上帶動(dòng)著 ，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)而升降。通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)而使鋸架沿著橋臂滑道 而左右移動(dòng)，控制左右移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。這樣，前后上下左右 6 個(gè)方向都可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)而隨機(jī)控制，左右速度由變頻器調(diào)節(jié)，前后移動(dòng)間距由前后時(shí)間繼電器調(diào)節(jié)，向下移動(dòng)距離由下降時(shí)間繼電器調(diào)節(jié)，上下左右限位由行程開(kāi)關(guān)控制，越位由安全行程雙 重 控制，電機(jī)過(guò)載由熱繼電器控制。由于前后方向主要控制礦車(chē)運(yùn)動(dòng)，切割石料過(guò)程中 不工作 ，只在調(diào)板材厚度時(shí)由前后時(shí)間繼電器控制，使用時(shí)間短和調(diào)節(jié)頻率低，且工作環(huán)境惡劣，故省去限位保護(hù)，只設(shè)置過(guò)載熱繼電器保護(hù)。 設(shè)計(jì)要求 自動(dòng)切石機(jī)的任務(wù)是將大塊荒料切成板材。切割前鋸片位于左上角或要求的位置，切石機(jī)在正常狀態(tài)下才能工作，否則自動(dòng)停機(jī)。在自動(dòng)工作方式下，打開(kāi)冷卻水，啟動(dòng)主電機(jī)后，按一下啟動(dòng)按鈕，鋸片開(kāi)始下行 3s(手動(dòng)轉(zhuǎn)自動(dòng)下跨過(guò)該步 )，然后向左慢行，到左限后又下降 3s，后緩慢左行，至右限后下降 3s，此后左右行速度恢復(fù)正常，鋸片不斷重復(fù)左行至左限，下降 3s，后右行至右限，又下降 3s，鋸片不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到下限位后，再次重復(fù)一個(gè)左右循環(huán)，若在左限至下限位，鋸片向右行至右限后上升；若在右限至下限位，鋸片左行至左限，過(guò) 3s 后，又向右行至右限位后上升，直到上限位后停止，接著礦車(chē)前行或后行 10s，至此一個(gè)完整的工作周期完成。根據(jù)需要設(shè)定一個(gè)工作周期或連續(xù)循環(huán)。又根據(jù)需要設(shè)置為手動(dòng)工作方式，在手動(dòng)工作下需增加按住前行或后行按鈕不計(jì)時(shí)的功能。 青島市維修電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)要求分析 工作初始階段 開(kāi)始 將料石需切割的起始點(diǎn)與鋸片對(duì)齊，打開(kāi)冷卻水，啟動(dòng)主電機(jī)帶動(dòng)鋸片旋 轉(zhuǎn) ，運(yùn)行正常后，按下啟動(dòng)按鈕，切石機(jī)開(kāi)始工作 。在工作起始，由于鋸片切進(jìn)料石內(nèi)尺寸較小，為防止鋸片受壓變形，故開(kāi)始一個(gè)左右行走速度減 半 。 速度減半還有另一個(gè)目的，就是由手動(dòng)變自動(dòng)時(shí)，有可能出現(xiàn)下行兩倍位移的積累，為了減輕鋸片壓力，也需要減速。 為了實(shí)現(xiàn)速度減半的目的，需在變頻器調(diào)速電位器的高電位端串接一個(gè)幾 千歐的電阻 。 鋸片循環(huán)切割階段 走完 第一個(gè)左右行程后 短接該電阻速度恢復(fù)正常， 由于鋸片進(jìn)入石材內(nèi)部，鋸片不易變形， 故 速度恢復(fù)正常 。 每當(dāng)?shù)竭_(dá)左限位或右限位，位于鋸座左右的行程開(kāi)關(guān)就碰到擋鐵，于是通過(guò)下行 定時(shí) 器控制鋸片下行 3s 而后向 相反 方向行走，如此周而復(fù)始不斷左右下行直到位于鋸架的下限行程開(kāi)關(guān)碰到擋鐵 。 鋸片切割后期 當(dāng)鋸片至下限位時(shí)，由于最后一個(gè)下行位移還沒(méi)切割完畢，故還需要一個(gè)左右行走并在由左行至左限時(shí)停止，緩沖 3s 后再向右行至右限。 鋸片上升階段 當(dāng)鋸片為右下角后，第一塊板材切割完畢， 鋸片 開(kāi)始 上行直到上行限位開(kāi)關(guān)碰到擋鐵 。 定板料厚度 前后時(shí)間繼電器控制礦車(chē)向前或向后移動(dòng)規(guī)定的距離， 定出切割的板材厚度， 一個(gè)完整的循環(huán)周期完成，又開(kāi)始下一個(gè)周期的工作。 安全復(fù)位設(shè)定 由于工作環(huán)境惡劣，工人技能參差不齊故需要設(shè)置各種保護(hù)，包括手動(dòng)自動(dòng)超限位安全保護(hù)，自動(dòng)超限位安全保護(hù)，順序控制安全保護(hù)，軟件與硬件相結(jié)合安全保護(hù)，以提高安全系數(shù)。 青島市維修電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 PLC 簡(jiǎn)介 : PLC 的性能分析 可編程序控制器（ PLC）是以微處理器為核心， 綜 合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。經(jīng)過(guò) 30 多年的發(fā)展 PLC 在工業(yè)生 產(chǎn)中獲得了極其廣泛應(yīng)用。目前， PLC 已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要應(yīng)用最廣泛的控制裝置 之一，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（ PLC 機(jī)器人 CAD）之首。 PLC 的主要特點(diǎn)： 高可靠性：微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、電源波動(dòng)、機(jī)器振動(dòng)、溫度和濕度的變化，都可以使一般的通 用 微機(jī)不能正常工作。而 PLC是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，故對(duì)于可能受到的電源干擾、高低溫及電源波動(dòng)等影響，已在 PLC 硬件及軟件的設(shè)計(jì)上采取了措施。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活： PLC 在硬件結(jié)構(gòu)上采用了模塊化 積 木式結(jié)構(gòu)，各種輸入 /輸出信號(hào)模塊，通信模塊及一些特殊功能，模塊品種齊全，針對(duì)不同的控制對(duì)象，可以方便靈活的組合成不同要求的控制設(shè)備，硬件接線(xiàn)簡(jiǎn)單，一般不需要很多配套的外圍設(shè)備。 編程方便，易于使用： PLC 采用了與繼電器控制器電路有許多相似之處的梯 形圖作為主要的編程語(yǔ)言，程序形象直觀(guān)，指令簡(jiǎn)單易學(xué)，編程步驟和方法容易理解和掌握，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，只要具有一定的電工和工藝知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。 功能完善 PLC 具有對(duì)數(shù)字量和模擬量很強(qiáng)的 處理 功能； PLC 具有 常用的控制功能； PLC可以擴(kuò) 大特殊功能； PLC 可以組成多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，上位監(jiān)控等功能。 由于 PLC 具有以上功能和特點(diǎn)，因此 PLC 現(xiàn)已發(fā)展成為 一種首選的工業(yè)控制設(shè)備。利用 PLC 的上述功能和特點(diǎn)， 通過(guò) 對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制設(shè)備的 改造 ，在保證設(shè)備原有功能的前提下，通過(guò)不斷完善和提高設(shè)備的功能。 PLC 的選擇 PLC選擇的一般原則 PLC 機(jī)型的選擇一般從以下幾個(gè)方面考慮。 青島市維修電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 1）性能與任務(wù)相適應(yīng) 要看 PLC 的控制規(guī)模，即最大 I/0 點(diǎn)數(shù)。工作 速 度，內(nèi)存容量，電源要求，輸出方式，有時(shí)還要考慮 PLC 的安裝尺寸等 .是否 滿(mǎn)足工藝要求 . I/0 的選擇，應(yīng)在滿(mǎn)足控制要求和留有一定余量的前提下力爭(zhēng)少使用 I/0 點(diǎn)數(shù)。 一方面 PLC 有自身電源 ,另一方面 PLC 的輸入輸出電路需要驅(qū)動(dòng)電源 ,PLC 向外提供一個(gè) DC24V 電源 ,使用時(shí)注意不要超出其額定容量。 (2 ) PLC 要結(jié)構(gòu)合理 ,機(jī)型統(tǒng)一 PLC結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種 ,整體式每一 I/0點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜 ,適應(yīng)于工藝過(guò)程比較穩(wěn)定控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展， I/0 點(diǎn)數(shù)的增減，輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的比例都比整體式的方便靈活。 在一個(gè)企業(yè)里，應(yīng)盡量使用機(jī)型一 致，以方便編程和維修等 （ 3 ）可靠性 生產(chǎn) PLC 的廠(chǎng)家很多，應(yīng)盡可能選擇使用廣泛，口碑好的大公司產(chǎn)品，或者有較長(zhǎng)生產(chǎn)歷史，有一定知名度的廠(chǎng)家產(chǎn)品。另外，還要考慮 PLC 廠(chǎng)家售后服務(wù)，技術(shù)支持等方面的問(wèn)題。 OMRON 公司 CPM1A 系列 PLC 的主要特點(diǎn) CPM1A 系列 PLC 是 OMRON 公司生產(chǎn)的小型整體式可變程序控制器，它的性能價(jià)格比很高，在小規(guī)?？刂浦幸勋@廣泛應(yīng)用。 CPM1A 有 CPU（主機(jī)）， I/0 擴(kuò)展單元，特殊功能單元和通信單元。 CPM1A 的 CPU 單元有 16 種規(guī)格，按 I/0 點(diǎn)數(shù)分為 10 點(diǎn)， 20 點(diǎn)。 30 點(diǎn)， 40 點(diǎn)四種，按使用電源分為 AC 型和 DC 型兩種，按輸出形式分為繼電器型和晶體管型兩種。 本設(shè)計(jì)中 PLC 的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，在輸入端接有三個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（共 6 個(gè)觸點(diǎn)） ， 12 個(gè)按鈕， 8 個(gè)行程開(kāi)關(guān)， 1 個(gè)壓力開(kāi)關(guān)， 2 個(gè)熱繼電器觸點(diǎn)，共有 29 個(gè)輸入點(diǎn)。輸出端接有 7 個(gè)交流接觸器3 個(gè)繼電器，共 10 個(gè)輸出 點(diǎn) 。而 CPM1A40CDRD 共 40 點(diǎn)，其中輸入 24 點(diǎn)輸出 16 點(diǎn)。輸出形式為繼電器輸出，電源電壓輸入 DC24V，輸出最大開(kāi)關(guān)能力 AC250V/2A(4A/公共端 )，因此輸入 點(diǎn)缺 5 個(gè)，為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并留有一定的安全和備用量，需配置 I/0 擴(kuò)展單元，而 CPM1A20EDR為 20點(diǎn)輸入 12點(diǎn)，故選用 OMRON的 CPM1A40CDRA和擴(kuò)展配置 CPM1A20EDR單元。 青島市維修電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 I/O 分配 2． 4． 1 主電路電氣原理圖 見(jiàn)附錄 1 2． 4． 2 PLC 外部接線(xiàn)圖 見(jiàn)附錄 2 2． 4． 3 I/O 分配表 見(jiàn)附錄 3 2． 4． 4 自動(dòng)程序順序功能圖 見(jiàn)附錄 4 2． 4． 5 梯形圖 見(jiàn)附錄 5 2． 4． 6 語(yǔ)句表 見(jiàn)附錄 6 PLC 的控制工作過(guò)程 本設(shè)計(jì)中 PLC 工作過(guò)程綜述 根據(jù)前述要求 ，該設(shè)計(jì)用順序控制法進(jìn)行 PL