基于PLC的自動剪板機控制設(shè)計.ppt

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1、“ ”基于PLC的自動剪板機控制設(shè)計 “ ”PLC的工作原理 內(nèi)部處理通信操作輸入處理 程序執(zhí)行輸出處理 運 行 停止 停止 “ ”自動剪板機簡介 剪板機應(yīng)用于許多金屬加工和薄板開料操作，在設(shè)計剪板機之前必須對幾個因素進行考慮，包括剪板機的剪切能力、產(chǎn)率增強選件和安全性。剪板機類型由許多因素決定，諸如剪板機可處理材料的長度、厚度和種類。 剪板機可以按剪切形式及其驅(qū)動系統(tǒng)進行分類，有兩種結(jié)構(gòu)形式常用于電動龍門剪床：閘式（也叫滑塊式）和擺式。 閘式剪板機利用驅(qū)動系統(tǒng)操縱動刀片向下移動到一定的位置，使動刀片在整個行程內(nèi)幾乎與定刀片保持平行。為了使刀架片橫梁在相互移動的過程保持合適的狀態(tài)，閘式剪板機需

2、要一個滑塊導(dǎo)向系統(tǒng)。 擺式剪板機驅(qū)動系統(tǒng)中有一個用來操縱動刀片，使動刀片依附于滾柱軸承向下回轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)不再需要利用凹字形導(dǎo)向條或滑道使刀片在剪切過程保持合適的姿勢。 “ ”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)。PLC的掃描過程如圖1-1所示。這個工作過程分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。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)視定時器等。同信操作服務(wù)階段，PLC與一些智能模塊通信，響

3、應(yīng)程序器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當(dāng)PLC處于停止?fàn)顟B(tài)時，只進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時，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。 “ ”選題依據(jù)通過將PLC控制技術(shù)應(yīng)用于剪板機 ，可以極大地改善設(shè)備的電氣性能，提高設(shè)備的自動化水平，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)方式，大大提高生產(chǎn)效率，減輕勞動人員的勞動強度。進入21 世紀(jì)，我國的板材加工工藝及相應(yīng)的剪板機都有了長足的進步。中國鍛壓機床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運作，快速地提升了我國剪板機的整體水平。近年設(shè)計制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標(biāo)已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進水平，在宜人性

4、方面也取得了長足進步。但由于大家都在進步，所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。因此，我國剪板機行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對當(dāng)前的機遇和挑戰(zhàn)。我國剪板機的市場極具潛力，應(yīng)用前景看好，但前提是縮短與工業(yè)發(fā)達(dá)國家剪板機技術(shù)生產(chǎn)水平的差距。只有大力發(fā)展，才能擁有國內(nèi)的大部分市場，并爭取相應(yīng)的國際市場。在國外數(shù)控剪板機信息化程度高，具有高精度、高效、高速、復(fù)合功能、多軸聯(lián)動等特點。國外產(chǎn)品成熟度高、創(chuàng)新能力較高。 “ ”理論和實踐的意義及可行性論述所需技術(shù)：西門子PLC軟硬件控制技術(shù)技術(shù)要求：自動剪板機要能精確控制板材加工尺寸,將大塊金屬板材進行自動循環(huán)剪切加工,并由送料車運送到下

5、一工序的自動化加工。板料的長度L可根據(jù)需要進行調(diào)整, 每一車板料的數(shù)量可預(yù)先設(shè)定。每一車板料的數(shù)量可預(yù)先設(shè)定?？赡苡龅降膯栴}： 1.控制送料、剪切的電機可能出現(xiàn)過載；2.啟動和運行時可能發(fā)生意外解決辦法：1.送料和剪切電機應(yīng)具有過載警示功能；2.應(yīng)具有緊急停止按鈕和相應(yīng)的狀態(tài)警示燈。 “ ”總體設(shè)計方案簡圖 全自動剪板機控制系統(tǒng)機械部分 送料機構(gòu)壓料機構(gòu)卸料機構(gòu)小車機構(gòu)PLC電機電路電源部分軟件部分電氣部分 “ ”設(shè)計方案本設(shè)計的硬件部分設(shè)計包括PLC的選型，I/O端口分布的設(shè)計，系統(tǒng)運行流程圖，各電機主電路。以下內(nèi)容分別介紹了PLC的選型原則，I/O分配表，以及PLC外部接線圖，系統(tǒng)運行流程

6、圖，各電機主電路。根據(jù)西門子S7-200系統(tǒng)手冊介紹，選擇西門子S7-200 CPU224型PLC，該型號PLC有14個輸入觸點，10個輸出觸點，能滿足本設(shè)計輸入、輸出觸點個數(shù)的要求。此設(shè)計中，輸入信號為11個，輸出信號為7個，經(jīng)過西門子S7-200PLC選型手冊可知，此設(shè)計運用西門子S7-200PLC CPU224型PLC，而且無需擴展模塊。 “ ”自動剪板機原理圖 “ ”設(shè)計（論文）的基本要求和內(nèi)容自 動 剪 板 機 是 一 種 精 確 控 制 板 材 加 工 尺 寸 ,將 大 塊 金 屬 板 材 進 行 自 動 剪切 加 工 ,并 由 送 料 車 運 送 到 下 一 工 序 的 自 動

7、化 加 工 設(shè) 備 ， 要 求 實 現(xiàn) 如 下過 程 ：（ 1） 首 先 檢 查 限 位 開 關(guān) SQ6的 狀 態(tài) ,若 小 車 空 載 ,系 統(tǒng) 開 始 工 作 ,起動 送 料 小 車 。 小 車 運 行 到 位 , 限 位 開 關(guān) SQ5閉 合 ,小 車 停 車 。（ 2） 起 動 送 料 機 構(gòu) E帶 動 板 料 C向 右 移 動 。 當(dāng) 板 料 碰 到 行 程 開 關(guān)SQ1時 , 送 料 停 止 同 時 制 動 器 松 開 、 電 磁 離 合 器 結(jié) 合 ， 主 電 動 機 通 過 傳動 機 構(gòu) 工 作 。（ 3） 壓 塊 電 機 啟 動 ,使 壓 塊 B壓 下 , 壓 塊 上 限 開

8、 關(guān) SQ2閉 合 。 當(dāng) 壓塊 到 位 , 板 料 壓 緊 時 , 壓 塊 下 限 開 關(guān) SQ3閉 合 。（ 4） 剪 切 刀 電 動 機 起 動 , 控 制 剪 刀 下 落 。 此 時 ,SQ4閉 合 , 直 到 把板 料 剪 斷 , 板 料 落 入 小 車 。（ 5） 當(dāng) 小 車 上 的 板 料 夠 數(shù) 時 , 起 動 小 車 控 制 電 動 機 , 帶 動 小 車 右行 ,將 切 好 的 板 料 送 至 下 一 工 序 。 （ 6） 卸 下 后 , 再 起 動 小 車 左 行 , 重 新 返 回 剪 板 機 下 , 開 始 下 一 車的 工 作 循 環(huán) 。每 一 車 板 料 的 數(shù)

9、量 可 預(yù) 先 設(shè) 定 。 “ ”系統(tǒng)的控制要求 據(jù)剪板機的工作特點,對控制系統(tǒng)提出控制要求如下:1. 上電后,檢測各工作機構(gòu)的狀態(tài),控制各工作機構(gòu)處于初始位置。2. 進料,由控制系統(tǒng)控制進料機構(gòu)將待剪板料自動輸送到位。3. 定剪切尺寸,采用伺服電機控制擋料器位置保證精確的剪切尺寸,其尺寸可是定值也可以設(shè)置為循環(huán)變動值。4. 壓緊和剪切,待剪板料長度達(dá)到設(shè)定值后由主電動機帶動壓料器和剪切刀具先壓緊板料,然后剪斷板料。5. 送料車的運行,包括卸載后自動返回。6. 剪切板料的尺寸設(shè)定、自動計數(shù)及每車板料數(shù)的預(yù)設(shè)定。7. 具備斷電保護和來電恢復(fù)功能。8. 能實現(xiàn)加工過程自動控制,加工參數(shù)顯示,系統(tǒng)檢

10、測。9. 保證板料加工精度、加工效率和安全可靠性。10. 具有良好的人機操作界面。 “ ”PLC外部接線圖 “ ”系統(tǒng)流程圖 “ ”控制系統(tǒng)的主電路圖 “ ”控制對象為4臺電機和一個蜂鳴器。KM1KM7為接觸器，KM1是緊急停止接觸器,KM2控制蜂鳴器,KM3KM7分別控制送料、壓塊、剪切和小車電機。FR1FR5都采用熱敏電阻作為測量元件的熱繼電器,FR1、FR3的設(shè)定值取送料和剪切電機上限溫度的95%,當(dāng)?shù)竭_(dá)此溫度時進行閃光報警。該控制系統(tǒng)需要完成對工作機構(gòu)的控制情況如下：1）進料控制,執(zhí)行器件為進料電機,通過對進料電機的起?？刂?實現(xiàn)進給機構(gòu)輸送秸稈，停止輸送秸稈的控制。2）刀具切割控制,執(zhí)行器件為電磁離合器和電磁制動器。通過控制主電機傳動路線中的電磁離合器,控制傳動機構(gòu)帶動刀具完成向下剪切秸稈,撤回利用彈簧完成。為了防止慣性造成連續(xù)剪切需要控制制動器切割一次制動一次。 3） 小車往返運動及停止控制,執(zhí)行器件為小車電機,通過控制小車電機的起、停、正反轉(zhuǎn),控制送料小車在切割機與下一工位往返送料。 “ ” “ ” “ ” “ ”謝謝！