基于PLC的自動(dòng)剪板機(jī)控制設(shè)計(jì).ppt

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1、“ ”基于PLC的自動(dòng)剪板機(jī)控制設(shè)計(jì) “ ”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(yùn) 行 停止 停止 “ ”自動(dòng)剪板機(jī)簡(jiǎn)介 剪板機(jī)應(yīng)用于許多金屬加工和薄板開料操作，在設(shè)計(jì)剪板機(jī)之前必須對(duì)幾個(gè)因素進(jìn)行考慮，包括剪板機(jī)的剪切能力、產(chǎn)率增強(qiáng)選件和安全性。剪板機(jī)類型由許多因素決定，諸如剪板機(jī)可處理材料的長(zhǎng)度、厚度和種類。 剪板機(jī)可以按剪切形式及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分類，有兩種結(jié)構(gòu)形式常用于電動(dòng)龍門剪床：閘式（也叫滑塊式）和擺式。 閘式剪板機(jī)利用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)操縱動(dòng)刀片向下移動(dòng)到一定的位置，使動(dòng)刀片在整個(gè)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(dòng)的過程保持合適的狀態(tài)，閘式剪板機(jī)需

2、要一個(gè)滑塊導(dǎo)向系統(tǒng)。 擺式剪板機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中有一個(gè)用來操縱動(dòng)刀片，使動(dòng)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(shì)。 “ ”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(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。全過程掃描一次所需的時(shí)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(shí)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(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，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(jī) ，可以極大地改善設(shè)備的電氣性能，提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)方式，大大提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。進(jìn)入21 世紀(jì)，我國(guó)的板材加工工藝及相應(yīng)的剪板機(jī)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。中國(guó)鍛壓機(jī)床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進(jìn)、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運(yùn)作，快速地提升了我國(guó)剪板機(jī)的整體水平。近年設(shè)計(jì)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(jìn)水平，在宜人性

4、方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但由于大家都在進(jìn)步，所以國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。因此，我國(guó)剪板機(jī)行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對(duì)當(dāng)前的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國(guó)剪板機(jī)的市場(chǎng)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(guó)家剪板機(jī)技術(shù)生產(chǎn)水平的差距。只有大力發(fā)展，才能擁有國(guó)內(nèi)的大部分市場(chǎng)，并爭(zhēng)取相應(yīng)的國(guó)際市場(chǎng)。在國(guó)外數(shù)控剪板機(jī)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(dòng)等特點(diǎn)。國(guó)外產(chǎn)品成熟度高、創(chuàng)新能力較高。 “ ”理論和實(shí)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(dòng)剪板機(jī)要能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

5、一工序的自動(dòng)化加工。板料的長(zhǎng)度L可根據(jù)需要進(jìn)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。可能遇到的問題： 1.控制送料、剪切的電機(jī)可能出現(xiàn)過載；2.啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生意外解決辦法：1.送料和剪切電機(jī)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(jì)方案簡(jiǎn)圖 全自動(dòng)剪板機(jī)控制系統(tǒng)機(jī)械部分 送料機(jī)構(gòu)壓料機(jī)構(gòu)卸料機(jī)構(gòu)小車機(jī)構(gòu)PLC電機(jī)電路電源部分軟件部分電氣部分 “ ”設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)的硬件部分設(shè)計(jì)包括PLC的選型，I/O端口分布的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行流程圖，各電機(jī)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(yùn)行流程

6、圖，各電機(jī)主電路。根據(jù)西門子S7-200系統(tǒng)手冊(cè)介紹，選擇西門子S7-200 CPU224型PLC，該型號(hào)PLC有14個(gè)輸入觸點(diǎn)，10個(gè)輸出觸點(diǎn)，能滿足本設(shè)計(jì)輸入、輸出觸點(diǎn)個(gè)數(shù)的要求。此設(shè)計(jì)中，輸入信號(hào)為11個(gè)，輸出信號(hào)為7個(gè)，經(jīng)過西門子S7-200PLC選型手冊(cè)可知，此設(shè)計(jì)運(yùn)用西門子S7-200PLC CPU224型PLC，而且無需擴(kuò)展模塊。 “ ”自動(dòng)剪板機(jī)原理圖 “ ”設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容自 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) 剪切 加 工 ,并 由 送 料 車 運(yùn) 送 到 下 一 工 序 的 自 動(dòng)

7、化 加 工 設(shè) 備 ， 要 求 實(shí) 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(dòng) 送 料 小 車 。 小 車 運(yùn) 行 到 位 , 限 位 開 關(guān) SQ5閉 合 ,小 車 停 車 。（ 2） 起 動(dòng) 送 料 機(jī) 構(gòu) E帶 動(dòng) 板 料 C向 右 移 動(dòng) 。 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 。（ 3） 壓 塊 電 機(jī) 啟 動(dòng) ,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(shí) , 壓 塊 下 限 開 關(guān) SQ3閉 合 。（ 4） 剪 切 刀 電 動(dòng) 機(jī) 起 動(dòng) , 控 制 剪 刀 下 落 。 此 時(shí) ,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(shí) , 起 動(dòng) 小 車 控 制 電 動(dòng) 機(jī) , 帶 動(dòng) 小 車 右行 ,將 切 好 的 板 料 送 至 下 一 工 序 。 （ 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) 。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(jī)的工作特點(diǎn),對(duì)控制系統(tǒng)提出控制要求如下:1. 上電后,檢測(cè)各工作機(jī)構(gòu)的狀態(tài),控制各工作機(jī)構(gòu)處于初始位置。2. 進(jìn)料,由控制系統(tǒng)控制進(jìn)料機(jī)構(gòu)將待剪板料自動(dòng)輸送到位。3. 定剪切尺寸,采用伺服電機(jī)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(dòng)值。4. 壓緊和剪切,待剪板料長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定值后由主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)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(yùn)行,包括卸載后自動(dòng)返回。6. 剪切板料的尺寸設(shè)定、自動(dòng)計(jì)數(shù)及每車板料數(shù)的預(yù)設(shè)定。7. 具備斷電保護(hù)和來電恢復(fù)功能。8. 能實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)控制,加工參數(shù)顯示,系統(tǒng)檢

10、測(cè)。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(jī)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(duì)象為4臺(tái)電機(jī)和一個(gè)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(jī)。FR1FR5都采用熱敏電阻作為測(cè)量元件的熱繼電器,FR1、FR3的設(shè)定值取送料和剪切電機(jī)上限溫度的95%,當(dāng)?shù)竭_(dá)此溫度時(shí)進(jìn)行閃光報(bào)警。該控制系統(tǒng)需要完成對(duì)工作機(jī)構(gòu)的控制情況如下：1）進(jìn)料控制,執(zhí)行器件為進(jìn)料電機(jī),通過對(duì)進(jìn)料電機(jī)的起?？刂?實(shí)現(xiàn)進(jìn)給機(jī)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(dòng)器。通過控制主電機(jī)傳動(dòng)路線中的電磁離合器,控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(dòng)器切割一次制動(dòng)一次。 3） 小車往返運(yùn)動(dòng)及停止控制,執(zhí)行器件為小車電機(jī),通過控制小車電機(jī)的起、停、正反轉(zhuǎn),控制送料小車在切割機(jī)與下一工位往返送料。 “ ” “ ” “ ” “ ”謝謝！