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1、PLC剪板機課程設(shè)計學生姓名： 閆忠全 專業(yè)班級： 09電氣自動化2 指導教師： 閆運巧 完稿日期： 2011/12/22 目錄摘要2一 設(shè)計方案41.設(shè)計任務(wù)42.設(shè)計思路53.設(shè)計流程5二 硬件設(shè)計51選擇PLC型號和I/O點數(shù)52I/O分配表63外部接線圖64電氣原理圖7三 軟件設(shè)計81功能表圖82梯形圖103指令表圖11四 體會和收獲12參考文獻13PLC剪板機課程設(shè)計摘 要 文章對我國發(fā)展低成本自動化的重要性等方面進行了研究。根據(jù)實際需要和市場的需求，在常規(guī)的可編程控制器（PLC）和單片機控制中，選擇了以可編程控制器為主的控制方案。由于自動剪板機是一種可按加工要求，將金屬板材剪開、自
2、動計數(shù)、并由送料車送到下一工序的順序控制的設(shè)備。由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣泛等優(yōu)點與控制器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點，在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用越來越廣泛。加之PLC以其在硬件設(shè)計中采用了屏蔽、濾波、光電隔離等技術(shù)，在軟件設(shè)計中采用了故障檢測、信息保護與恢復(fù)等措施，進一步提高了PLC的可靠性。關(guān)鍵詞：可編程控制器 自動剪板機 自動控制 順序控制一 設(shè)計方案1.設(shè)計任務(wù)如圖所示，開始時壓鉗和剪刀在上限位，限位開關(guān)X0和X1為ON，板料的右端在壓鉗和剪刀交接處的下方。按下起動按鈕X10，首先板料右行(Y0
3、為ON)至限位開關(guān)X3動作，然后壓鉗下行(Y1為ON)；壓緊板料后，壓力繼電器X4為ON，剪刀開始下行(Y2為ON)，剪斷板料后，X2變?yōu)镺N，壓鉗和剪刀同時上行(Y3和Y4為ON，Y1和Y2為OFF)，它們分別碰到限位開關(guān)X0和X1后，分別停止上行，均停止后，又開始下一周期的工作，剪完12塊料后停止工作并停在初始狀態(tài)?？刂茐恒Q下行和上行的液壓缸的是雙線圈電磁閥，本身有記憶功能。圖1-1 剪板機設(shè)計要求圖2.設(shè)計思路根據(jù)題目的設(shè)計要求，可以采用多種方案進行時序控制， PLC因其具有極高的穩(wěn)定性以及很好的抗干擾的能力可以保證控制工作機構(gòu)進行運動時有很好的保障。并結(jié)合本題目的要求，故決定使用PLC
4、來控制工作機構(gòu)的運動。操作中，有可能會出現(xiàn)一些由于人為疏忽及其他的不可控因素而引發(fā)的不安全事件或機器失控狀況，在此情況下，需要緊急切斷電源，立刻停止機器運行，保證人身及生產(chǎn)設(shè)備安全。因此需要一個急停按鈕來進行此操作。在操作過程中如果部件未處于原點位置，為了設(shè)備安全不發(fā)生碰撞等事故，需要先回原點，因此需要考慮回原點操作。開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)X0和X1為ON。按下啟動按鈕X10剪板機啟動Y0為ON,板料右行限位開關(guān)X3Y1為ON并保持,壓鉗下行壓緊板料后壓力繼電器X4為ONY2為ON,剪刀下行剪斷板料限位開關(guān)X2為ONY3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF壓鉗和剪刀同時上行分別碰到限
5、位開關(guān)X0和X1開始下一周期，循環(huán)12次3.設(shè)計流程根據(jù)題目的設(shè)計要求，工作機構(gòu)的工作流程如下 工作機構(gòu)開機后首先檢查是否處于原點位置，若未處于原點工作機構(gòu)通過會按鈕返回原點，然后等待下一步指示操作。 按自動方式進行相應(yīng)的動作，板料右行（Y0為ON）至限位開關(guān)SQ3動作，然后壓鉗下行（Y1為ON并保持），壓緊板料后，壓力繼電器KY為ON，壓鉗保持壓緊，剪刀開始下行（Y2為ON）。剪斷板料后，SQ2變?yōu)镺N,壓鉗和剪刀同時上行（Y3和Y4為ON，Y1和Y2為OFF），它們分別碰到限位開關(guān)SQ0和SQ1后，分別停止上行。都停止后，又開始下一個周期的工作，剪完12塊板料后停止工作并且停止在初始狀態(tài)。
6、 無論在哪種情況下當急停按鈕X12按下時立刻停止操作。二 硬件設(shè)計1選擇PLC型號和I/O點數(shù)（1）PLC的型號選擇在設(shè)計I/O分配中有8個輸入口，輸出口為5個，故選用的是三菱的FX2N-24MR，繼電器輸出，輸入電壓為24V。（2）限位開關(guān)的廠家型號選擇。選用ABB的型號為LS31P41B11行程開關(guān)。（3）繼電器的選擇壓鉗的下限位不能用行程開關(guān)來控制，所以選擇壓力繼電器來控制壓鉗的下限位；同時電路中的繼電器為標準配置。 2I/O分配表根據(jù)設(shè)計任務(wù)中的要求，需要4個行程開關(guān)，3個按鈕和一個壓力繼電器，3個電機，畫出I/O分配表，如圖所示：輸入輸出電氣名稱電氣元件信號地址電氣名稱電氣元件信號地
7、址啟動按鈕SB1X10送料電機KM1Y0回原點按鈕SB2X11壓鉗下行電機KM2Y1行程開關(guān)SQ0X0剪刀下行電機KM3Y2行程開關(guān)SQ1X1壓鉗上行電機KM4Y3行程開關(guān)SQ2X2剪刀上行電機KM5Y4行程開關(guān)SQ3X3急停按鈕SB3X12壓力繼電器KYX4圖2-1 I/0分配表3、外部接線圖系統(tǒng)設(shè)置了4個限位開關(guān)，分別用于檢測各部分的工作狀態(tài)。其中，SQ0 檢測壓鉗的狀態(tài)。SQ1、SQ2 分別檢測剪刀的狀態(tài)，KY檢測壓鉗是否壓緊已到位的板料；SQ3 檢測板料是否到位；系統(tǒng)未動做時, 壓鉗及剪切刀的限位開關(guān)SQ0和SQ1均開, SQ2和KY是斷開的。KM1控制送料機構(gòu)電機的接觸器；KM2、K
8、M4控制壓鉗電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制壓鉗壓緊和放松板料；KM3、KM5分別控制剪切電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制剪切刀上下運行；其輸入輸出端子分配如圖所示：圖2-2輸入輸出端子接線圖4、電氣原理圖用交流電機帶動送料皮帶，傳送皮帶送料只向一個方向運動，只要求電機向一個方向旋轉(zhuǎn)即可，輕負載小功率電動機可直接起動，用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。使待剪板料自動快速穩(wěn)定地輸送到剪切位置。壓鉗的作用是壓緊板料，以利于剪切刀切斷板料，壓鉗有上升和下降兩種運動，要求帶動壓鉗的電動機具有正反轉(zhuǎn)運動，控制電路有聯(lián)鎖保護、用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。剪切刀有兩種運動，下行切斷板料，然
9、后上升復(fù)位，帶動剪切刀機構(gòu)的電動機也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)，用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護。圖2-3 電氣原理圖三 軟件設(shè)計1功能表圖通過設(shè)計任務(wù)分析，畫出控制系統(tǒng)功能圖，如圖所示：圖3-1 控制功能圖2梯形圖從功能標圖寫出程序的梯形圖，如下圖所示：圖3-2 梯形圖圖3-3 梯形圖續(xù)3指令表圖通過對梯形圖的分心，上機輸入指令，并檢測程序的正確性，指令表如圖所示：圖3-3指令表通過上機調(diào)試程序運行正常。四 體會和收獲一周的課程設(shè)計在緊張而又繁忙中結(jié)束了，這次的課程設(shè)計讓我對PLC技術(shù)又有了更深的認識。需要我運用多學科的理論知識與技能，分析和解決工程問題。剛開始準備著手做課程設(shè)計時還是懷著好奇的心理,積
10、極性還是很高的，但是過了一兩天積極性就沒有這么高了，因為那幾天一個勁的忙找這找那的，整天也是忙的布不亦樂乎，然而由于沒有過這方面的經(jīng)驗，所以一點頭緒都沒有，根本就沒有不知道怎么做。通過老師的悉心指導和自己的認真學習，刻苦分析，查閱相關(guān)資料，最終做完了課程設(shè)計。首先找到與我的設(shè)計有關(guān)的資料，分析并制定了設(shè)計總計劃，然后選電氣元件制作梯形圖編寫程序等等。在老師的指導和自己的努力下，順利完成了課程設(shè)計的任務(wù)和要求，使自己得到更進一步的發(fā)展。課程設(shè)計雖已結(jié)束，但我們鉆研的精神不能結(jié)束，為把自己培養(yǎng)成對社會有用的人才而不斷努力。參考文獻1阮有德.電工技能考核指導（中級電工）.北京：機械工業(yè)出版社，20042廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社3史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社，20044崇 凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學工業(yè)出版社，19935黃如林.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004
PLC剪板機課程設(shè)計
