PLC剪板機課程設計.doc

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PLC剪板機課程設計 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 設計方案 4 1.設計任務 4 2.設計思路 5 3.設計流程 5 二 硬件設計 5 1．選擇PLC型號和I/O點數(shù) 5 2．I/O分配表 6 3．外部接線圖 6 4．電氣原理圖 7 三 軟件設計 8 1．功能表圖 8 2．梯形圖 10 3．指令表圖 11 四 體會和收獲 12 參考文獻 13 PLC剪板機課程設計 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、自動計數(shù)、并由送料車送到下一工序的順序控制的設備。由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣泛等優(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)過程控制中的應用越來越廣泛。加之PLC以其在硬件設計中采用了屏蔽、濾波、光電隔離等技術，在軟件設計中采用了故障檢測、信息保護與恢復等措施，進一步提高了PLC的可靠性。 關鍵詞：可編程控制器 自動剪板機 自動控制 順序控制 一 設計方案 1.設計任務 如圖所示，開始時壓鉗和剪刀在上限位，限位開關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為ON)至限位開關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)。控制壓鉗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 剪板機設計要求圖 2.設計思路 根據(jù)題目的設計要求，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進行運動時有很好的保障。并結合本題目的要求，故決定使用PLC來控制工作機構的運動。 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X3→Y1為ON并保持,壓鉗下行→壓緊板料后壓力繼電器X4為ON→Y2為ON,剪刀下行剪斷板料→限位開關X2為ON→Y3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF壓鉗和剪刀同時上行→分別碰到限位開關X0和X1→開始下一周期，循環(huán)12次 3.設計流程 根據(jù)題目的設計要求，工作機構的工作流程如下 工作機構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的動作，板料右行（Y0為ON）至限位開關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)。 無論在哪種情況下當急停按鈕X12按下時立刻停止操作。 二 硬件設計 1．選擇PLC型號和I/O點數(shù) （1）PLC的型號選擇 在設計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）限位開關的廠家型號選擇。 選用ABB的型號為LS31P41B11行程開關。 （3）繼電器的選擇 壓鉗的下限位不能用行程開關來控制，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。 2．I/O分配表 根據(jù)設計任務中的要求，需要4個行程開關，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 信號地址 啟動按鈕 SB1 X10 送料電機 KM1 Y0 回原點按鈕 SB2 X11 壓鉗下行電機 KM2 Y1 行程開關 SQ0 X0 剪刀下行電機 KM3 Y2 行程開關 SQ1 X1 壓鉗上行電機 KM4 Y3 行程開關 SQ2 X2 剪刀上行電機 KM5 Y4 行程開關 SQ3 X3 急停按鈕 SB3 X12 壓力繼電器 KY X4 圖2-1 I/0分配表 3、外部接線圖 系統(tǒng)設置了4個限位開關，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SQ0和SQ1均開, SQ2和KY是斷開的。 KM1控制送料機構電機的接觸器；KM2、KM4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，然后上升復位，帶動剪切刀機構的電動機也應具有正反轉(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 軟件設計 1．功能表圖 通過設計任務分析，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 一周的課程設計在緊張而又繁忙中結束了，這次的課程設計讓我對PLC技術又有了更深的認識。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計時還是懷著好奇的心理,積極性還是很高的，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，查閱相關資料，最終做完了課程設計。首先找到與我的設計有關的資料，分析并制定了設計總計劃，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，順利完成了課程設計的任務和要求，使自己得到更進一步的發(fā)展。課程設計雖已結束，但我們鉆研的精神不能結束，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，2004 [2]廖常初.《PLC基礎及應用》.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》.北京：化學工業(yè)出版社，2004 [4]崇 凱.《機械制造技術基礎》.化學工業(yè)出版社，1993 [5]黃如林.《切削加工簡明實用手冊》.化學工業(yè)出版社，2004