剪板机plc课程设计.doc

某高校

题目：剪板机的控制

姓名：

学院：机电学院

班级：

学号：

指导老师：

实训时间：

实训地点：

目录

一、设计前景

二、课程目的

三、设计要求

四、设计思路

五、输入/输出分配

六、设备选择说明

七、设计流程

八、外部接线图

九、电气原理图

十、程序

十一、实训总结

一、设计前景

随着微电子技术的发展，可编程序控制器（PLC ）以微处理器为核心，实用于开关量模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等领域，成为一种多功能高可靠性应用场合最多的工业控制微型计算机。

可编程序控制器（Programmable Logic Controller, 简称PLC ）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储

程序，执行逻辑运算顺序控制定时计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出，控制各种类型的机械或生产过程可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体易于扩充功能的原则设计。

1969 年，第一台可编程序控制器在美国出现以来，经过几十年的发展，现在已经成为一种最重要高可靠应用场合最多的工业微型计算机它应用大规模集成电路微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成具有多种优点和微型小型中型大型超大型等各种规格的PLC系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多过程领域PLC已和数控技术及工业机器人并列为工业自动化的三大支柱。

二、课程目的

本次课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实验，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体概念。

三、设计要求

剪板机的控制要求

（1）开机：开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON。若要启动剪板机，需按下启动按钮X10。

（2）送料：启动后板料右行，直到碰到限位开关X3后停止右行

（3）压紧：压钳下行，压紧板料后，压力继电器X4为ON，使压钳保持压紧状态

（4）剪切：剪刀开始下行，剪断板料，碰到限位开关X2

（5）返回：压钳和剪刀同时开始上行，分别碰到限位开关X0和X1后停止（6）都停止后开始下一周期，连续三次后停止

（7）工作过程中可以在任意位置停止，返回原点后可重新操作

如下图：

四、设计思路

根据题目的设计要求，可以采用多种方案进行时序控制，PLC因其具有极高的稳定性以及很好的抗干扰的能力可以保证控制工作机构进行运动时有很好的保障。并结合本题目的要求，故决定使用PLC来控制工作机构的运动。

操作中，有可能会出现一些由于人为疏忽及其他的不可控因素而引发的不安全事件或机器失控状况，在此情况下，需要紧急切断电源，立刻停止机器运行，保证人身及生产设备安全。因此需要一个急停按钮来进行此操作。

在操作过程中如果部件未处于原点位置，为了设备安全不发生碰撞等事故，需要先回原点，因此需要考虑回原点操作。

运行过程中，可以数字显示运行次数。

开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON。按下启动按钮X10剪板机启动→Y1为ON,板料右行→限位开关X3→Y2为ON并保持,压钳下行→压紧板料后压力继电器X4为ON→Y3为ON,剪刀下行剪断板料→限位开关X2为ON→Y4和Y5ON,Y2和Y3OFF压钳和剪刀同时上行→分别碰到限位开关X0和X1→开始下一周期，循环三次

五、输入/输出分配

六、设备选择说明

1.数字显示设备

由于在PLC设计中，PLC模块本身通常不直接装有数字显示界面,所以我们在设计PLC控制系统时,一般将选定的各种数字仪表与PLC的模块相连接,将PLC 处理过的数据显示在仪表上。

由于本题目中的输出显示相对较为简单，故用PLC的输出点直接将BCD数据代码并行传送至数字显示仪表即可满足要求。显示仪表可以选择七段码显示器。

2、驱动设备的选择

由题目要求知，板料的传送、压钳的上下动作、剪刀的上下行动作，都需要较大功率的设备来驱动，而且对稳定性和精度要高，因此选择三相步进交流电动机。

同时由于对部件运动的范围较精确，而且需要自动控制，因此选择行程开关来实现这一目的

3、PLC的型号选择

在设计I/O分配中有8个输入口，输出口为5个，故选用的是三菱的FX2N-48MR，继电器输出，输入电压为24V。

4、限位开关的厂家型号选择

选用ABB的型号为LS31P41B11行程开关

5、继电器的选择

压钳的下限位不能用行程开关来控制，所以选择压力继电器来控制压钳的下限位；同时电路中的继电器为标准配置。

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七、设计流程

根据题目的设计要求，工作机构的工作流程如下

➢工作机构开机后首先检查是否处于原点位置，若未处于原点工作机构通过会按钮返回原点，然后等待下一步指示操作。

➢按自动方式进行相应的动作，板料右行（Y1为ON）至限位开关SQ3动作，然后压钳下行（Y2为ON并保持），压紧板料后，压力继电器KY为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Y3为ON）。剪断板料后，SQ2变为ON,压钳和剪

刀同时上行（Y4和Y5为ON，Y2和Y3为OFF），它们分别碰到限位开关SQ0和SQ1后，分别停止上行。都停止后，又开始下一个周期的工作，剪完3块板料后停止工作并且停止在初始状态。

➢在自动模式下每做完一个周期的工作循环在显示屏（两位）上工作次数的显示加一。

➢无论在哪种情况下当急停按钮X12按下时立刻停止操作。

八、外部接线图

九、电气原理图