PLC剪板机控制文档

一、控制要求

下图是剪板机的结构示意图，据剪板机的工作特点,对控制系统提出控制要求如下:

1、通电后,检测各工作机构的状态,控制各工作机构处于初始位置；

2、开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0和I0.1为ON，按下启动按钮I1.0；

3、首先板料右行(Q0.0为ON)至限位开关I0.3动作；

4、压钳下行(Q0.1为ON并保持),压紧板料后,压力开关I0.4为ON,压钳保持压紧,剪刀开始下行(Q0.2为ON).剪断板料；

5、剪断板料后,I0.2变为ON,压钳和剪刀同时上行(Q0.3和Q0.4为ON),他们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后,分别停止上行；

6、都停止后,又开始下一周期的工作,剪完10块料后,停止工作并停在初始状态。

图1.剪板机结构示意图

二、控制方案设计

根据题目的设计要求，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。德国西门子公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。 S7

系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。采用可编程硬件控制器较好地解决了这一问题。它是一种将计算机技术，自动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备,不仅能实现对开关量信号的逻辑控制,还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。因此,将PLC应用于该控制,完全能满足技术要求，且具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、自动化程度高等优点。

三、所用器件造型

3.1 PLC的构成:

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

3.2电源模块:

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

3.3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

3.4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。

四、相关图纸绘制

4.1输入/输出分配

4.2电气原理图

图2.顺序功能图

图3.外部接线图

五、梯形图控制程序

六、工作过程

首先板料右行(Q0.0为ON)至限位开关I0.3动作,然后压钳下行(Q0.1为ON 并保持),压紧板料后,压力开关I0.4为ON,压钳保持压紧,剪刀开始下行(Q0.2为ON).剪断板料后,I0.2变为ON,压钳和剪刀同时上行(Q0.3和Q0.4为ON),他们分别碰到限位开关I0.0和I0.1后,分别停止上行.都停止后,又开始下一周期的工作,剪完10块料后,停止工作并停在初始状态.

七、项目总结

剪板机是一种精确控制板材加工尺寸,将板料进行循环剪切加工,开始时，板料被压钳压住，剪刀剪切，然后完成剪切，压钳和剪刀同时抬起的过程，其整个工艺过程很符合顺序控制的要求，所以，在控制过程中，采用可编程控制器对剪板机进行控制。

可编程控制器是一种将计算机技术、自动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备,不仅能实现对开关量信号的逻辑控制,还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。它较好地解决了采用继电器-接触器控制，控制系统较复杂,大量的接线使系统可靠性降低,也间接地降低了设备的工作效率

这一问题。因此,将PLC应用于该控制, 具有操作简单、运行可靠、抗干扰能力强、编程简单，控制精度高的特点。在控制的过程中，剪板机剪板的个数可根据工艺参数方便的修改，而且利用光电接近开关检测板料状态非常准确。