剪板机的PLC改造系统设计

摘要

本文以工业用剪板机为对象，探讨了全自动剪板机智能控制系统的实现方案。根据实际需要和市场的需求，采用了以工业顺序控制过程中广泛使用的可编程控制器（PLC）对自动剪板机进行控制。通过对自动剪板机的工作原理的分析，提出总体设想，设计了电气传动部分的设计方案和并作出了PLC控制的程序流程图。

文章中关键词：可编程控制器全自动剪板机自动控制

abstract

The article regard industrial board cutting machine as target, probe into full-automatic to can cut board quick-witted realization scheme of the control system.According to the real demand of and the market, chose the control scheme relying mainly on programmable controller . Through to cutting the analysis of the operation principle of the board machine automatically , put forward the general program, have designed the procedure flow diagram that design plan and PLC of the electric running part controlled tentatively.

Keywords:Programmable controller Full-automatic board cutting machine Automatic control

目录

摘要............................................................................................................................ I 第1章前言 (1)

1.1剪板机控制现状 (1)

1.2可编程控制器的现状及发展趋势 (2)

1.3 剪板机的控制系统改造 (2)

1.4 本次毕业设计的主要任务 (3)

1.5 本毕业设计时间安排 (3)

第2 章剪板机控制系统方案设计 (4)

2.1 剪板机的控制要求 (4)

2.2 剪板机结构原理 (4)

2.2.1 控制系统的结构 (5)

2.2.2 工作原理 (5)

2.3总体设计方案 (6)

第3 章自动剪板机的PLC控制系统硬件设计 (7)

3.1系统主电路设计 (7)

3.1.1 进料机构 (7)

3.1.2 压料机构 (7)

3.1.3 剪切刀 (7)

3.1.4 送料装置 (8)

3.1.5 总体电路设计 (9)

3.2 PLC控制器的选择 (10)

3.3 I/O端子分配 (12)

第4章自动剪板机的PLC控制系统的软件设计 (15)

4.1 系统的流程图 (15)

4.2系统的梯形图及其程序语句表 (16)

第5 章结束语 (21)

谢辞 (221)

参考文献 (23)

第1章前言

剪板机是利用各种操作方法对锻件进行切割的装置，属于废金属加工设备，为轧钢车间必不可少的设备。主要对板材，棒料剪切分离的加工设备。剪板机不仅用于机械制造业，还是金属材配中心必不可少的的装备，应用范围特别广。安全性和剪切角度不可调节是机械剪板机的致命缺点。现在各剪板机都逐步向国际主流方向靠拢，采用数控液压剪板机，具有良好的强度刚度和精度保持性，此外，可配备前送料系统和后脱料装置，及送料卸料与一体，有效地提高了设备的自动化程度。

1.1剪板机控制现状

剪板机是利用各种操作方法对锻件进行切割的装置，属于废金属加工设备，为轧钢车间必不可少的设备。主要对板材，棒料剪切分离的加工设备。剪板机不仅用于机械制造业，还是金属材配中心必不可少的的装备，应用范围特别广。安全性和剪切角度不可调节是机械剪板机的致命缺点。传统的机床控制系统都是采用继电器、接触器等控制电路，其接线复杂，故障率高，可靠性差；现在各剪板机都逐步向国际主流方向靠拢，采用数控液压剪板机，具有良好的强度刚度和精度保持性，此外，可配备前送料系统和后脱料装置，及送料卸料与一体，有效地提高了设备的自动化程度。

PLC控制具有可靠性高、柔性好、开发周期短以及故障自诊断功能，特别适用于现代化机床电器控制，它减少了机床强电元件的数量，提高了电气系统的稳定性和可靠性，从而提高了加工产品的质量和生产效率。传统的简易机床电气控制易发生故障。一旦发生故障，查找原因难度大。可编程控制器（PC机）是由无触点的电子线路组成，用软件程序代替继电器间的复杂连接的工业控制器，控制可靠，灵活，故障少。

1.2 可编程控制器的现状与发展趋势

可编程序控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC，是专门为在工业环境中应用而设计的一种数字运算操作的电子系统，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序和设置，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或

生产过程[1]。PLC是以微电子技术为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用及使用维护方便等一系列优点，从单机自动化到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化，PLC均承担着重要的角色。由于PLC技术的快速发展和产品价格的降低，在我国PLC市场近年来发展很快，不仅是国家大型企业采用，而其他中小型企业应用比例也越来越高，涉及了冶金、钢铁、化工等领域。随着机电一体化的发展，PLC因其高可靠性、较强的工作环境适应性在该领域的应用越来越广泛[2]。机电一体化技术的发展直接影响到一个国家的机械工业装备水平，而运动控制技术是机电一体化的关键技术。提高其技术水平，缩小同发达国家的差距，是当前我们面临的一个重大课题。随着我国工业化步伐的加快，其他行业也被带动着迅猛发展。近几年的机械制造业的复苏就是工业化过程发展的最好例证，我国己经成为世界制造业的基地之一，这也给我们带来了很大的机遇。但是，目前我国的制造业水平还比较落后，同西方发达国家还有不小的差距，大力发展数控机床，是提高我国制造业水平的一个有效途径。

实现数控系统运动控制的通常方法可以有两种：一是采用全功能的数控装置，这种装置功能十分完善，但其价格却很昂贵，而且许多功能对点位控制来说是多余的，许多企业承担不起改造的费用；二是单板机或单片机控制，这种方法除了要进行软件开发外，还要设计硬件电路、接口电路、驱动电路、特别是要考虑工业现场中的抗干扰问题。在经济型数控系统中，目前主要是以单片机来实现的。由于以单片机控制的数控系统通常是把编写好的程序固化在程序存储器中，这样就缺乏柔性，使得程序修改变的尤为不便，而且开发单片机控制系统需要较高的技术和较长的周期。而PLC则编程很方便，特别是修改程序很方便，开发周期大大降低。在单片机中需要编写很多行程序来实现的算法，在PLC中则可以利用梯形图很方便地实现。随着PLC在工控领域应用越来越广泛，系统的复杂程度越来越高，PLC的程序设计在应用设计过程中占了很大的工作量。当今，PLC在工控行业中的应用程序大都采用梯形图编程，其最大优点是便于技术人员掌握，但可移植性差，对于不同的应用要求要重新编写程序[3]。

1.3 剪板机的控制系统改造

问题的提出：以计算机为核心的自动化技术是我国工业重点发展的高科技领