目 錄1 緒 論……………………………………………………………………….81.1概述論文現(xiàn)狀及意義…………………………………………………………….81.2 論文的系統(tǒng)控制要求…………………………………………………………….91.3剪板機結構及工作原理………………………………………………………… 92 電氣總的設計方案 ………………………………………………112.1PLC簡介 ………………………………………………………………………112.2 總體設計方案 ……………………………………………………………143 自動剪板機的PLC控制系統(tǒng)設計 ……………………………………153.1 系統(tǒng)主電路設計 ……………………………………………………………153.1.1 設計進料機構E ………………………………………………………….153.1.2 設計壓料機構B ………………………………………… ………………163.1.3 剪切刀 ……………………………………………………………………183.1.4 設計小車送料裝置 ………………………………………………………184 PLC控制器的選擇……………………………………………………….. 204.1 PLC控制器的選擇 …………………………………………………………...204.2 I/O端子分配 ……………………………………………………………...234.3 系統(tǒng)的軟件 …………………………………………………………………..244.4 系統(tǒng)的流程圖 ……………………………………………………………244.5 系統(tǒng)的梯形圖及其程序語句表………………………………………………...25結束語………………………………………………………………………………..27參考文獻……………………………………………………………………………..271 緒論1.1 概述本文在對我國發(fā)展低成本自動化的重要性等方面進行了研究基礎上,以工業(yè)用剪板機為對象，探討了全自動剪板機智能控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。

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,它要求其控制設備具有很強的抗干擾能力PLC是近幾年發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器,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的可靠性故本文采用了以工業(yè)順序控制過程中廣泛使用的可編程控制器（PLC）對自動剪板機進行控制通過對自動剪板機的工作原理的分析，提出總體設想，初步設計了電氣傳動部分的設計方案和PLC控制的程序流程圖 可編程控制器是一種為工業(yè)機械控制所設計的專用計算機，在各種自動控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用，他是在繼電器控制和計算機控制基礎上開發(fā)的產品，逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術，通信技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。

早期的可編程控制器在功能上只能進行邏輯控制，因而稱為可編程程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC隨著技術的發(fā)展，其控制功能不斷增強，可編程程序控制器還可以進行算術運算，模擬量控制、順序控制、定時、計數(shù)等，并通過數(shù)字，模擬的輸入、輸出控制各種類型的機械生產過程目前,我國機械制造業(yè)存在大量的通用設備,在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術時,可以應用微電子技術改造這些已有通用設備,比如用數(shù)顯、數(shù)控裝置改造通用設備,提高單機自動化程度;用可編程序控制器改造通用機床、專用機床、組合機床及自動設備與半自動設備組成的生產線,這樣可以把計算機功能完備、編程靈活、適應性強的優(yōu)點和繼電器控制簡單、抗干擾能力強、價格便宜等優(yōu)點結合起來，這是一條低成本、高效益，符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑隨著可編程控制器技術的發(fā)展,傳統(tǒng)機械設備的控制柜逐漸被新一代的智能化儀表所代替,對于日益復雜的控制功能,傳統(tǒng)控制柜顯得無能為力,而可編程控制器具有可編程序的特點,運行時可以根據(jù)要求,自動選擇控制算法、適應性強、可編程控制器采用軟件代替硬件的方法,可以簡化線路,使控制設備的性能價格比不斷提高,本設計的研究目的,在于探索在板材加工中,應用可編程控制技術,實現(xiàn)板材加工的自動控制。

全自動剪板機廣泛的應用于在板材加工系統(tǒng)中,板料長度檢測，板料進料、壓緊、走刀、落料、長度調整等過程必須按一定的節(jié)拍控制精確度動作，而且不同長度、不同厚度、不同材料的板材,各動作行程、先后順序、刀具位置等要求都不一樣，對于這樣的控制要求,傳統(tǒng)控制柜很難實現(xiàn),綜合考慮設備的性能/價格比，顯示直觀性、外表美觀性、靈活性等諸方面因素,本設計采用可編程控制器，根據(jù)自動剪板機對控制系統(tǒng)的要求進行方案設計 1.2 系統(tǒng)的控制要求據(jù)剪板機的工作特點,對控制系統(tǒng)提出控制要求如下:1 上電后,檢測各工作機構的狀態(tài),控制各工作機構處于初始位置2 進料,由控制系統(tǒng)控制進料機構將待剪板料自動輸送到位3 定剪切尺寸,采用伺服電機控制擋料器位置保證精確的剪切尺寸,其尺寸可是定值也可以設置為循環(huán)變動值4 壓緊和剪切,待剪板料長度達到設定值后由主電動機帶動壓料器和剪切刀具,先壓緊板料,然后剪斷板料5 送料車的運行,包括卸載后自動返回6 剪切板料的尺寸設定、自動計數(shù)及每車板料數(shù)的預設定7 具備斷電保護和來電恢復功能8 能實現(xiàn)加工過程自動控制,加工參數(shù)顯示,系統(tǒng)檢測9 保證板料加工精度、加工效率和安全可靠性。

10 具有良好的人機操作界面1.3 剪板機結構及工作原理1.3.1 剪板機的結構自動剪板機是一種精確控制板材加工尺寸,將大塊金屬板材進行自動循環(huán)剪切加工,并由送料車運送到下一工序的自動化加工設備，其結構及原理如圖1所示 圖1 自動剪板機原理圖系統(tǒng)設置了7個限位開關，分別用于檢測各部分的工作狀態(tài)其中，SQ1 檢測待剪板料是否被輸送到位SQ2、SQ3 分別檢測壓塊B 的狀態(tài)，檢測壓塊是否壓緊已到位的板料；SQ4 檢測剪切刀A 的狀態(tài)；SQ7 為光電接近開關, 檢測板料是否被剪斷落入小車；SQ5 用于檢測小車是否到位；SQ6 用于判斷小車是否空載送料機構E、壓塊B、剪切刀A和送料小車分別由四臺電動機拖動系統(tǒng)未動做時, 壓塊及剪切刀的限位開關SQ2、SQ3 和SQ4 均斷開, SQ1、SQ7也是斷開的1.3.2 剪板機工作原理當系統(tǒng)啟動時,輸入板料加工尺寸、加工數(shù)量等參數(shù)，按下自動開關，系統(tǒng)自動運行1 首先檢查限位開關SQ6 的狀態(tài),若小車空載, 系統(tǒng)開始工作, 起動送料小車小車運行到位, 限位開關SQ5 閉合,小車停車2 起動送料機構E 帶動板料C 向右移動。

當板料碰到行程開關SQ1 時, 送料停止同時制動器松開、電磁離合器結合，主電動機通過傳動機構工作3 壓塊電機啟動,使壓塊B 壓下, 壓塊上限開關SQ2 閉合當壓塊到位, 板料壓緊時, 壓塊下限開關SQ3閉合4 剪切刀電動機起動, 控制剪刀下落此時,SQ4 閉合, 直到把板料剪斷, 板料落入小車5 當小車上的板料夠數(shù)時, 起動小車控制電動機, 帶動小車右行,將切好的板料送至下一工序6 卸下后, 再起動小車左行, 重新返回剪板機下, 開始下一車的工作循環(huán)板料的長度L 可根據(jù)需要進行調整, 每一車板料的數(shù)量可預先設定2 總體設計方案傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器-接觸器控制，但控制系統(tǒng)較復雜,大量的接線使系統(tǒng)可靠性降低,也間接地降低了設備的工作效率采用可編程控硬件制器較好地解決了這一問題它是一種將計算機技術、自動控制技術和通信技術結合在一起的新型工業(yè)自動控制設備,不僅能實現(xiàn)對開關量信號的邏輯控制,還能實現(xiàn)與上位計算機等智能設備之間的通信因此,將PLC應用于該控制,完全能滿足技術要求，且具有操作簡單、運行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動化程度高等優(yōu)點2.1 PLC簡介在此對PLC進行簡單介紹，在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。

目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)以下對PLC的發(fā)展、基本結構、配置、應用等基本知識做一簡介　　內部處理通信操作輸入處理程序執(zhí)行輸出處理運 行停止停止圖2 PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結束符后，又返回第一條，如此周而復始的不斷循環(huán)PLC的掃描過程如圖2這個工作過程分為內部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期內部處理階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器等同信操作服務階段，PLC與一些智能模塊通信，響應程序器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容當PLC處于停止狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作服務等內容在PLC處于運行狀態(tài)時，從內部處理、通信操作、到程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作輸入處理又叫輸入采樣在此階段，順序輸入所有端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內存所對應的映象寄存器。

在此輸入映象寄存器被刷新，接著進入程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內容也不會發(fā)生變化，只有在下一次掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點，也可以說PLC是串行工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)并行工作有質的區(qū)別PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點競爭和時序失配的問題由于PLC采用掃描工作過程，所以在程序的執(zhí)行階段即使發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映象寄存器的內容也不會變化，要等到下一個周期的輸入采樣階段才能改變掃描周期是一個很重要的指標，小型PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒PLC的掃描時間取決于I/O掃描速度和用戶程序的長短，以及程序使用的指令類型毫秒級的掃描時間對于一般工業(yè)設備通常是可以接受的，PLC的影響滯后是允許的，但是對某些I/O快速響應的設備，則采取相應的處理措施如選用高速CPU，提高掃描速度，采用快速響應模塊、高速記數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時間影響I/O滯后的主要原因：輸入濾波器的慣性，輸出繼電器接點的慣性，程序執(zhí)行的時間，程序設計不當?shù)母郊佑绊懙取?/p>

我們在此不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令但工作節(jié)奏由震蕩信號控制運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作　　CPU速度和內存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及。