PLC剪板機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)用

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1、 渤海石油職業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì) PLC剪板機(jī)課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 閆忠全 專業(yè)班級(jí)： 09電氣自動(dòng)化2 指導(dǎo)教師： 閆運(yùn)巧 完稿日期： 2011/12/22 目錄 摘要 2 一 設(shè)計(jì)方案 4 1.設(shè)計(jì)任務(wù) 4 2.設(shè)計(jì)思路 5 3.設(shè)計(jì)流程 5 二 硬件設(shè)計(jì) 5 1．選擇PLC型號(hào)和I/O點(diǎn)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(shè)計(jì) 8

2、1．功能表圖 8 2．梯形圖 10 3．指令表圖 11 四 體會(huì)和收獲 12 參考文獻(xiàn) 13 PLC剪板機(jī)課程設(shè)計(jì) 摘 要 文章對(duì)我國發(fā)展低成本自動(dòng)化的重要性等方面進(jìn)行了研究。根據(jù)實(shí)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(jī)控制中，選擇了以可編程控制器為主的控制方案。 由于自動(dòng)剪板機(jī)是一種可按加工要求，將金屬板材剪開、自動(dòng)計(jì)數(shù)、并由送料車送到下一工序的順序控制的設(shè)備。由于它把計(jì)算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣泛等優(yōu)點(diǎn)與控制器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點(diǎn)，在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用

3、越來越廣泛。加之PLC以其在硬件設(shè)計(jì)中采用了屏蔽、濾波、光電隔離等技術(shù)，在軟件設(shè)計(jì)中采用了故障檢測、信息保護(hù)與恢復(fù)等措施，進(jìn)一步提高了PLC的可靠性。 關(guān)鍵詞：可編程控制器 自動(dòng)剪板機(jī) 自動(dòng)控制 順序控制 一 設(shè)計(jì)方案 1.設(shè)計(jì)任務(wù) 如圖所示，開始時(shí)壓鉗和剪刀在上限位，限位開關(guān)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(dòng)按鈕X10，首先板料右行(Y0為ON)至限位開關(guān)X3動(dòng)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(shí)上行(Y3和Y

4、4為ON，Y1和Y2為OFF)，它們分別碰到限位開關(guān)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)?？刂茐恒Q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(jī)設(shè)計(jì)要求圖 2.設(shè)計(jì)思路 根據(jù)題目的設(shè)計(jì)要求，可以采用多種方案進(jìn)行時(shí)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(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)有很好的保障。并結(jié)合本題目的要求，故決定使用PLC來控制工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。 操作中，有可能會(huì)出現(xiàn)一些由于人為疏忽及其他的不可控因素而引發(fā)

5、的不安全事件或機(jī)器失控狀況，在此情況下，需要緊急切斷電源，立刻停止機(jī)器運(yùn)行，保證人身及生產(chǎn)設(shè)備安全。因此需要一個(gè)急停按鈕來進(jìn)行此操作。 在操作過程中如果部件未處于原點(diǎn)位置，為了設(shè)備安全不發(fā)生碰撞等事故，需要先回原點(diǎn)，因此需要考慮回原點(diǎn)操作。 開始時(shí)壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)X0和X1為ON。按下啟動(dòng)按鈕X10剪板機(jī)啟動(dòng)→Y0為ON,板料右行→限位開關(guān)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(guān)X2為ON→Y3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF壓鉗和剪刀同時(shí)上行→分別碰到限位開關(guān)X0和X1→開始下一周期，循環(huán)12次 3.設(shè)計(jì)流程

6、 根據(jù)題目的設(shè)計(jì)要求，工作機(jī)構(gòu)的工作流程如下 工作機(jī)構(gòu)開機(jī)后首先檢查是否處于原點(diǎn)位置，若未處于原點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)通過會(huì)按鈕返回原點(diǎn)，然后等待下一步指示操作。 按自動(dòng)方式進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，板料右行（Y0為ON）至限位開關(guān)SQ3動(dòng)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(shí)上行（Y3和Y4為ON，Y1和Y2為OFF），它們分別碰到限位開關(guān)SQ0和SQ1后，分別停止上行。都停止后，又開始下一個(gè)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(dāng)急停按鈕X12按

7、下時(shí)立刻停止操作。 二 硬件設(shè)計(jì) 1．選擇PLC型號(hào)和I/O點(diǎn)數(shù) （1）PLC的型號(hào)選擇 在設(shè)計(jì)I/O分配中有8個(gè)輸入口，輸出口為5個(gè)，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(guān)的廠家型號(hào)選擇。 選用ABB的型號(hào)為LS31P41B11行程開關(guān)。 （3）繼電器的選擇 壓鉗的下限位不能用行程開關(guān)來控制，所以選擇壓力繼電器來控制壓鉗的下限位；同時(shí)電路中的繼電器為標(biāo)準(zhǔn)配置。 2．I/O分配表 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求，需要4個(gè)行程開關(guān)，3個(gè)按鈕和一個(gè)壓力繼電器，3個(gè)電機(jī)，畫出I/O分配表，如圖所示： 輸入 輸出 電氣名稱 電

8、氣元件 信號(hào)地址 電氣名稱 電氣元件 信號(hào)地址 啟動(dòng)按鈕 SB1 X10 送料電機(jī) KM1 Y0 回原點(diǎn)按鈕 SB2 X11 壓鉗下行電機(jī) KM2 Y1 行程開關(guān) SQ0 X0 剪刀下行電機(jī) KM3 Y2 行程開關(guān) SQ1 X1 壓鉗上行電機(jī) KM4 Y3 行程開關(guān) SQ2 X2 剪刀上行電機(jī) KM5 Y4 行程開關(guān) 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(shè)置了4個(gè)限位開關(guān)，分別用于檢測各部分的工作狀態(tài)。其中，SQ0

9、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(dòng)做時(shí), 壓鉗及剪切刀的限位開關(guān)SQ0和SQ1均開, SQ2和KY是斷開的。 KM1控制送料機(jī)構(gòu)電機(jī)的接觸器；KM2、KM4控制壓鉗電機(jī)的接觸器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(jī)的接觸器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制剪切刀上下運(yùn)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(jī)帶動(dòng)送料皮帶，傳送皮帶送料只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，只要求電機(jī)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)即可，輕負(fù)載小功率電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)，用熔

10、斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。使待剪板料自動(dòng)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(yùn)動(dòng)，要求帶動(dòng)壓鉗的電動(dòng)機(jī)具有正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，控制電路有聯(lián)鎖保護(hù)、用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。 剪切刀有兩種運(yùn)動(dòng)，下行切斷板料，然后上升復(fù)位，帶動(dòng)剪切刀機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)也應(yīng)具有正反轉(zhuǎn)，用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。 圖2-3 電氣原理圖 三 軟件設(shè)計(jì) 1．功能表圖 通過設(shè)計(jì)任務(wù)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(biāo)圖寫出程序的梯形圖，如下圖所示： 圖3-2 梯形圖

11、 圖3-3 梯形圖續(xù) 3．指令表圖 通過對(duì)梯形圖的分心，上機(jī)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(jī)調(diào)試程序運(yùn)行正常。 四 體會(huì)和收獲 一周的課程設(shè)計(jì)在緊張而又繁忙中結(jié)束了，這次的課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)PLC技術(shù)又有了更深的認(rèn)識(shí)。需要我運(yùn)用多學(xué)科的理論知識(shí)與技能，分析和解決工程問題。 剛開始準(zhǔn)備著手做課程設(shè)計(jì)時(shí)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?yàn)槟菐滋煲粋€(gè)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(yàn)，所以一點(diǎn)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(dǎo)和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)

12、，刻苦分析，查閱相關(guān)資料，最終做完了課程設(shè)計(jì)。首先找到與我的設(shè)計(jì)有關(guān)的資料，分析并制定了設(shè)計(jì)總計(jì)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(dǎo)和自己的努力下，順利完成了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求，使自己得到更進(jìn)一步的發(fā)展。課程設(shè)計(jì)雖已結(jié)束，但我們鉆研的精神不能結(jié)束，為把自己培養(yǎng)成對(duì)社會(huì)有用的人才而不斷努力。 參考文獻(xiàn) [1]阮有德.《電工技能考核指導(dǎo)（中級(jí)電工）》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [2]廖常初.《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [3]史國生.《電氣控制與可編程控制器技術(shù)》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [4]崇 凱.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [5]黃如林.《切削加工簡明實(shí)用手冊》.化學(xué)工業(yè)出版社，2004 13 教育a