渤海石油職業(yè)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計 PLC剪板機課程設(shè)計學(xué)生姓名： 閆忠全 專業(yè)班級： 09電氣自動化2 指導(dǎo)教師： 閆運巧 完稿日期： 2011/12/22 目錄摘要2一 設(shè)計方案41.設(shè)計任務(wù)42.設(shè)計思路53.設(shè)計流程5二 硬件設(shè)計51選擇PLC型號和I/O點數(shù)52I/O分配表63外部接線圖64電氣原理圖7三 軟件設(shè)計81功能表圖82梯形圖103指令表圖11四 體會和收獲12參考文獻(xiàn)13PLC剪板機課程設(shè)計摘 要 文章對我國發(fā)展低成本自動化的重要性等方面進(jìn)行了研究。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。由于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(shè)備。由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應(yīng)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(jié)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(yīng)用越來越廣泛。加之PLC以其在硬件設(shè)計中采用了屏蔽、濾波、光電隔離等技術(shù)，在軟件設(shè)計中采用了故障檢測、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 自動剪板機 自動控制 順序控制一 設(shè)計方案1.設(shè)計任務(wù)如圖所示，開始時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。按下起動按鈕X10，首先板料右行(Y0為ON)至限位開關(guān)X3動作，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，壓鉗和剪刀同時上行(Y3和Y4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 剪板機設(shè)計要求圖2.設(shè)計思路根據(jù)題目的設(shè)計要求，可以采用多種方案進(jìn)行時序控制， 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構(gòu)進(jìn)行運動時有很好的保障。并結(jié)合本題目的要求，故決定使用PLC來控制工作機構(gòu)的運動。操作中，有可能會出現(xiàn)一些由于人為疏忽及其他的不可控因素而引發(fā)的不安全事件或機器失控狀況，在此情況下，需要緊急切斷電源，立刻停止機器運行，保證人身及生產(chǎn)設(shè)備安全。因此需要一個急停按鈕來進(jìn)行此操作。在操作過程中如果部件未處于原點位置，為了設(shè)備安全不發(fā)生碰撞等事故，需要先回原點，因此需要考慮回原點操作。開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)X0和X1為ON。按下啟動按鈕X10剪板機啟動Y0為ON,板料右行限位開關(guān)X3Y1為ON并保持,壓鉗下行壓緊板料后壓力繼電器X4為ONY2為ON,剪刀下行剪斷板料限位開關(guān)X2為ONY3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF壓鉗和剪刀同時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)計流程根據(jù)題目的設(shè)計要求，工作機構(gòu)的工作流程如下 工作機構(gòu)開機后首先檢查是否處于原點位置，若未處于原點工作機構(gòu)通過會按鈕返回原點，然后等待下一步指示操作。 按自動方式進(jìn)行相應(yīng)的動作，板料右行（Y0為ON）至限位開關(guān)SQ3動作，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按下時立刻停止操作。二 硬件設(shè)計1選擇PLC型號和I/O點數(shù)（1）PLC的型號選擇在設(shè)計I/O分配中有8個輸入口，輸出口為5個，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)的廠家型號選擇。選用ABB的型號為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；同時電路中的繼電器為標(biāo)準(zhǔn)配置。 2I/O分配表根據(jù)設(shè)計任務(wù)中的要求，需要4個行程開關(guān)，3個按鈕和一個壓力繼電器，3個電機，畫出I/O分配表，如圖所示：輸入輸出電氣名稱電氣元件信號地址電氣名稱電氣元件信號地址啟動按鈕SB1X10送料電機KM1Y0回原點按鈕SB2X11壓鉗下行電機KM2Y1行程開關(guān)SQ0X0剪刀下行電機KM3Y2行程開關(guān)SQ1X1壓鉗上行電機KM4Y3行程開關(guān)SQ2X2剪刀上行電機KM5Y4行程開關(guān)SQ3X3急停按鈕SB3X12壓力繼電器KYX4圖2-1 I/0分配表3、外部接線圖系統(tǒng)設(shè)置了4個限位開關(guān)，分別用于檢測各部分的工作狀態(tài)。其中，SQ0 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)未動做時, 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控制送料機構(gòu)電機的接觸器；KM2、KM4控制壓鉗電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制壓鉗壓緊和放松板料；KM3、KM5分別控制剪切電機的接觸器，驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，控制剪切刀上下運行；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帶動送料皮帶，傳送皮帶送料只向一個方向運動，只要求電機向一個方向旋轉(zhuǎn)即可，輕負(fù)載小功率電動機可直接起動，用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。使待剪板料自動快速穩(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動，要求帶動壓鉗的電動機具有正反轉(zhuǎn)運動，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)。剪切刀有兩種運動，下行切斷板料，然后上升復(fù)位，帶動剪切刀機構(gòu)的電動機也應(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1功能表圖通過設(shè)計任務(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 梯形圖圖3-3 梯形圖續(xù)3指令表圖通過對梯形圖的分心，上機輸入指令，并檢測程序的正確性，指令表如圖所示：圖3-3指令表通過上機調(diào)試程序運行正常。四 體會和收獲一周的課程設(shè)計在緊張而又繁忙中結(jié)束了，這次的課程設(shè)計讓我對PLC技術(shù)又有了更深的認(rèn)識。需要我運用多學(xué)科的理論知識與技能，分析和解決工程問題。剛開始準(zhǔn)備著手做課程設(shè)計時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，因為那幾天一個勁的忙找這找那的，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，所以一點頭緒都沒有，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)，刻苦分析，查閱相關(guān)資料，最終做完了課程設(shè)計。首先找到與我的設(shè)計有關(guān)的資料，分析并制定了設(shè)計總計劃，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)成對社會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)（中級電工）.北京：機械工業(yè)出版社，20042廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機械工業(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，20044崇 凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，19935黃如林.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，200413教育a