PLC在复卷机中的应用张同新资料.docx
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PLC在复卷机中的应用张同新资料
论文
题目：
PLC在保护膜复卷机中的应用
姓名：
张同新
二零一三年四月八号
摘要3
第一章PLC控制系统设计4
1.1为何选用PLC控制4
1.2PLC控制系统设计的基本原则5
1.3PLCI/O模块的选择步骤与原则6
第二章保护膜复卷机的PLC控制9
2.1 PLC的设计步骤9
2.2课题内容9
2.3控制要求10
2.4电气控制图以及水位检测元件说明10
2.5I/O分配图以及梯形图11
2.6程序工作原理分析15
2.7调试结果16
2.8选型以及规格16
三、设计总结17
参考文献：
18
摘要
PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。
它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，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.本文主要是阐述PLC在复卷机中的应用、选型、工作原理以及外围硬件电气设备的链接控制。
对论文的概述，本文需要阐述些什么内容。
关键词：
可编程序控制器（PLC）；复卷机；自动控制
第一章增加复卷机的必要性
1.1为何增加复卷机
在PE保护膜生产过程中因为基材、设备、环境、操作等各种原因产生的不良品（主要分为：
1、异物；2、皱褶；3、电晕击穿；4、跑卷；5、米数不足6、水波纹等，这里水波纹类是无法返修产品）需要返工，此类不良品需要设备随时停机处理，并且停机到重新启动时能够保持张力，避免因张力波动使返修产品造成2次不良。
此类不良品使用涂布设备（生产保护膜的主要设备）很难实现，涂布设备前期设计时没有考虑到这个问题，主要设计思维是以涂胶为目的，涂布设备跨度大，张力控制繁琐，很难实现随时停机处理。
1.2为何选用PLC控制系统：
设备的背景或现状，存在问题是什么？
PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多优势，主要体现在以下几个方面：
1）PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，很容易改变或增加系统功能。
系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。
2）PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。
3）PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。
4）PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能。
5）PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
第二章用PLC控制PE保护膜复卷机
2.1复卷机的机构以及工作原理工作原理
2.1.1设备示意图：
图1
设备的结构或工作原理是什么？
设备框图等
2.1.2设备机构及工作流程说明
1）将需要复卷的半成品装上放卷轴固定好后将磁粉电机套入放卷轴端面对应的卡口内；
2）将保护膜按照图1所示的走向逐一穿过舒展辊、牵引辊、背面过辊、张力检测辊、胶面过辊、收卷压辊平铺于收卷A/B轴上，
3）打开放卷张力控制器TK-1将牵引压辊的手动气阀打开压紧压辊，按下压辊压紧将收卷压辊压紧后调节收卷张力控制器的张力，（张力保证能够把保护膜的膜面绷平的前提下尽可能小，减少因膜面伸缩照成的产品尺寸误差）按住寸动，复卷机低速（10M/min）运转，拉出收卷处保护膜寸动跑出的保护膜，待膜面绷紧并平整的铺与各个过辊上后，将收卷轴上寸动出来的膜划断，按下收卷启动开始复卷。
4）调节变频器多功能端子外接的4.7K变阻器调节复卷机的车速。
5）复卷过程中当遇到须处理的不良现象（如异物）时，将车速调节到0M/MIN，进行不良处理，这样放卷和收卷张力均保持在运转状态，不会造成二次不良，处理完后直接调节4.7K变阻器调节复卷速度
6）待一卷膜复卷结束后按下停止，然后按下随机换卷，将复卷好的半成品卸下，一个工作周期完成
2.2 PLC的设计步骤
开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分.
2.2.1硬件设计主要包括:
（1）确定安排PLC的输入、输出点;
（2）设计外围电路,包括主电路;
（3）选购PLC并进行现场安装接线等内容.
2.2.2硬件设计说明
1）放卷—--通过磁粉控制器配合磁粉
2.2.3软件设计,大多数用梯形图和指令程序,主要包括:
（1）设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;
（2）根据工作循环图,画出虚拟的电路图;
（3）按电路图编写梯形图;
（4）系统调试:
根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对硬件进行修改,直到符合要求为止.
2.2课题内容
编制一个用PLC控制的工业用单缸全自动洗衣机的洗涤动作，具体操作过程见下附图（全自动洗衣机洗涤动作流程图）
2.3控制要求
动作要求如下：
Ø选择手动与自动。
Ø按下寸动按钮复卷机低速运转，松开寸动按钮，复卷机停止
Ø按下启动按钮复卷机开始复卷，计米器开始计量米长，测速器开始工作。
输入
输出
X0
随机换卷
Y0
收卷张力控制
X1
收卷模式切换
Y1
收卷张力控制
X2
/
Y2
收卷压辊控制
X3
收卷压辊压紧
Y3
顶针控制
X4
收卷压辊松开
Y4
定位控制
X5
顶针汽缸进限
Y5
牵引控制
X6
顶针汽缸退限
Y6
X7
定位汽缸进限
Y7
翻转控制拉回
X10
定位汽缸退限
Y10
计米器清零
X11
销子汽缸进限
Y11
/
X12
销子汽缸退限
Y12
销子控制
X13
翻转汽缸进限
Y13
控制切换
X14
翻转汽缸退限
Y14
收卷翻转伸出
X15
收卷启动
Y15
一段报警
X16
收卷停止
X17
收卷长度一段
X20
收卷长度二段
X21
急停
X22
/
Ø通过调节变频器多功能模拟输入端口外接4.7K欧姆单圈变阻器调节变频器频率实现调速效果，转速要求0-115M/MIN,
Ø收卷长度分两段可设控制，一段米长达到蜂鸣报警，二段米长达到时：
1、选择自动时自动换卷后停止，2、选择手动时机器停止。
Ø复卷过程中按下停止按钮复卷机停止，；
Ø设备复卷过程中或停止状态按下随机换卷按钮机器执行换卷，收卷压辊可以随时松开或压紧
说明：
设备控制过程直线运动大部分选用汽缸传动，只有收卷翻卷使用油缸，因为气压相对油压较为不稳定并且该翻转部位传动力量满载要求达道350KG以上，综合考虑选用油压，油压伐是双向三位所以需要两个输出控制
2.4I/O分配图以及梯形图如下：
2.5梯形图：
2.6程序工作原理分析如下：
1.当感应到压辊压紧按钮X3按下或换卷后定时信号T1有上升沿脉冲信号时收卷压辊Y2压紧
2.当感应到压辊松开按钮X4按下或辅助继电器M0有上升沿脉冲信号时收卷压辊Y2松开
3.当定位退限X10、翻转退限X13、销子进限11、收卷停止X16、收卷自动想，随机换卷X0、辅助继电器m600有信号同时辅助继电器M0和顶针汽缸退限X6无型号输出时启动定时器T0，延时0.1S输出。
4.当时间继电器T0常开触电闭合或计米器2段X20有上升沿脉冲信号，同时定位退限X10;翻转进限X13;销子进限X11;收卷停止X16;收卷手/自动X1辅助继电器M600都有信号并且辅助继电器M0常闭触电处于闭合状态时使辅助继电器MO有输出
5.当MO有上升沿脉冲信号输出或辅助继电器M6有信号输出同时时间继电器T10常闭触电闭合时，中间继电器M6输出、时间继电器T10延时1.5S输出
6.当辅助继电器M6有输出时收卷张力控制Y1有输出
7.当辅助继电器M1没有输出同时辅助继电器M0有上升沿脉冲信号时定位汽缸Y4有输出，控制切换Y13、牵引辊Y5、辅助继电器M5、辅助继电器M9置零。
8.当定位汽缸Y4有输出、中间继电器M0有输出、定位退限没有信号、定位进限有上升沿信号时辅助继电器M14有输出，
9.当辅助继电器M14有上升沿信号同时定位汽缸Y4有输出时，顶针Y3、销子Y12、辅助继电器M1有输出。
10.当顶针X3、销子Y12、定位Y4、定位进限X7、顶针进限X6、销子退限X12、辅助继电器M1有信号（输出）同时定位退限X10、销子进限X11、顶针进限X5没有信号（输出）时辅助继电器M2输出
11.当收卷翻转伸出Y014没有输出时中间继电器M2有上升沿脉冲信号时，收卷翻转拉回Y7、辅助继电器M3有输出并将辅助继电器M1置零。
12.当辅助继电器M3、收卷翻转拉回拉回Y7有输出且翻转前限X13无信号时翻转退限X14有上升沿信号输入时，辅助继电器M4有输出
13.当辅助继电器M4有输出时时间继电器T1有输出，限时0.5秒
14.当时间继电器T1常开触电闭合时销子汽缸有输出。
15.当辅助继电器M4有输出、销子Y12有输出、销子退限X12无信号，销子进限X11有上升沿信号时顶针Y3有输出
16.当顶针Y3无输出、顶针退限X6无信号、顶针进限X5有上升沿信号时辅助继电器M600有输出
17.当顶针Y3有输出同时顶针进限X5有下降沿信号或者顶针退限X6有上升沿信号时辅助继电器M600置零
18.当辅助继电器M4常开触点有上升沿信号或辅助继电器M7有输出、同时时间继电器T11常开触电闭合时辅助继电器M7和时间继电器T11（延时1.5S）有输出
19.当辅助继电器M7有输出时计米器清零Y10有输出
20.当顶针Y3、销子汽缸Y12没有输出，销子进限X11有信号，销子退限X12无信号，同时M4有输出时辅助继电器M5有输出
21.当辅助继电器M5有输出时，辅助继电器M0、M14、M3、M1、M4以及定位汽缸Y4有输出
22.当辅助继电器M0、M2、M3、M4没有输出；收卷停止X16、销子进限X11有信号；销子退限X12、顶针退限X6无信号且辅助继电器M600有输出时辅助继电器M8有输出
23.当辅助继电器M8有输出且收卷启动X15有信号时牵引辊Y5有输出
24.当销子汽缸Y12、顶针汽缸Y3、定位汽缸Y4没有输出；定位进限X7没有信号；定位退限X10有上升沿信号;辅助继电器M5有输出时,辅助继电器M9有输出。
25.当M9有输出时时间继电器T16导通延时1.5S触点动作
26.当时间继电器T16常开触电闭合时，收卷翻转拉回Y7、辅助继电器M5、M50、M9有输出
27.当辅助继电器M50有输出同时收卷翻转拉回Y7没输出时收卷翻转伸出Y7有输出
28.当翻转前限X13有信号时时间继电器T100导通，延时2.5S触点动作
29.当时间继电器T100常开触电闭合时使收卷翻转伸出Y7、辅助继电器M50有输出
30.当收卷停止X16有信号；牵引轮Y5有输出时，感应到计米器一段X17有脉冲信号输入时，使一段报警Y15
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