机电控制与可编程序控制器课程设计报告Word格式文档下载.doc

1、调速齿轮 图 2-1 为切片机控制系统原理图（2）（2）工作原理示意图工作原理示意图 泡沫塑料切片机把泡沫塑料切成一片片一定厚度的海绵，其工作原理如图 2-2 所示。泡沫块置于台面上，切割开始时，使台面后移到限位，接着刀架下降一定位移量并锁住，然后台面带动泡沫快一起前移至限位，旋转的刀片随之切割出一片一定厚度的海绵，台面再后移至限位，不断重复上述过程。台面的体积为长、宽、高分别为 1 米、0.5 米 0.005 米的铁块。CPM2A 输 输 入 操作指令 拨盘开关 行程 关 带 锯 交 磨 刀 流 台面向后 接 台面向前 触 落 .Word 资料 滑套右丝杠滑轮刀架刀片泡沫塑料台面滑套左丝杠上

2、下后前图 2-2 切片机工作原理示意图 2.2 PLC2.2 PLC 控制系统的功能如下控制系统的功能如下：（1）两种工作状态：手动或自动。工作方式由选择开关 S1 确定，输入点 00011 接通时为手动方式，断开时为自动方式。由手动进入自动时，先停止手动状态工作，按下自动启动按钮后，根据拨盘开关设定厚度值，进行自动切割。过程如图 2-3 所示。由自动进入手动时，先停止自动状态开关，然后操作人员操作手动按钮，控制切片机的动作。（2）面向前或向后移动时，带锯电动机先启动，一旦带锯电动机停转，台面前移或后移就立即停止。（3）须在带锯电动机启动时（即刀片旋转）时才能进行磨刀控制。（4）无论在手动或自

3、动方式下，当按下总停按钮后，除了带锯，磨刀外，刀架、台面的动作立即停止。（5）电接通后，台面刹车交流接触器 KM7 立即接通。在自动方式下使用高速计数器，用编程器设置 DM6642 的内容为 0114，表示使用高速计数的加模式、软复位，在 DM0000DM0003 中为高速计数器建立中断比较表：DM0000 比较的次数（在程序中置为 1）.Word 资料 DM0001 目标值 1 低 4 位（在程序中计算设置）DM0002 目标值 1 高 4 位（在程序中置为 0000）DM0003 比较 1 中断子程序号（在程序中下置为 000）后到位 到位 台面向后 落刀 台面向前 前到位 图 2-3 自

4、动方式下的工作流程 硬件电路设计硬件电路设计 主电路图主电路图 切片机控制系统的主电路如图 3-1 所示。它共有 5 个电机，带锯电机驱动刀片旋转；两个磨刀电机带动砂轮对刀片研磨，使刀片锋利；台面电机为直流电机（直流电由晶闸管直流调速装置供给），驱动台面前移或后移；刀架电机通过蜗轮/蜗杆传动机构驱动左、右丝杆正转或反转，刀架随滑套上移或下移，刀架电机制动方式为电磁刹车，电磁刹车使用制动电磁铁；QF1 控制五台电机的通断情况；FU1FU3 分别对四台电机起过载保护作用；当电路某台电机出现故障时，空气开关 QF 会自动跳匝，使故障电机与电路分离，便于维修人员的检修，又不影响系统的工作。KM1KM7

5、 为交流接触器的常开主触头，通过程序对交流接触器线圈通断的控制从而达到对电机的控制。FR1FR2 对各台电机起（过流、断相、短路、过载）保护作用，保证电路的正常工作。晶闸管直流调速装置主要控制直流电机 M5 的控制。.Word 资料 图 3-1 切片机主电路 PLCPLC 外部电路图外部电路图 本设计选用日本欧姆龙 CPM2A 系列可编程控制器控制电机的切片，切片机的工作方式有两种；自动和手动。CPM2A 是一台设有 20 点，30 点，40 点和 60 点 I/O 端子的 PLC。它有两种输出方式分别为：继电器输出型和晶体管输出型，并有二种电源可用。为使 PLC的 I/O 容量提高到最大的

6、120 点 I/O，与 CPU 单元连接的扩展单元可多达三个。有三个扩展单元可用：20 点 I/O 单元有 12 点输入单元和 8 点输出单元。将 3 个 20 点 I/O 单元与 60内装 I/O 缎子的 CPU 单元连接就得到 120 点 I/O 的最大 I/O 容量。本设计在两种方式下的输入点共有 30 个（输入端子有 24 个，输出端子有 6 个），超出 PLC 本身 24 个输入点，由于手动和自动只能以一种方式工作，故某些输入点可以分时复用，一点顶两点用，还考虑留有 15%20%余量，所以本系统选用 60 点 I/O 端子的 PLC。PLC 外部接线图如图 3-2 所示。其中，高速计

7、数的输入点是 00000；QF2 是控制 PLC的电源通断，FU4 对 PLC 以及其外部电路起过载保护作用；S1 选择开关对工作方式进行选择（手动或自动），接通是为手动方式，断开时为自动方式；SB0 为落刀按钮，控制落刀程序；SB1 为抬刀按钮，控制抬刀程序；SB2 台面向前按钮；SB3 为台面向后按钮；SB4 为刀架停止按钮；SB5 为台面停止按钮；SB6 为带锯启动按钮；SB7 为带锯停止按钮；S2 为磨刀 .Word 资料 开关，控制磨刀程序；SB8 为总停按钮；SB9 自动启动按钮；ST1 为落刀限位开关；ST2 为抬刀限位开关；ST3 台面前到位开关；ST4 台面后到位开关；拨盘开

8、关用来输入一位十进制数的 09，或一位十六进制数的 0F；四个拨盘开关分别用来设定百、十、个小数位数，利用每个拨盘开关的拨码盘调整各拨码开关的值；二极管对 PC 输入点进行扩展避免形成寄生电路，导致自动和手动输入相互干扰，造成混乱；FR1FR2 热继电器起到过载保护作用；KM1KM7 交流接触器线圈，用来控制交流接器的闭合与断开；KM5、KM6 分别为 KM5、KM6 接触器辅助触头控制线圈 KM5、KM6、KM7 的先后工作的顺序；KM3、KM4 分别为KM3、KM4 接触器的辅助触头控制线圈 KM3、KM4 的先后工作顺序。在自动方式下，SB0SB5 按钮失去作用；在手动方式下，拨盘开关输

9、入无效。I/OI/O 分配表分配表 （1）（1）输入单元输入单元 拨盘开关 4 个分别为小数位、个位、十位、百位 接近开关 SW 1 个 选择开关 S1 1 个 磨刀开关 S2 2 个 按钮 SB0SB9 10 个 限位开关 ST1ST4 4 个 （2）（2）输出单元输出单元 交流接触器线圈 KM1KM7 7 个 输入点 23 个，输出点 7 个，为考虑到以后对系统的扩展，在 PLC 选型号时须留有 15%20%的备用点，所以选用 60 点 I/O 端子的 PLC。（I/O 分配表 见表 3-3）制程序设计制程序设计 控制程序分三部分来设计的分别：公用程序、手动程序、自动程序。其中公用程序完成

10、对带锯电机、磨刀电机、台面刹车的控制。手动或自动的工作状态由 20002 表示，当 20002为“0”时表示手动状态，为“1”时表示自动状态。1 1 公用程序设计公用程序设计 程序图 5-1 所示为公用程序,主要完成对带锯电机、磨刀电机、台面刹车的控制。按下外部硬件电路图中的按钮 SB6，00001 常开触点得电闭合，带锯电机 01000 .Word 资料 线圈得电电机运行工作并自锁，01000 辅助常开触点闭合，同时台面刹车 01002 继电器得电运行；按下外部硬件电路图中的 S2 磨刀开关，00003 常开触点得电闭合磨刀线圈 01001 得电电机运行工作；按下外部硬件电路图中的选择开关

11、S1，00011 常开触点得电闭合，JMP（04）00 跳转指令执行，执行手动控制程序。2 2 手动程序的设计手动程序的设计 ANDW 指令 ANDW（34）为字逻辑与运算指令，I1 是输入数据 1，其范围是：IR、SR、HR、AR、LR、TC、DM、*DM、#。I2 是输入数据 2 其范围是：R 是结果通道，其范围是：IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM。当执行条件为ON 时，将输入数据 1 和输入数据 2 按位进行逻辑与运算，并把结果存入通道 R 中。对标00001 00002 01000 00003 01000 01001 01003 01004 01002 00011 图 5-1

12、 公用程序 JMP（04）00 .Word 资料 志位的影响：当间接寻址 DM 不存在 25503 为 ON；当结果为 0000 时 25506 为 ON。程序如图 5-2 所示，20002 为“0”时进入手动工作状态，RESET 20002 置手动工作标志。按下外部硬件电路图中的按钮 SB6，00001 常开触点得电闭合，带锯电机 01000 线圈得电电机运行工作并自锁，01000 辅助常开触点闭合，01000 辅助常闭触点断开：按下外部硬件电路图中的按钮 SB0，00106 常开触点得电闭合，SET 01005 落刀置位。按下外部硬件电路图中的按钮 SB1，00107 常开触点得电闭合，S

13、ET 01006 抬刀置位。当外部限位开关ST1 闭合时，常开触点 00006 得电闭合；RESET 01005 落刀复位；当外部限位开关 ST2 闭合时，常开触点 00007 的电闭合，RESET 01006 抬刀复位；当按下外部硬件电路图中的按钮SB4，常开触点 00110 得电闭合，RESET 01005 落刀以及 RESET 01006 台刀同时复位。按下外部硬件电路图中的按钮 SB2，00108 常开触点得电闭合，SET 01003 台面向前置位。按下外部硬件电路图中的按钮 SB3，00109 常开触点得电闭合，SET 01004 台面向后置位。按下外部硬件电路图中的按钮 SB5，0

14、0111 常开触点得电闭合，RESET 01003 台面向前以及 RESET 01004台面向后复位。当外部限位开关ST3闭合时，常开触点00008得电闭合，RESET 010003台面向前复位。当外部限位开关 ST4 闭合时，常开触点 00009 得电闭合，RESET 01004 台面向后复位。当按下外部硬件电路图中的按钮 SB8 时，常开触点 00004 得电闭合，RESET 01005 落刀、RESET 01006 抬刀、RESET 01003 台面向前、RESET 01004 台面向后都复位。JME（05）00 为跳转结束指令，说明了手动程序执行已完成。3 3 自动程序设计自动程序设计

15、 当 20002 为“1”时，切片机进入自动控制状态，在自动程序里，选用 2300023005这 6 个内部辅助继电器作为工作的步标志，控制循环动作，其功能表如图 5-3 所示。普 通计数器对外部事件的计数频率受到扫描周期（一般数十 ms）及输入滤波器时间常数（180ms）限制，而高速计数器的计数频率不受这两者的影响，从而可以获得较高的计数频率（CPM2A 高速计数器的最大响应频率为 20kHz）。CTBL 指令 .Word 资料 比较表登记指令 CTBL（63），用来登记一个高速计数器的比较表。（1）格式：P 是定义符，取 000。C 是控制数据，取值范围是：000、001、002、003。TB 是比较表开始通道，其范围是：（2）功能：当执行条件为 ON 时，根据控制数据 C