畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的U型板折板機控制系統(tǒng)

1、分類號分類號 學號：學號：2011202336 學校代號：學校代號：13535 密碼：密碼：030315 畢業(yè)論文畢業(yè)論文 論文題目：基于論文題目：基于 plc 的的 u 型板折板機型板折板機 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 學位申請人學位申請人： 學學 科科 專專 業(yè)業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化機械設(shè)計制造及其自動化 指指 導導 教教 師師： 答答 辯辯 日日 期期： 獨創(chuàng)性聲明獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的畢業(yè)論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其 他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和 集體，均已在

2、文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人 承擔。 畢業(yè)論文作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保 留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本 人授權(quán)山西農(nóng)業(yè)大學信息學院可以將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進 行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。 保密， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密。 （請在以上方框內(nèi)打“”） 畢業(yè)論文作者簽名： 指導教師簽名 日期： 年 月 日 日期： 本論文屬于 摘要 u 型

3、折板機能把金屬材料折成 u 形，并且擁有加工動作快捷、加工精度高、 一次成型等特點，所以普通型材加工廠經(jīng)常使用 u 型折板機作為加工設(shè)備，還 普遍運用于機床、汽車、建筑行業(yè)。體積太大、維護困難、線路復雜是傳統(tǒng)控 制方式的弊端，而 plc 通用性強、外界線路少、體積小、編程簡單、易于維修、 可靠性高。本次設(shè)計就是圍繞這些進行 plc 控制設(shè)計，首先介紹結(jié)構(gòu)組成、加 工工藝跟工作原理，相應(yīng)的控制程序也是根據(jù)控制要求設(shè)計的，控制程序包括： 復位操作、單步加工控制、單周期跟誤操作的禁止四個環(huán)節(jié)正是因為上述優(yōu)點， 所以越來越多設(shè)備當中應(yīng)用 plc 技術(shù)。 關(guān)鍵字：u 型折板機、plc 控制、氣動系統(tǒng) a

4、bstract u-shaped flap function of the metal material folded into a u-shape, and has a processing action fast, high-precision machining, molding, etc., so the ordinary plants often use a u-shaped profile folding machine as a processing device, also commonly used in machine tools, automotive, construc

5、tion industry. too bulky and difficult to maintain, circuit complexity are the drawbacks of traditional control methods, and plc versatility, few outside lines, small, simple programming, easy maintenance, high reliability. the design is carried around these plc control design, first introduced the

6、structure and composition, process works with the corresponding control program is based on the design of the control requirements, control procedures include: reset operation, single-step process control, single-cycle with misuse it is because of these four areas is prohibited bit, so more and more

7、 devices which use plc technology. keywords: u-type folding machine, plc control, pneumatic system 目 錄 1 引言引言 .6 1.1 plc 的課題背景.7 1.2 plc 的構(gòu)成.7 1.3plc 簡介.7 2. 氣動系統(tǒng)設(shè)置氣動系統(tǒng)設(shè)置 2.1 基本氣動模塊的組成.8 2.2 電氣動模塊工作原理.10 2.2 電氣動模塊工作過程.10 3. plc 的硬件系統(tǒng)設(shè)計的硬件系統(tǒng)設(shè)計.12 3.1 plc 設(shè)備選擇.12 3.2 i/o 分配.12 3.3 控制系統(tǒng)工作流程圖.12 3.31 復位

8、操作 .14 3.32 單步加工控制.14 3.33 單周期控制 .14 3.34 誤操作時動作的禁止.14 3.4 plc 控制程序圖.14 4 安全保護模塊設(shè)計安全保護模塊設(shè)計.14 4.1 光柵安全保護構(gòu)成.15 4.1.1 對射式紅外傳感器 tx05c.15 4.1.2 cc4068 集成電路.16 4.1.3 tlp521 光電耦合器.17 5 結(jié)束語結(jié)束語 .19 答答 謝謝 辭辭 .20 參考文獻參考文獻 .20 引言 工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用的就是可編程，可編程的重要作用就 是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化。雖然產(chǎn)品的智能化技術(shù)跟出產(chǎn)過程已經(jīng)比較成熟， 但是新世紀的科技依然飛速發(fā)

9、展，使 plc 的發(fā)展前景依然不可限量。中小型規(guī) 模型材加工廠需要生產(chǎn)效率高、安全性高、工作性能穩(wěn)定、操作簡單方便、設(shè) 備便宜的機械來滿足分批加工的需求，plc 控制的 u 型板在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn) 中很好的滿足的這一點。u 型折板機能夠一次成型，因為其加工動作快捷和加 工精度高。它被大量運用于機床、汽車還有建筑行業(yè)就是因為這些優(yōu)點。u 型 折板機的構(gòu)成由模版、安全光棚、操作盤、左右折板、氣壓機構(gòu)、限位開關(guān)等 組成。 1.1 plc 的課題背景 在早起的工業(yè)生產(chǎn)過程中，都是通過氣動或者電器控制系統(tǒng)控制需要按照 邏輯條件進行順序動作的大量開關(guān)量的順序，連鎖保護動作的控制需要按照邏 輯關(guān)系控制，及大

10、量離散量的數(shù)據(jù)采集等。不過在 1968 年美國 gm 公司提出 研究能更替代繼電器控制裝置的要求，并面向全世界招標，第二年，第一代可 編程序控制器基于集成電路跟電子技術(shù)的控制裝置，也就是programmable controller（pc），第一次用于電器控制的程序化技術(shù)，被美國數(shù)字設(shè)備公司 （dec）研制出來了。 二十世紀 80 年代到 90 年代中期被稱為 plc 的高速發(fā)展時期，在一些運用 上在控制系統(tǒng)處于統(tǒng)領(lǐng)位置的 dcs 系統(tǒng)被漸漸進入控制系統(tǒng)領(lǐng)域的 plc 替代， plc 計算數(shù)字能力、人機接口能力、網(wǎng)絡(luò)能力和處理模擬量能力大幅度提高， plc 平均年增長率一直維持在 30-40%

11、，這些是其在一些領(lǐng)域替代 dcs 系統(tǒng)的 關(guān)鍵所在。 過去的時代，我們看的得在各種場合控制繼電器連接的場面?，F(xiàn)在只有低 端的簡單設(shè)備或者控制模塊才會使用的繼電器。而 plc 其超級穩(wěn)定的硬件穿插 靈活的軟件控制，是跨時代的科學，是自動化的一個新紀元。 人們看到了自動化與產(chǎn)品品質(zhì)的保證，帶來極大的便利，在生產(chǎn)實踐中的 同事，減少了勞動強度，減少人員配備上。在許多復雜的生產(chǎn)過程中，熟練的 操作工、管理人員、技術(shù)人員或者專家能夠很容易的獲得滿意的效果。例如實 現(xiàn)整體優(yōu)化、控制目標的實現(xiàn)、最佳決策。研究的目標是利用人工智能計算機 來實現(xiàn)，模擬這些情報的操作，通過協(xié)調(diào)人腦和計算機的工作，并結(jié)合人機模 型

12、求解非常復雜的問題，找出最佳的方式。 一路走來 plc 已經(jīng)可以用于各種領(lǐng)域的商業(yè)控制場合，使其形成了各種各 樣的系列化產(chǎn)品，到今天 plc 已經(jīng)成為現(xiàn)代自動化控制領(lǐng)域一個無法替代的控 制設(shè)備。各種各樣的數(shù)字控制領(lǐng)域都使用到 plc 完美的數(shù)據(jù)計算能力，當然除 了邏輯處理功能。位置控制、ncn、溫度控制等這種工業(yè)控制對 plc 的使用， 使大量五花八門的功能單元出現(xiàn)。目前鋼鐵、化工、建材、器械制造、輕紡、 環(huán)保、石油、電力、汽車、交通運輸及文化娛樂等各個行業(yè)都運用到 plc 技術(shù)， 所以 plc 技術(shù)有著廣闊的空間跟無線的潛力。plc 組成各種各樣的控制系統(tǒng)之 所以非常容易，得利于 plc 通

13、信能力的增強跟人機界面技術(shù)的進步。今天的工 業(yè)控制領(lǐng)域的主要控制設(shè)備可編程控制器，在全球每個角落發(fā)揮著舉足輕重的 作用。 我國機械行業(yè) 80%以上的設(shè)施還運用的是傳統(tǒng)的繼電器跟接觸版控制，顯 得我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度偏低。plc20 世紀 70 年代進入中國市場，plc 在我國的運用已有三十多年 國內(nèi)的 plc 市場還是以國外產(chǎn)品為主，作為離散 控制的第一選擇產(chǎn)品，plc 制造產(chǎn)業(yè)化可以說在我國尚未形成。經(jīng)過這些年的 發(fā)展國內(nèi) plc 廠家已有四十多家，應(yīng)用增長快速，可惜國內(nèi)沒有形成具有規(guī)模 的生產(chǎn)和產(chǎn)品。 1.2plc 的構(gòu)成 u 形折板機基本結(jié)構(gòu)由模板，下限位開關(guān)，左、右限位開關(guān)，左、右

14、折板， 氣壓機構(gòu)，安全光柵及工作平臺組成，結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示 u 型折板機可以把金 屬材料折成圖 1-2a 的形狀，其基本結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。機器兩邊的模板形狀不 一樣，所以加工出來的 u 型板材料的折角大小就不同。左右的限位開關(guān)的位置 決定折角的大小。可以依據(jù)不同的生產(chǎn)要求，模板可以隨時的替換。被加工的 金屬板料放在平臺上，當模板下移壓緊板料后，工作平臺上的左右折板在氣壓 機構(gòu)的推動下把板料加工成 u 型。 圖 1-2 折板機基本結(jié)構(gòu) 圖 1-2a 加工樣板 1.3 plc 簡介 30 年可編程控制器作為通用的工業(yè)控制機計算機，實現(xiàn)工業(yè)控制領(lǐng)域的邏 輯連接到存儲邏輯的飛躍，追求自己的

15、邏輯控制到字數(shù)控制的進步體現(xiàn)了它的 功能由弱到強。其簡單的實現(xiàn)了運動控制、集散控制、過程控制等不同的任務(wù)。 為了適合多品種、小批量的生產(chǎn)情況，plc 為了縮短控制系統(tǒng)設(shè)計和建造的周 期，大大減少了控制設(shè)備外部的接線并采用儲存邏輯代替接線邏輯，也使得維 護變得容易很多。更重要的是，同樣的設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可 能。 今天的可編程控制器控制設(shè)備成為主流的研究是在工業(yè)現(xiàn)場控制中起著重 要作用。 plc 最大的特點在于：電氣工程師再也不用花費太多的精力在電氣的硬件 上，只需要將按鈕開關(guān)或感應(yīng)器的輸入點連接到 plc 的輸入點上就能解決問題， 控制高功率輸出點由接觸器或繼電器的啟動裝置連接，

16、直接連接輸出功率小的 設(shè)備。 電器控制設(shè)備的性能的關(guān)鍵是高可靠性。plc 的可靠性很高，內(nèi)部電路采 用了先進的抗干擾技術(shù)，嚴格的制造工藝等使其成為現(xiàn)代大規(guī)模使用的集成電 路技術(shù)。plc 出現(xiàn)故障時可馬上發(fā)出警告信息，因為 plc 帶有自我檢測功能。 加上與相同領(lǐng)域的繼電器系統(tǒng)相對比，開關(guān)節(jié)點及電氣接線已經(jīng)減少到了數(shù)百 甚至數(shù)千分之一，所以就 plc 的機外電路來說，將大大降低故障的產(chǎn)生。如果 想使系統(tǒng)電路和 plc 以外的電路獲得故障自我診斷保護應(yīng)用者還可以在應(yīng)用軟 件中編入故障自我診斷程序的外圍器件。這樣就可以使這個系統(tǒng)具有超高的可 靠性 plc 自誕生到現(xiàn)在，進過長時間的進步可以用于各種規(guī)

17、模的工業(yè)控制應(yīng)用， 形成了大規(guī)模、中規(guī)模、小規(guī)模等各種規(guī)模的系列產(chǎn)品。工礦企業(yè)的工業(yè)控制 設(shè)備一般采用 plc，該方法和繼電器電路圖具有非常接近的梯形圖語言的圖形 符號和表發(fā)方式，它接口容易語言程序簡單明了容易被工程技術(shù)人員所接受。 就算不了解計算機原理、不熟悉電子電路跟匯編語言的人也能輕易從事工業(yè)控 制。 u 型折板機的組成結(jié)構(gòu)、加工工藝過程跟工作原理是本次設(shè)計的重心，選 用一款合適的控制器是對其氣動系統(tǒng)進行控制是通過對 u 型板折板機氣動系統(tǒng) 的控制要求跟氣動原理的需求分析選定的。相應(yīng)的控制程序也是根據(jù)控制要求 設(shè)計的，控制程序包括：復位操作、單步加工控制、單周期跟誤操作的禁止四 個環(huán)節(jié)。

18、 2 氣動系統(tǒng)設(shè)置氣動系統(tǒng)設(shè)置 2.1 基本氣動模塊的組成 電動器模塊的組成一般由電動機、單向閥、儲氣罐、自動排水器、冷凍室 空氣干燥器、壓縮機、壓力開關(guān)、壓力表、安全閥、主管通道過濾器等組成。 整體來說是由壓縮空氣消耗系統(tǒng)和壓縮空氣的產(chǎn)生系統(tǒng)兩個系統(tǒng)組成 1、壓縮空氣產(chǎn)生系統(tǒng)的各個組件以及他們的主要功能 1、電動機：采用能量轉(zhuǎn)換將電能轉(zhuǎn)化成機械能，為壓縮機提供機械能 2、單向閥：就是讓壓縮空氣從壓縮機進入氣罐，壓縮機關(guān)閉后，壓縮機阻止壓 縮空氣反向運動 3、儲氣罐：就是儲存壓縮空氣。儲氣罐的大小由壓縮機的容量來決定，儲存罐 能容納的越大，壓縮機運行時間間隔就越長。 4、自動排水器：不需要人工

19、操作，將凍結(jié)在儲氣罐里的所有水排放掉 5、冷凍室空氣干燥器：把壓縮空氣冷卻到零上，讓空氣中的大部分濕氣凝固， 從而減少空氣中的水分。 6、壓縮機：把大氣壓力下的空氣壓縮并且以很高的壓力輸送給氣動系統(tǒng)，從而 把機械能轉(zhuǎn)化為氣壓能。 7、壓力開關(guān)：把儲氣罐內(nèi)的壓力轉(zhuǎn)化成電信號，以此來控制電動機。壓力開關(guān) 被調(diào)節(jié)到最高壓力時這個壓力就是使電動機停止運動；被調(diào)節(jié)到另一個最低壓 力時儲氣罐內(nèi)壓力就會重新激活電動機。 8、壓力表：顯示的是儲氣罐內(nèi)的壓力。 9、安全閥：如果儲氣罐內(nèi)的壓力超過最大限度，將壓縮空氣溢出。 10、主管通道過濾器：主管通道過濾器清除主要管道內(nèi)灰塵、油和水分。主管 通道過濾器必須要具

20、備油霧分離的功能和最小的壓力降。 2、壓縮空氣消耗系統(tǒng) 1、自動排水器：每一根下接管的最下面都應(yīng)該有一個排水器，用自動排水器將 殘留在管道里的水自動排掉。 2、方向控制閥：對汽缸兩個接口交換的排氣和加壓，以此來控制運動的方向。 3、速度控制閥：可以快捷簡便的實現(xiàn)執(zhí)行組件的無極調(diào)速。 4、壓縮空氣的分支輸出管道：要將壓縮空氣從主管道輸出到分支管路，將偶爾 出現(xiàn)的凍結(jié)水依然留在主管道里，當壓縮空氣到低處時，水就會傳到管子的下 部，從而流入排水器中，將凍結(jié)水去除。 5、空氣處理組件：可以保持壓縮空氣的適合壓力和清潔，還有加潤滑油到潤滑 零件中延遲這些啟動組件的使用壽命。 6、執(zhí)行元件：將壓縮空氣的壓

21、力能轉(zhuǎn)化成機械能，執(zhí)行元件可以是氣動馬達也 可以是直線氣缸或者回旋執(zhí)行組件 2.2 電氣動模塊的工作原理 電氣動模塊一般運用三位五通電磁閥來控制，電磁閥是控制流體自動化的基本 元件，而且不限于氣壓、液壓兩種，食欲執(zhí)行器。電磁閥主要用于控制空氣壓 力的流動方向，一般工廠的機械裝置全部都是由液壓缸控制，所以都會用到電 磁閥。它的工作原理是電磁閥的里面有密閉的腔，在不同位置都有通孔，而且 每個孔全都通向不同的氣壓管，閥在腔的中間，兩邊各有一塊電磁鐵，哪一邊 的磁鐵線圈通了電閥體就會被吸引到通電的那一邊，通過對閥體移動的控制來 露出或者擋住不一樣的排氣孔，但是進氣孔是常開的，所以氣壓就會進入不同 的排

22、氣管，之后通過起的壓力來推動汽缸的活塞，然后活塞桿被活塞帶動，機 械裝置被活塞桿帶動。通過電磁鐵的控制電流來控制汽缸的機械運動。 2.3 電氣動模塊的工作過程 電氣動工作模塊如圖 2-3 工作流程：壓縮空氣經(jīng)過氣源后被分成 3 路，一路到模板控制汽缸 2.另外兩路 到右左折板控制汽缸 1、3，電磁閥 8 的電磁線圈接通電時，壓縮空氣途徑電磁 閥 8 跟節(jié)流閥 5 到模板汽缸 2 上缸體，模板降低至壓緊板材并在碰到 st1 行程 開關(guān)后停止，電磁閥 8 的電磁線圈 jq2-1 接通電路后，壓縮空氣進入缸體 2 下 缸體，而模板升高回到原位；電磁閥 7、9 的電磁線圈 jq1-0 和 jq3-1

23、接通電路 后，右左折板汽缸 1、3 推進折板，直至左右限位行程開關(guān)，折板結(jié)束，材料被 折成 u 型；電磁閥 7、9 的電磁線圈 jq1-1 和 jq3-0 接通電路后，右左折板汽 缸 3、1 推進折板，折板恢復至原位，折板機停止折板。 圖 2-3 3 3 plcplc 的硬件系統(tǒng)設(shè)置的硬件系統(tǒng)設(shè)置 3.1plc 設(shè)備選擇 依據(jù)設(shè)計的控制要求，如圖 3-1 plc 的操作盤要求有這幾個方面：停車跟 系統(tǒng)開關(guān)（占一個點）、工作方式選擇開關(guān)（占一個點）、用于接通或者斷開 plc 的電源開關(guān)（不占用輸入點）、分單補位跟單周期位、一個操作按鈕，手 動操作跟自動操作都要使用操作按鈕；一個復位按鈕，如果停機

24、時左右折板和 模版不在原位，再開機時需要進行復位操作。 圖 3-1 不僅要上面的提到的輸入元件，一個開關(guān)用于安全設(shè)計中傳感器觸發(fā)輸入， 2 個限位各一個用在開關(guān)左、右折板的上折限位，一個下限位開關(guān)用于模板下 移的控制，所以 需要 8 個輸入端。輸出執(zhí)行元件包括折板的折回和上折模版的 下移跟上移需要的電磁閥，所以需要 6 個輸出端。依據(jù)控制要求跟端口數(shù)量， 這里選擇交直流繼電器型 plc s7-200 cpu222ac /dc/繼電器，工作電壓 20.4 至 28.8 伏直流電，它有 8 個輸入端，6 個輸出端，終端需要滿足控制，4096 字 節(jié)非在線程序編輯，在線程序編輯時 4096 字節(jié)，數(shù)

25、據(jù)存儲器 2048 字節(jié)。該處 理器具備 24v 直流電流，也可以外加電源根據(jù)實際情況，效果最佳的是 ups 電 源，要時刻保證 cpu 有電，因為模塊輸出電源的功率是有限，而且輸入和輸出 點延伸到現(xiàn)場操作箱，該部分電路跟電壓消耗容，易產(chǎn)生信號失真。避免斷電 造成的事。 3.2 i/o 分配 根據(jù)設(shè)備選擇的分析，plc 的端口分配如下： 輸入方面：操作按鈕 i0.00，方式選擇開關(guān) i0.01，復位按鈕 i0.02，啟動/停 止按鈕 i0.03，左折板機上限位開關(guān) i0.04，右折板機上限位開關(guān) i0.05，模板 下限為開關(guān) i0.06，安全保護開關(guān) i0.07. 輸出方面：模板下移 q0.0

26、0，左折板上折 q0.01，右折板上折 q0.02，左折板返 回 q0.03，右折板返回 q0.04，模板上移 q0.05 輸入輸出 操作按鈕 i0.00 模板下移 q0.00 方式選擇開關(guān) i0.01 左折板上折 q0.01 復位按鈕 i0.02 右折板上折 q0.02 啟動/停止按鈕 i0.03 左折板返回 q0.03 左折板機上限位開關(guān) i0.04 右折板返回 q0.04 右折板機上限位開關(guān) i0.05 模板上移 q0.05 模板下限為開關(guān) i0.06 安全保護開關(guān) i0.07 圖 3-2 plc 的端口 i/o 端口接線圖如 3-2（1）所示 圖 3-2（1） 3.3 控制系統(tǒng)工作流程

27、圖 u 型板折板機的核心是程序設(shè)計，程序的工作效率、操作方便性、機器使 用性能的好壞關(guān)系到本次程序設(shè)計的成功與否。所以，折板機控制系統(tǒng)程序設(shè) 計的步驟為：復位操作、單周期、單步加工控制和誤操作的禁止等步驟。工作 流程如圖 3-3 圖 3-3 3.31 復位操作 必須先啟動復位操作以保證機器從正確的位置開始工作，不然不能啟動機 器。模式選擇開關(guān)在單步位，自然操作是禁止 i0.01。復位 i0.02 過程是：首 先，復位寄存器,m1.0m1.4.然后 m0.4 被設(shè)置，t39 在計時 0.5 秒后將 m0.0 置位，做好板料加工的準備。q0.03 跟 q0.04 都開始，兩個折板開始返回。自 折板

28、開始返回 1s 后，然后才讓模板開始上移，避免折板跟模板相互摩擦，因此 設(shè)置 t41 定時 1 秒。t41 定時 1 秒，模板開始上移，當折板跟模板都返回原位 時，松開復位按鈕復位過程完成。 3.32 單步加工控制 方式開關(guān)放到單補位，常開觸電 i0.01 斷開禁止自動方式單步方式是允許 的，按操作按鈕 i0.00 on 一次輸入一個移位脈沖，并且 m1.0 跟 q0.00 都是 on。首先，模板開始下移，然后，m0.2 將 m0.0 復位，輸入下一次位移是“0”。 當模板向下移動到下限位開關(guān) i0.06，此時模板停止下移并緊壓板料，等 待下操作按鈕 i0.00，再輸入一個移位脈沖，m1.0

29、為 0ff，m1.1 為 on。這時兩 折板看是上折，q0.01 跟 q0.02 均為 0n。折板上折到位壓限位開關(guān) i0.04 和 i005，q0.01 和 q0.02 都是 off，折板上折停止，同時 t40 記時 2s 進行保壓， 2s 后按下復位按鈕 i0.00，輸入一個移動脈沖，m1.1 為 0ff，m1.2 為 on。 因此折板機開始返回，t37 進行折板返回計時。t37 計時到 q0.3 和 q0.4 都 為 off，因此折板返回停止。再按下操作按鈕 i0.00，輸入一個唯一脈沖 m1.2 為 0ffm1.3 為 on。因此模版開始上移 t38 開始模板上移計時。 t38 計時首

30、先，輸入一個唯一脈沖，使 m1.3 為 0ff，m1.4 為 on，則 q0。05 為 0ff，模板上移停止；接著 m1.4 使位移寄存器復位；然后 t3.8 為 on 將 m0,0 置為，為下一次加工做好準備。 3.33 單周期控制 把切割好的板料放在平臺上，折板跟模板都返回原位。將方式開關(guān)放在單周期 位，常開觸電 i0.01 關(guān)閉，使 shrb 位移脈沖輸入點連接，然后單步運行方式被 禁止。 按下操作按鈕 i0.01，位移第一次執(zhí)行，m1.0 和 q0.01 均為 0n，然后模板開始 下移，m0.2 為 on 病將 m0.0 復位，下一次位移時位移輸入為“0”。模板下移 到位壓下限位開關(guān)

31、i0.06.首先，使 q0.00 為 0ff，模板下移停止并壓緊板料； 然后輸入一個移位脈沖，使 m1.0 為 0ff，m1.1 為 on，所以 q0.01 跟 q0.02 為 on，兩折板開始上折。 當兩折板上折到位，壓動限位開關(guān) i0.04 和 i0.05，首先使 q0.01 和 q0.02 都 為 0ff，折板上折停止；然后，當 i0.04 跟 i0.05 都為 on 時，t40 開始計時 2 秒進行保壓。t40 計時到輸入一個位移脈沖，使 m1.1 為 0ff，m1.2 為 on，則 q0.03 和 q0.04 均為 on。折板開始返回 t37 進行折板返回計時。t37 定時時間 到，

32、輸入一個移位脈沖，使 m1.2 為 0ff，m1.3 為 on，q0.03 和 0.04 為 0ff， 折板機返回停止。 q0.05 為 0n 使模板開始上移，t38 開始模板上移計時。t38 計時到輸入一個移 位脈沖使 m1.3 為 0ff，m1.4 為 0n。首先，q0。05 為 0ff 模板上移停止，然后 t38 為 on。將 m0.0 置為，為下一次加工做好準備。最后，m1.3 為 on 使移位寄 存器復位。然后，加工一塊板料的過程結(jié)束，下一塊板料的加工與上述過程相 同。 3.34 誤操作時動作的禁止 誤操作在生產(chǎn)過程中將被禁止。單步操作時誤動作的禁止：當按下才做按 鈕一次，在執(zhí)行某步

33、加工的過程又誤按了一下操作按鈕時，一個過程，不會產(chǎn) 生誤操作。因為在每一步啟動時都會按一次按鈕 i0.01，對應(yīng)每一個步驟，分 別使 q0.00、q0.01、q0.03、q0.05、為 0n，都會使 m0.2 為 0n 常閉觸點斷開。 所以在某一步運行過程中誤操作按鈕 i0.00 時，不會再輸入移位脈沖，還可以 避免誤操作。 單周期操作時誤操作的禁止：當?shù)谝淮伟催^操作按鈕 i0.00，設(shè)備啟動后 q0.00 為 on，m0.2 為 on 將 m0.0 復位。由于 i0.00 與 m0.00 的常開觸電串聯(lián)后 連接在移位脈沖輸入端，在整個過程中，常開觸電 m0.0 總是斷開，不會拆生移 位脈沖輸

34、入錯誤所以誤操作按鈕而產(chǎn)生誤操作不會發(fā)生。 4 4 安全保護模塊設(shè)計安全保護模塊設(shè)計 在 u 形板部分的生產(chǎn)過程中，很容易發(fā)生事故，在操作期間由于人工放料， 操作員很可能由于疏忽忘記處理身體跟機器之間的距離。從而導致事故的發(fā)生。 為了解決現(xiàn)有的安全風險，提高生產(chǎn)的安全系數(shù)。把安全光柵安裝在折板機上 是必要的。一般安全光柵都安裝在靠近操作人員的折板機這一側(cè)，并且安全光 柵要安裝在左、右折板之間，還要在人與模板之間。光柵保護必須一直處于工 作狀態(tài)，這有這樣才能當折板模板下移，左、右折板上折時，身體任何部位被 光柵發(fā)出的光線擊中時，折板機模板和左、右才會停止運動，防止事故的發(fā)生。 安全光柵位置圖如圖

35、 4-0 圖 4-0 4.1 光柵安全保護構(gòu)成 由紅外感應(yīng)器、cmos 集成電路 cc4068、光柵旋轉(zhuǎn)支架、和 tlp521 光電耦 合器等組成安全光柵保護模塊。 為了紅外傳感器的損壞或老話更換方便，光柵采用 5 塊 ts05c 對射式設(shè)計。 5 塊 tx05c 旨在保護高度為 50cm 左右。折板機需要能對折板機執(zhí)行機構(gòu)工作進 行可靠性監(jiān)控的光柵來保證系統(tǒng)的安全。而 tx5 光柵的寬度保護距離非常完美 的適合折板機的使用場合。 全部采用搖臂支架式的光柵，支架全部采用經(jīng)處理的不銹鋼，高強度、高 高可靠性，好把光柵安裝后的影響降到最低。在生產(chǎn)過程中是可靠的，抗震性 強，不宜松動支架，調(diào)節(jié)輕便靈

36、活，所以支架結(jié)構(gòu)設(shè)計十分合理。為了適用于 所有模具生產(chǎn)的要求，根據(jù)折板機工作臺的大小，搖臂長度可以任意調(diào)節(jié)，并 且不影響操作者工作還可以靈活調(diào)整。 4.11 對射式紅外傳感器 tx05c tx05c 是對射的紅外線檢測器，他是利用紅外光束不被人眼觀察，無線區(qū) 域檢測系統(tǒng)組成。當一個人或者東西覆蓋住紅外光束時，接收器模塊就會自動 輸出一個高電平信號，驅(qū)動機構(gòu)其他動作。達到想象中的效果。為了使其可以 廣泛運用到自動控制、電子計數(shù)、安全防范等產(chǎn)品，使其具有很高的可靠性跟 抗干擾能力，不受外界其他電力或光線的干擾，tx05c 模塊專門裝了一個專用 密碼調(diào)制電路。 tx05c 分接受跟發(fā)射兩個模塊： 接

37、收模塊 tx05c-r 的前面有一個紅外接受窗口，提供內(nèi)側(cè)其內(nèi)部信號指示 燈。當模塊收到有效信號綠燈指示燈亮，當模塊沒有收到有效信號紅燈指示燈 亮。使用雙芯屏蔽線連接電源線，輸出引線，其中，所述紅色接線連接正電源， 白色接線已連接到電源的阜新好輸出的新號段 out，信號輸出方式是集電極開 路輸出。 發(fā)射器模塊 ts05c-t 中的小孔的前方，該孔內(nèi)配有一個光學玻璃，通過該 光學玻璃向外發(fā)射紅外光束，模塊組建的后面是發(fā)射指示燈和電源線圖。當模 塊供電作業(yè)時，指示燈亮。只用屏蔽線連接電源線，芯線連接到電源正極，屏 蔽層接電源負極。4-11 為模塊的外形圖 圖 4-11 4.12 cc4068 集成

38、電路 本次模塊設(shè)計采用 cc4068cmos 集成電路，cmos 集成電路強大的生命力顯 示出其良好的性能、工作電壓范圍寬、質(zhì)量可靠、功耗小等優(yōu)良特點和其他許 多功能。cc4068 外引腳排列如圖 4-12 這是一個 8 輸入端與非門/與門電路，13 腳必須指的是，與非門的輸出端，1 腳（與 13 腳串聯(lián)的一個反相門）與門輸出 端。模塊設(shè)計中，其中是需要 5 個輸入端，只有當 h、g、f、e、a 均為高電平 時，則 x 為低電平，z 為高電平。只要 h、g、f、e、a 任一一個或多個為低電 平時，則 x 為高電平。z 為低電平。 適合工作條件：電源電壓為 318v，工作溫度-4085，完全滿足

39、長時 間、惡劣的生產(chǎn)環(huán)境的生產(chǎn)要求。 圖 4-12 4.13 tpl 光電合耦器 光-電光-轉(zhuǎn)換裝置光電耦合器是一種電光學介質(zhì)用于傳輸電信號。它由兩 部分組成發(fā)光源跟受光器。發(fā)光源跟受光器組件在相同的密閉外殼，相互用透 明絕緣體隔離，輸入端為發(fā)光源的引腳，輸出端為受光器的引腳。發(fā)光二極管 為常見的發(fā)光源，光敏二極管、光敏三極管為常見的受光器。光電耦合器的種 類繁多，常見的有光電二極管型、光敏電阻型、廣電達林頓型、光電三極管型、 集成電路型、光控晶閘管型等。 論文采用 tlp521 光電耦合器的主要作用是實現(xiàn)安全模塊與主機 plc 電器 隔離，提高機體免疫力，更重要的一點是，實現(xiàn)了電平交換，信號

40、場傳感器水 平較低，光電耦合器可以把他們轉(zhuǎn)化成主機 plc 需要的標準邏輯電平 圖 4-13 tlp521 結(jié)構(gòu)圖 圖 4-13（1）tlp521 內(nèi)部電路圖 5 5 結(jié)束語結(jié)束語 設(shè)備采用 plc 控制系統(tǒng)，可靠性跟高，使用更少的元件跟接線，更高的生 產(chǎn)效率，更易于維護。由于現(xiàn)在大規(guī)模集成電路采用 plc 技術(shù)。內(nèi)部電路采取 了先進的抗干擾技術(shù)，嚴格的生產(chǎn)工藝制造，具有很高的可靠性。使用 plc 構(gòu) 成的控制系統(tǒng)，與相同尺度的繼電器接觸器系統(tǒng)相比，電器接線跟開關(guān)接點已 經(jīng)減少到了數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也會被大大降低。u 形折板機采用 plc 控制，大大提高了系統(tǒng)的柔性跟可靠性，使運行更下穩(wěn)

41、定，操作界面簡單明了， 并用互鎖開端，而且控制程序還設(shè)有誤操作時誤動作的禁止環(huán)節(jié)，使操作使用 方便可靠。驅(qū)動控制系統(tǒng)采用回路簡單且成本相對較低的氣動驅(qū)動，能適應(yīng)各 種生產(chǎn)需求，很好的滿足中小型規(guī)模型材廠加工的需求?？刂葡到y(tǒng)設(shè)有復位方 式、單步和單周期，使調(diào)整限位開關(guān)跟模板加工不同大小的 u 型板時調(diào)整方便。 該系統(tǒng)也存在一些不足：氣體的壓縮性非常大，精準定位比較難，而且噪 音也大，雖然氣動系統(tǒng)比液壓系統(tǒng)便宜，后期維護費少，但氣壓設(shè)備體積大， 占地大，耗能也大 參考文獻參考文獻 1 殷洪義，吳建華.plc 原理與實踐m.清華大學出版社，2008.10 2 陳在平.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計m

42、. 機械工業(yè)出版社， 2003 3 楊幫文.新編 cmos4000 系列集成電路實用手冊s.機械工業(yè)出版社， 2006.10 袁任光主編. 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)實例.華南理工大學出版社 ，2000.4 4 wang l.x.stable adaptive fuzzy controller switch application to inverted tracking j.ieee trans on system man cybernetics part b, 1996, 26(5): 677-691. 5snooper i t, passing km. stable adaptive control using fuzzy systems and neural networksj.ieee trans fuzzy system,1996,4(3):339- 359 6 王兆義主編. 可編程序控制器教程.機械工業(yè)出版社 ，1999.10 7 王兆義主編. 電氣控制與可編程序控制器的原理及應(yīng)用.機械工業(yè)出版 社 ，2004.6 8 王洪猛.基于 plc 的過程控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)j .自動化技術(shù)與應(yīng)用, 2004 9 柴瑞娟，陳海霞. 西門子 plc 編程技術(shù)及工程應(yīng)用m.機械工業(yè)出版 社，2006 10 吳作明.plc 開發(fā)與應(yīng)