畢業(yè)設(shè)計（論文）瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(軟件)

1、分類號學號密級公開corrugated paper cutting and creasing題 目（中、英文）瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計（軟件）electromechanical gas control system design (software)學校代碼作者姓名指導教師學科門類提交論文日期專業(yè)名稱成績評定本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21摘 要基于社會生產(chǎn)規(guī)模的擴大，生產(chǎn)水平的提高，電氣控制技術(shù)已從最早的手動控制發(fā)展到自動控制，從簡單的控制設(shè)備發(fā)展到復雜的控制系統(tǒng)，從有觸點的硬接線繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或計算機為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)正是綜合應用了計算機、自動控

2、制、電子技術(shù)、精密測量等許多先進的科學技術(shù)成果而迅速發(fā)展起來的，并向集成化、智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。plc與其他工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成了大型控制系統(tǒng)，是可編程邏輯控制器技術(shù)的應用的主要形式，并已經(jīng)成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的主要手段，在工業(yè)控制領(lǐng)域中發(fā)揮重大作用，本課題是針對生產(chǎn)及生活中用量極大的紙產(chǎn)品瓦楞紙，利用plc控制技術(shù)實現(xiàn)它的生產(chǎn)工藝過程，整個工藝過程分為開卷、壓痕、涂膠、烘干、分切等工序，分切壓痕機是瓦楞紙生產(chǎn)中的主要設(shè)備，plc、變頻器、繼電器是其主要的電氣控制元件。關(guān)鍵詞：瓦楞紙；壓痕；plcabstractbased on the expansion of social pro

3、duction, production, raising the level of electrical control technology already from the earliest manual control development to automatic control, from simple control equipment development, to complex control system, from the contacts hardwired relay control system development to microprocessor or c

4、omputer network for center of automatic control system. modern electrical control technology is comprehensive application of computer, automatic control, electronic technology, precision measurements many advanced scientific and technological achievements and developed rapidly, and to the integratio

5、n, intelligence, information and network direction. plc and other industrial control system with constituted large control system, is programmable logic controller is the main form of the application of technology, and has become the main means to realize industrial automation in industrial control

6、field, plays a major role, the subject is for production and life dosage of great paper products - using plc control technology corrugated, realize its production process, the whole process is divided into open-book, indentation, glue, drying, slitting processes, cutting creasing machine is the main

7、 equipment, corrugated production of plc, frequency converter, relay is the main electrical control components. key words: corrugated paper; indentation; plc目 錄1緒論.11.1電氣控制系統(tǒng)的應用設(shè)計21.1.1工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則21.1.2可編程控制器的軟件及性能指標21.2瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)介紹31.2.1瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)研制的背景31.2.2瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)研制意義32瓦楞紙分切壓痕

8、機電氣控制系統(tǒng)的介紹.42.1瓦楞紙生產(chǎn)工藝流程42.2瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)的工藝要求52.2.1壓痕機的速度52.2.2分切裝置的分切刀片52.2.3磨刀的必要性與方式52.2.4跟蹤糾偏63 plc的選型及接線.6 3.1 plc的簡介63.1.1 plc的工作原理和運行狀態(tài)及方式63.1.2 plc的選型73.1.3輸入輸出的選擇83.2本系統(tǒng)的plc的選型及接線94瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)的程序設(shè)計.104.1 plc程序設(shè)計的基本方法及步驟104.2本系統(tǒng)的程序設(shè)計114.2.1變頻器的速度設(shè)定114.2.2壓痕電動機的速度設(shè)定124.2.3分切電動機的速度設(shè)定124.2

9、.4磨刀時間和磨刀間隔時間的設(shè)定134.2.5自動糾偏185謝辭206參考文獻21瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計（軟件）1 緒論 瓦楞紙分切壓痕機是一種紙張加工設(shè)備，它廣泛應用于印刷業(yè)、包裝業(yè)、特種行業(yè)和加工業(yè)等十多個相應行業(yè)，并逐漸成為這些行業(yè)不可缺少和替代的關(guān)鍵設(shè)備。過去傳統(tǒng)的瓦楞紙分切壓痕機采用的是繼電器-控制器方式的控制系統(tǒng)，控制設(shè)備一經(jīng)生產(chǎn)出來，功能就固定了，若控制要求發(fā)生變化，則必須改變控制器內(nèi)部的硬件接線，這樣的控制系統(tǒng)一方面耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢，另一方面使用起來不靈活，也不方便。基于此，人們研制出plc之類的新型電子器件設(shè)計瓦楞紙分切壓痕機的控制系統(tǒng)。 相比較

10、而言，plc可用于數(shù)字量邏輯控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理及通信聯(lián)網(wǎng)，它的主要特點是：（1）可靠性高，抗干擾能力強。高可靠性是用戶選擇控制裝置的首要條件，在plc系統(tǒng)中，大量的開關(guān)動作是由無觸點的半導體電路來完成的，加上plc充分考慮到了工業(yè)輸出環(huán)境、粉塵、溫度等各種干擾，在硬件和軟件上采用了一系列抗干擾措施，因而具有極高的可靠性；（2）配套齊全，適應性強，應用靈活，由于plc產(chǎn)品均成系統(tǒng)化生產(chǎn)，品種齊全，多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴展方便，用戶可根據(jù)自己的需要靈活選用，以滿足系統(tǒng)大小不同及功能繁簡各異的控制要求；（3）編程方便，易于使用，plc的編程采用與繼電器電路極為類似的梯形圖

11、語言，直觀易懂，同時又有面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言，使編程更加簡單方便，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎；（4）功能強，擴展能力強，性價比高，plc中含有數(shù)量巨大的供用戶使用的編程軟元件，可輕松地實現(xiàn)大規(guī)模的控制。plc配合功能單元能方便地實現(xiàn)d/a、a/d轉(zhuǎn)換及pid運算，實現(xiàn)過程控制、數(shù)字控制等功能，plc具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以控制多個機群，多個生產(chǎn)線。它不僅可以進行現(xiàn)場控制，也可進行遠程監(jiān)控；（5）plc控制系統(tǒng)設(shè)計安裝、調(diào)試方便，plc用程序代替硬接線，安裝接線工作量??；（6）維修方便，維修工作量小，plc有完善的自診斷、履歷情報存儲及監(jiān)視功能；（7）plc體積小、能耗低、易于實現(xiàn)機電一體化。

12、正是由于plc用途廣，又能克服之前繼電器-控制器方式的控制系統(tǒng)的不利因素。所以能滿足人們的需要。1.1電氣控制系統(tǒng)的應用設(shè)計1.1.1工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則 由于構(gòu)成系統(tǒng)的核心設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)上的差別，工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的中心內(nèi)容可以有很大的不同。但是，就工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則來說，各類系統(tǒng)卻都是一樣的。這些原則如下所述： 最大限度的滿足被控對象的控制要求。不能滿足被控對象控制要求的系統(tǒng)是毫無用處的。能最大限度地滿足被控對象要求的設(shè)計，就是最好的設(shè)計。因而在設(shè)計前，應調(diào)查清楚生產(chǎn)要求，對機械設(shè)備的性能、結(jié)構(gòu)特點和實際加工情況有充分的了解。 在滿足控制要求的前提下，力

13、求使控制系統(tǒng)操作簡單、使用及維修方便。盡量選用標準的、常用的或經(jīng)過實際考驗過的環(huán)節(jié)和線路；盡量縮短連接導線的長度；盡量縮減電器的數(shù)量，采用標準件，并盡可能選用相同型號的電器元件；盡量減少不必要的觸點以簡化電路；盡量減少不必要的通電時間。 保證控制系統(tǒng)安全可靠，具有合理的使用壽命。為了保證線路工作可靠，最主要的是選用可靠的元件，如盡量選擇機械和電氣壽命長、結(jié)構(gòu)堅實、動作可靠、抗干擾性能好的電器。在滿足以上各點的基礎(chǔ)上，盡量少花錢，多辦事?？偟膩碚f：工業(yè)電氣控制系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基本原則簡化就是：適用、好用、耐用、經(jīng)濟。 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇控制系統(tǒng)設(shè)備時，設(shè)備能力應適當留有余量。此外

14、，設(shè)計還應符合國家及安全管理部門的各種相關(guān)規(guī)定，設(shè)計選用的各種器件、器材應滿足國家的各種相關(guān)標準。1.1.2可編程控制器的軟件 plc的軟件包括系統(tǒng)軟件和用戶程序。 系統(tǒng)軟件有plc制造商固化在機內(nèi)，用以控制可編程控制器本身的運作。主要包括以下三個步驟：（1）系統(tǒng)程序管理，它是系統(tǒng)軟件中最重要的部分，主管可編程控制器運行管理、存儲空間管理及系統(tǒng)自檢。運行管理主要是時需安排，如何時輸入、何時輸出、何時計算、何時自檢、何時通信等時間上的分配管理。存儲空間管理指生成用戶環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址。系統(tǒng)自檢程序則包括各種系統(tǒng)出錯檢驗、用戶程序語法檢驗、句法檢驗、警戒時鐘運行等；（2）用戶指令解

15、釋程序，它是聯(lián)系高級程序語言和機器碼的橋梁。總所周知，任何計算機最終都是執(zhí)行機器指令語言的?？删幊炭刂破骺捎锰菪螆D語言編程，把使用者直觀易懂的梯形圖變成機器易懂的機器語言，這就是解釋程序的任務(wù)；（3）標準程序模塊及系統(tǒng)調(diào)用，它由許多獨立的程序塊組成，各程序塊具有不同的功能，有些完成輸入、輸出處理，有些完成特殊運算等?？删幊炭刂破鞯母鞣N具體工作都是由這部分來完成的。這部分程序的多少決定了可編程控制器性能的強弱。 整個系統(tǒng)軟件是一個整體，其質(zhì)量的好壞很大程度上影響可編程控制器的性能。很多情況下，通過改進系統(tǒng)軟件就可在不增加任何設(shè)備的條件下大大改善可編程控制器的性能。 用戶程序由可編程控制器的使用者

16、編制并輸入，用于控制外部對象的運行。用戶程序即是應用程序，是可編程控制器的使用者針對具體控制對象編制的程序。根據(jù)不同的控制要求，相當于改變plc的用途，相當于設(shè)計和改變繼電器控制設(shè)備的硬接線線路，也就是所謂的“可編程序”。程序既可由編程器方便的送入到plc內(nèi)部的存儲器中，也能通過它讀出、檢查與修改。1.2 瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)介紹1.2.1瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)研制的背景 作為一個行業(yè)和我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，包裝業(yè)的發(fā)展日新月異，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟建設(shè)中所不可缺少的重要組成部分。高強度瓦楞紙是這一行業(yè)中，用量最大，涉及行業(yè)最廣的重要外包裝用材?？偹苤?，現(xiàn)代包裝已不再是對產(chǎn)品

17、簡單的修飾，不再是產(chǎn)品的附屬品，而已經(jīng)成為產(chǎn)品的一部分了。甚至可以說，它就是一種產(chǎn)品，一種特殊的間接產(chǎn)品。這種間接產(chǎn)品對直接產(chǎn)品不僅有裝飾、保護和說明的作用，而且起到了舉足輕重的促銷作用。1.2.2 瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)研制意義 瓦楞紙分切壓痕技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展方向主要有兩個方面，一是為滿足小型和個體生產(chǎn)企業(yè)的需求，向小型化、簡易型、低價位、低檔次發(fā)展；二是為滿足大、中型生產(chǎn)企業(yè)的需求，向?qū)挿?、高速度、高精度、高自動化方向發(fā)展。plc技術(shù)在瓦楞紙生產(chǎn)中的應用正是滿足這些需求的技術(shù)保證。 為了促進國內(nèi)包裝行業(yè)的發(fā)展，縮小同發(fā)達國家的差距，我國制訂了該行業(yè)的總體目標：瓦楞紙生產(chǎn)線向機電一體

18、化、智能化、自動控制方向發(fā)展；以控制理論和計算機技術(shù)為先導，引進新技術(shù)、增強自動開發(fā)能力；促進機械技術(shù)和自動化技術(shù)的結(jié)合，推進瓦楞紙生產(chǎn)線向機電一體化，進而向包裝機械智能化邁進。2瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)的介紹2.1瓦楞紙生產(chǎn)工藝流程 瓦楞紙生產(chǎn)工藝流程包括開卷、壓痕、涂膠、烘干、分切等工序，如圖一所示：涂膠烘干刀片砂輪紙卷一紙卷二紙卷三紙板壓痕分切圖（1）瓦楞紙生產(chǎn)工藝流程示意圖 其工作原理是：開機后開卷機軸開始轉(zhuǎn)動，把紙板裝好后，再開壓痕軸電機和分切軸電機，同時也讓涂膠裝置，烘干裝置開始運行。在運行過程中壓痕機的線速度要求與主軸開卷機軸的線速度保持一致。由于開卷機的速度是可調(diào)的所以用測

19、速機檢測主軸的速度，把檢測到的電壓輸入到plc，經(jīng)過處理后再用變頻器驅(qū)動控制壓痕軸的速度。同樣分切裝置的轉(zhuǎn)速也要根據(jù)送來紙板的速度進行調(diào)整，所以分切裝置軸的驅(qū)動也要用變頻器驅(qū)動。 分切裝置上的分切刀片在分切一段時間后會變鈍，磨刀裝置對刀片進行磨削銳化，磨刀裝置對刀片進行磨削銳化，磨刀分為手動磨刀和自動磨刀兩種方式，自動磨刀時plc會根據(jù)主軸的速度和分切軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整它的磨刀間隔時間。 在生產(chǎn)的過程中紙板的傳送會發(fā)生跑偏，影響分切的質(zhì)量，所以紙板在傳送過程中要隨時進行糾偏，糾偏的方式有手動和自動兩種方式。在自動糾偏時，在工作臺的兩邊設(shè)有光點開關(guān)檢測傳送的紙板是否發(fā)生跑偏，plc會根據(jù)檢測的結(jié)果隨時

20、對其進行跟蹤糾偏。 如果在機器的運行過程中涂膠裝置的膠將要用完，plc會根據(jù)檢測到的信號停止主軸電機的運行，同時如紙板已經(jīng)加工完，plc也會根據(jù)檢測到的信號停止主軸電機的運行。2.2瓦楞紙分切壓痕機電氣控制系統(tǒng)的工藝要求2.2.1 壓痕機的速度 壓痕機的線速度要求與主軸開卷機軸的線速度保持一致，開卷機的速度是可調(diào)的，所以壓痕錕由變頻器驅(qū)動控制。根據(jù)開卷機的速度調(diào)整范圍，要求壓痕軸的速度范圍為01500r/s，主軸的速度用測速機檢測，輸出電壓為010v。2.2.2分切裝置的分切刀片 分切裝置的分切刀片的位置可以根據(jù)要求調(diào)整，刀片的速度應根據(jù)紙板的速度變化而變化，所以分切裝置的驅(qū)動也采用變頻器驅(qū)動

21、，同時又有最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的限制，根據(jù)主軸速度和上、下限的要求確定的刀片速度范疇為3001200r/s。2.2.3磨刀裝置 分切裝置的分切刀片在分切一段時間變鈍后，磨刀裝置應對刀片進行磨損銳化，以保證分切刀片的銳利。分切刀片有銳利變鈍的時間與分切裝置的轉(zhuǎn)速及切削紙板的多少有關(guān)，因此每次磨刀的時間間隔應與分切裝置的時間保持一定的關(guān)聯(lián)。磨刀時間與粗設(shè)的磨刀間隔時間由plc上的模擬量電位器設(shè)定，設(shè)定刀片每次磨削的時間范圍為500010000ms，磨刀時間間隔為500010000ms。磨刀裝置上的四片磨刀砂輪由不同的電磁閥控制，分別對四片刀片磨削，磨刀要求有手動與自動兩種控制方式。手動時，按一次磨刀

22、按鈕進行一次磨刀操作；自動時，分切只要運行，plc便根據(jù)粗設(shè)的磨刀間隔時間和根據(jù)刀片的速度微調(diào)的間隔時間，自動地進行磨刀操作。每個刀片的磨刀裝置可以人為地設(shè)置為工作及停止兩種狀態(tài)。2.2.4 跟蹤糾偏 生產(chǎn)過程中會發(fā)生紙板跑偏現(xiàn)象，橫向移動裝置應隨時自動地進行跟蹤糾偏，它也可以手動橫向移動進行糾偏，用兩個光電開關(guān)作為糾偏的位置檢測，用兩個行程開關(guān)限制橫向移動的行程范圍。3 plc的選型及接線3.1 plc的簡介可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、定數(shù)和算術(shù)操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸

23、入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。3.1.1 plc的工作原理和運行狀態(tài)及方式 作為電器控制裝置，可編程控制器必須接入電路，與主令器件、傳感器件及執(zhí)行器件共同構(gòu)成系統(tǒng)才能承擔控制任務(wù)?？删幊炭刂破魇且环N基于計算機的運算控制裝置。它將工業(yè)控制中的各種控制信號存入自己的輸入存儲單元，也將運算的結(jié)果存入自己的輸出存儲單元，并且將運算結(jié)果作為輸出信號去控制執(zhí)行器件以完成工業(yè)控制。而作為輸入存儲單元及輸出存儲單元聯(lián)系的應用程序則是控制的核心。 可編程控制器的運行大致可分為以下三個部分： （1）上電處理。plc

24、上電后對系統(tǒng)進行一次初始化工作，包括硬件初始化，i/o模塊硬件，i/o模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定等。 （2）掃描過程。以程序掃描執(zhí)行而得名。一是掃描執(zhí)行系統(tǒng)程序，二是掃描執(zhí)行應用程序。每次執(zhí)行應用程序前先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進行時鐘、特殊寄存器更新。而執(zhí)行不執(zhí)行應用程序還和plc的運行狀態(tài)有關(guān)。plc的運行狀態(tài)一般有stop及run兩種。狀態(tài)的轉(zhuǎn)換一般可以通過機箱上的硬件開關(guān)或編程設(shè)備切換。當cpu處于stop方式時，plc不執(zhí)行應用程序，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當cpu處于run方式時，則執(zhí)行用戶程序和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。掃描過程除去通信任務(wù)及內(nèi)部特殊

25、存儲單元管理，掃描過程可分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 （3）出錯處理。plc每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定plc自身的動作是否正常，如cpu、電池電壓、程序存儲器、i/o、通信等是否正常，檢查出異常時，cpu面板上的led及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當出現(xiàn)致命錯誤時，cpu被強制為stop方式，所有的掃描停止。 可編程控制器的運行方式是串行方式，掃描一遍遍地進行，程序一條條地執(zhí)行?？删幊炭刂破鞯倪\行方式是建立在計算機工作原理基礎(chǔ)上的，cpu以分時操作來處理各條指令，所以只按程序順序依次完成各響應電器的動作，這就是所謂的串行。 plc的工作就是周而復

26、始地循環(huán)掃描過程。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。以目前plc的一般運行速度而言，這個周期為100ms左右。3.1.2 plc的選型 隨著plc的普及，plc產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日趨完善。plc的結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，使用場合也各有側(cè)重。合理選擇plc，對于提高plc控制系統(tǒng)的經(jīng)濟技術(shù)指標具有重要作用。 機型選擇的基本原則應是在功能滿足要求的情況下，追求性能可靠，維護使用方便以及最佳的性能價格比。具體應考慮以下幾個方面。 結(jié)構(gòu)合理。對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件比較好（維修量比較?。?、控制規(guī)模不太大的場合，選用整體式plc；其他情況選用

27、模塊式結(jié)構(gòu)plc。 功能合理。對于開關(guān)量控制的工程項目，控制速度無須考慮，一般的低檔機就能滿足要求；對于以開關(guān)量為主、帶少量模擬量的工程項目，可選用帶a/d、d/a轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔機；對于控制計較復雜、控制功能要求比較高的工程項目，例如要求實現(xiàn)pid運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復雜的程度選用中檔或高檔機。中高檔機除了功能強大外，具有較高的運算速度，可用于大規(guī)模過程控制系統(tǒng)等場合。 機型統(tǒng)一。因為同一機型的plc，其規(guī)模可互為備用，便于備品備件的采購和管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓、技術(shù)水平的挺高和功能的開發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可分享，配以上位

28、計算機后，可把多臺plc連接成一個多級分布式控制系統(tǒng)，相互通信、集成管理。因而，規(guī)模較大的控制系統(tǒng)中的plc機型應盡量統(tǒng)一。 是否在線編程。plc的特點之一式被控制設(shè)備的工藝過程改變時，只需修改程序，就能滿足新的控制要求，給聲場帶來很大的方便。 plc的編程分為離線編程和在線編程兩種。離線編程的plc主機和編程器共用一個cpu，在編程器上有一個“編程/運行”選擇開關(guān)或鍵盤，選擇編程狀態(tài)時，cpu將失去對現(xiàn)場的控制，只為編程器服務(wù)。程序編好后，再選擇運行狀態(tài)，cpu則去執(zhí)行程序并對現(xiàn)場進行控制。此類plc，由于編程器的主機總用一個cpu，因此節(jié)省了大量的硬件和軟件，價格比較便宜。中、小型plc多

29、采用離線編程。 3.1.3 輸入輸出的選擇 控制系統(tǒng)對plc的i/o點數(shù)量需要的估算。系統(tǒng)對可編程控制器的i/o點的要求于接入的輸入輸出設(shè)備類型有關(guān)。如一個單線圈電磁閥用plc控制時需要2個輸入及1個輸出；一個雙線圈電磁閥需要3個輸入及2個輸出；按鈕需1個輸入；波段開關(guān)有幾個波段就需幾個輸入。 對plc輸入輸出規(guī)模的要求還與系統(tǒng)中設(shè)備的操控方式有關(guān)。如同樣是交流異步電動機單向運行，需占用4個輸入點及1個輸出點。如需y-啟動，則要4個輸入點及3個輸出點。 輸入輸出口其他性能的考慮。plc選擇有關(guān)輸入輸出口還需考慮輸入電流的種類及輸入信號傳送距離的遠近。有些傳感器需要直流電，一些主令器件適合交流電

30、，plc的輸入口則有交流輸入及直流輸入。輸入信號傳送距離遠時可選用輸入電壓高的種類?？删幊炭刂破鬏斎朦c有內(nèi)部供電及外部供電框中供電方式，直流電壓5v、12v、24v、60v、68v，交流115v220v可選。一般來說，5v輸入電壓時最遠不能超過10m，其他電壓時傳送距離可由輸入口最低輸入電壓結(jié)合器件及配線壓降計算。另外，在對輸入響應由需求時，還要考慮輸入濾波時間的影響。 輸出口類型的選擇考慮開關(guān)速度及執(zhí)行器件供電電流的類型。對于開關(guān)頻率高、電感性、低功率因素的負載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點是模塊價格高，過載能力稍差。繼電器輸出模塊的優(yōu)點是適用電壓范圍寬，導通壓降損失小，價格低；其缺點是壽命

31、較短，響應速度慢。輸出模塊同時接通點數(shù)的電流累計值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出點的電流輸出能力必須大于負載電流的額定值。3.2 本系統(tǒng)的plc的選型及接線通過對控制系統(tǒng)控制要求的分析可知，系統(tǒng)共需開關(guān)量輸入點14個，開關(guān)量輸出點8個，選cpu224可以符合要求。系統(tǒng)還需要1路模擬量輸入和兩路模擬量輸出，選dm231四路模擬量輸入模塊一塊及em232兩路模擬量輸出模塊一塊。系統(tǒng)的器件安排見表一：表一：瓦楞紙分切壓痕機內(nèi)輸入器件安排表名稱代碼編號端口糾偏工作選擇sa1x0i0.0左邊檢測光電開關(guān)sq1x1i0.1右邊檢測光電開關(guān)sq2x2i0.2左邊限位開關(guān)sq3x3i0.3右邊限位開關(guān)

32、sq4x4i0.4磨刀方式選擇sa2x5i0.5刀片1手動磨刀sb1x12i1.2刀片2手動磨刀sb2x13i1.3刀片3手動磨刀sb3x14i1.4刀片4手動磨刀sb4x15i1.5表二：瓦楞紙分切壓痕機內(nèi)輸出器件安排表名稱代碼編號端口左移動自動糾偏控制km1y0q0.0右移動自動糾偏控制km2y2q0.2磨刀1輸出yv1y4q0.4磨刀2輸出yv2y5q0.5磨刀3輸出yv3y6q0.6磨刀4輸出yv4y7q0.74電氣控制系統(tǒng)的程序設(shè)計4.1 plc程序設(shè)計的基本方法及步驟 可編程控制器的控制功能是以程序來體現(xiàn)的，編寫程序的過程就是軟件設(shè)計過程。程序設(shè)計通常采用經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。所

33、謂經(jīng)驗設(shè)計法就是根據(jù)市場機械對電氣控制電路的要求，首先設(shè)計出各個獨立環(huán)節(jié)的控制電路或單元電路；然后再根據(jù)生產(chǎn)工藝要求找出各個控制環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系，進一步擬定連鎖控制電路及進行輔助電路的設(shè)計；最后再考慮減少電器與觸頭數(shù)目，努力取得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 經(jīng)驗設(shè)計法的基本特點：這種方法易于掌握，使用很廣，但一般不易獲得最佳設(shè)計方案；要求設(shè)計者具有一定的實際經(jīng)驗，在設(shè)計過程中往往會因考慮不周發(fā)生差錯，影響電路的可靠性；當線路達不到要求時，多用增加觸點或電器數(shù)量的方法來加以解決，所以設(shè)計出的線路往往不是最經(jīng)濟簡單的；需要反復修改草圖，設(shè)計速度慢；一般需要進行模擬試驗；設(shè)計程序不固定。 所謂邏輯設(shè)計法就

34、是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計線路的一種方法。用這種方法可以使繼電器-接觸器系統(tǒng)設(shè)計得更為合理，設(shè)計出的電路能充分發(fā)揮元件的作用，使所用的元件的數(shù)目最少，這種方法特別適合完成較復雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制線路。plc的程序設(shè)計plc程序設(shè)計是plc控制系統(tǒng)原理設(shè)計的核心內(nèi)容，其步驟如下： 列寫系統(tǒng)所占用的輸入輸出點及機內(nèi)軟元件的分配及用途。 根據(jù)控制要求列寫控制操作的各種要求。對于較復雜的控制系統(tǒng)，需繪制控制流程圖，以清楚地表明動作的順序和條件。 設(shè)計梯形圖。這是程序設(shè)計的關(guān)鍵的一步。 將編制的程序下載到plc中。 對程序進行調(diào)試和修改，具備條件時可聯(lián)機現(xiàn)場調(diào)試，直到全面滿足控制要

35、求。結(jié)合硬件及工藝設(shè)計，編制技術(shù)文件。 4.2本系統(tǒng)的程序設(shè)計 本系統(tǒng)的控制程序按功能分為四部分，分別為兩個變頻器的速度控制、自動糾偏、磨刀控制、磨刀時間和間隔時間的設(shè)定。4.2.1變頻器的速度設(shè)定 變頻器的速度可以根據(jù)主軸的速度設(shè)定，主軸測速機輸出送入模擬量通道后轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存儲在aiw0中，程序用定時中斷方式控制采樣。采樣周期為100ms，采樣結(jié)果存放在vw10中，數(shù)據(jù)范圍為032000，對應的主軸速度為01500r/s，詳見主程序的網(wǎng)絡(luò)一和中斷程序。程序1 主程序 網(wǎng)絡(luò)1程序2 中斷程序int-04.2.2 壓痕電動機的速度設(shè)定壓痕電動機要求的速度為01500r/s，所以將采到得主軸速度

36、通過aqw0對壓痕變頻器輸出頻率進行設(shè)定，詳見主程序的網(wǎng)絡(luò)二。程序3 主程序 網(wǎng)絡(luò)24.2.3 分切電動機的速度設(shè)定 分切電動機要求的速度為3001200r/s，所以只要將主軸的速度設(shè)定上限（26000r/s）和下限（8000r/s），然后通過aqw2對分切變頻器進行設(shè)定即可，詳見主程序的網(wǎng)絡(luò)三。程序4 主程序 網(wǎng)絡(luò)34.2.4 磨刀控制及磨刀時間和磨刀間隔時間的設(shè)定磨刀時間和磨刀間隔時間是利用兩個電位器進行設(shè)定的，s7-200plc cpu提供兩個模擬電位器，可以通過調(diào)節(jié)這些電位器來增加或降低存于特殊寄存器smb28或smb29中的值（0255），這些值在程序中可以作為定時器和計數(shù)器的設(shè)定值

37、。對兩個特殊存儲器中的值進行多次讀取并求得平均值，再將平均值通過一定的轉(zhuǎn)化，得到符合要求的磨刀時間（vw54）和粗設(shè)磨刀間隔時間（vw64）的設(shè)定值。其后再根據(jù)主軸的速度將磨刀間隔時間進行微量調(diào)整，得到磨刀間隔時間（vw66），詳見子程序的網(wǎng)絡(luò)一、二、三和主程序的網(wǎng)絡(luò)四至網(wǎng)絡(luò)十一。程序5 子程序 網(wǎng)絡(luò)1程序6 子程序 網(wǎng)絡(luò)2程序7 子程序 網(wǎng)絡(luò)3程序8 主程序 網(wǎng)絡(luò)4、5程序9 主程序 網(wǎng)絡(luò)6程序10 主程序 網(wǎng)絡(luò)7程序11 主程序 網(wǎng)絡(luò)8程序12 主程序 網(wǎng)絡(luò)9程序13 主程序 網(wǎng)絡(luò)10程序14 主程序 網(wǎng)絡(luò)114.2.5 自動糾偏自動磨刀時，停止間隔時間到，就按順序分別對四片刀進行磨削。手動磨刀時，某一時刻只能磨一片刀。自動糾偏時，如果邊沿檢測光電開關(guān)檢測到紙板走偏，則通過橫向移動電機將這