基于PLC的钢板定长剪切控制系统设计论文.doc

基于PLC的钢板定长剪切控制系统设计毕业论文 目录 摘要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 1 1.1 课题背景和目的意义 1 1.2 设计现状及发展趋势 1 1.3 PLC控制系统设计的原则 2 1.4 方案论证 3 第2章 系统总体设计 4 2.1 系统控制要求 4 2.2 系统结构及工作原理 4 第3章 系统硬件设计 6 3.1 光电编码器 6 3.1.1 光电编码器的原理 6 3.1.2 光电编码器的选型 6 3.1.3　光电编码器脉冲数计算 8 3.2 PLC控制原理及选型 9 3.2.1 PLC定义 9 3.2.2 PLC构成 10 3.2.3 CPU构成 10 3.2.4 I/O模块 10 3.2.5 电源模块 10 3.2.6 PLC特点 10 3.3 PLC选型 12 3.3.1 PLC的型号选择 12 3.3.2 I/O模块的选型 13 第4章 电气原理及软件设计 15 4.1 电气原理设计 15 4.2 系统控制方案 15 4.3 PLC I/O分配 16 4.4 PLC硬件接线 17 4.5 程序设计 17 第5章 总结 20 致谢 21 参考文献 22 附录I 22 附录II 22  绪论 1.1课题背景和目的意义 定长剪切机是一种精确控制板材加工尺寸，将大型板块进行定长剪切的设备。传统定长剪切机采用继电器作为控制器件，其控制系统较复杂，参数改变不灵活，大量接线使系统可靠性降低，维修率高，降低了生产效率。PLC以其灵活性、快速性、可靠性和性价比高等特点越来越受到企业或者团体设计者们的欢迎，在各行各业的应用非常广泛。用PLC替代继电器设计剪切控制系统，具有操作简单，运行可靠，抗干扰能力强，编程方便，控制精度高的明显优势。基于以上PLC特点，本课题主要研究如何应用FX2N PLC设计一个薄钢板定长剪切控制系统，设计的关键是如何提高定长剪切的精度。 1.2设计现状及发展趋势 随着我国经济的持续高速增长，社会对各类板材的需求量不断增长，对板材加工的精度提出了更高的要求，人们希望能够精确对板材进行定长切割。另外，随着企业之间的竞争日益加剧和人力资源成本的上升，厂家为了在竞争中占据有利地位，除了保证板材加工的精度外，对板材加工的效率也提出了更高的要求。钢板剪切的主要设备是剪切机，而普通剪切机存在诸多不足。 加工精度不高 造成加工精度不高的主要原因，一方面是加工尺寸由操作人员用普通钢尺手动测得，精度难以保证；另一方面采用异步电动机带动链条传动机构，这样不仅定位精度低，而且易造成剪切面的机械偏差，这种偏差随加工板材宽度增加而加大。 操作繁琐，容易出错 剪切机需要人工操作，剪切动作的控制需人工完成，占用人力资源，也容易出错。 能耗大，效率低 剪切机的动力系统一般使用普通异步电机，在剪板过程中不断启停，能耗大、效率低。 基于上述情况，面对板材生产加工企业迫切需要高精度、高效率的生产设备，在可预见的未来，剪板机发展趋势和需求方向是：一些资金雄厚的企业，出巨资购买全新数控剪切机；相当一批中小企业没有足够的资金，希望通过对原设备的技术改造来满足要求。对普通剪切机或传统自动剪切机升级改造，提高工作效率和剪板精度，降低能耗，这方面有较大的市场需求。 PLC一直以来为各种工业设备提供了非常多的控制功能，不断完善和扩展的网络功能，朝着高性能小型化发展。用可编程序控制器进行控制，省去了如继电器之类的固体电子器件，简化了繁杂的硬件接线线路，使控制具有极强的的柔性和功能的可拓展性；同时可编程序控制器具有性能稳定, 工作可靠，操作简单，调节方便，自动保护等特点。 1.3 PLC控制系统设计的原则 1.4 方案论证 2章 系统总体设计 2.1 系统控制要求 本设计的薄钢板定长剪切控制系统要达到以下控制要求： （1）待切材料从左向右牵引电动机前行，光电编码器信号用来测量牵引的长度，待牵引长度达到预先设定的数值时，电动机制动且剪切机动作。 （2）通过PLC高速计数器控制指令和光电编码器实现精确定长切割。 2.2 系统结构及工作原理 钢板定长剪切生产线由开卷机校平剪切机和堆垛机四部分组成所示经校驱动，经皮带减速后由传下辊的压紧力由分布在；驱动驱动 图2-1 钢板定长剪切生产线结构示意图 工作原理：待切材料从左向右牵引电动机前行，光电编码器通过测量电动机M1的转速，输出与转速成一定关系的脉冲信号，通过PLC高速计数器记录脉冲的个数用，间接测量出牵引的长度，待牵引长度达到在高速计数器中预先设定的数值时，电动机制动且切刀动作，即实现定长切割。 第3章 系统硬件设计 3.1 光电编码器 3.1.1　光电编码器的原理