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机电控制与可编程序控制器课程设计泡沫塑料自动切片机设计学校名称学生姓名__________________学生学号______________________________班级春机械木时,常开触点00006得电闭合;11RESET01005落刀复位;当外部限位开关ST2闭合时,常开触点00007的电闭合,RESET01006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,RESET01005落刀以及RESET01006台刀同步复位按下外部硬件电路图中的I按钮SB2,00108常开触点得电闭合,SET01003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,SET01004台面向后置位按下外部硬件电路图中的按钮SB5,00111常开触点得电闭合,RESET01003台面向前以及RESET01004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,RESET010003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,RESET01004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,RESET01005落刀、RESET01006抬刀、RESET01003台面向前、RESET01004台面向后都复位JME0500为跳转结束指令,阐明了手动程序执行已完毕自动程序设计3当20232为“1”时,切片机进入自动控制状态,在自动程序里,选用23000~23005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)oCTBL指令比较表登记指令CTBL
(63),用来登记一种高速计数器日勺比较表
(1)格式P是定义符,取000C是控制数据,取值范围是
000、
001、
002、003oTB是比较表开始通道,其范围是IR、SR、HR、AR、LR、DM、*DM
(2)功能当执行条件为ON时,根据控制数据C的J值,完毕表9所示的4种功能之一当0000或002时,TB的内容是比较次数(BCD),TB+1日勺内容是目的值1日勺低4位(BCD),TB+2H勺内容是目口勺值1的高4位(BCD),TB+3H勺内容是比较1H勺中断子程序号;TB+4的内容是目的I值2%(低4位(BCD),TB+5的J内容是目日勺值2%I高4位(BCD),TB+6时内容是比较2区J中断子程序号;…,依次类推当0001或003时,TB欢J内容是下限值1的J低4位(BCD),TB+1区J内容是下限值1区J高4位(BCD),TB+2的J内容是上限值1H勺低4位(BCD),TB+3H勺内容是上限值1的高4位(BCD),TB+4日勺内容是比较1日勺中断子程序号;TB+5的内容是下限值2日勺低4位(BCD),TB+6的内容是下限值2/、J高4位(BCD),TB+7的内容是上限值2的低4位(BCD),TB+8廿勺内容是上限值2的高4位(BCD),TB+9的内容是比较2时中断子程序号;…,依次类推表5-1CTBL指令控制数据日勺定义C功能000登记一种目的值比较表,并启动比较001登记一种区域比较表,并启动比较002登记一种目的值比较表,用INI指令启动比较003登记一种区域比较表,用INI指令启动比较程序如图5-4所示,初始步日勺产生及中间步日勺转换不是采用一般的启保停电路的构造形式,而是用SET/RESET置位/复位指令来实现启保停电路功能日勺按下外部硬件电路图中口勺按钮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辅助常闭触点断开选择开关S1打到自动时,JMP0400跳转指令执行,执行自动控制程序DIFU1320231为上升沿微分指令,当20231的条件由OFF变为ON即上升沿时,继电器20231维持一种扫描周期H勺0N状态;20231常开触点闭合@ANDW34清输出;MOV21#000IR230所有步清零;MOV21#0001DM000为DMOOO置1;MOV21#000DM002为DM002清0;MOV21#000DM003为DM003置000;RESET20230自动运行标志清零;SET20232置自动工作标志;SET23000步0置位,23000常开触点得电闭合;25315为初始化脉冲按下外部硬件电路图中H勺按钮SB9,00005常开触点得电闭合,SET20230自动运行标志置1,20230常开触点得电闭合;SET23001步1置位,23001常开触点时电闭合、RESET23000步0复位;01004线圈得电台面后移;当外部限位开关ST4得电闭合时,00009常开触点得电闭合,常闭触点断开,SET23002步2置位,23002常开触点得电闭合;RESET23001步1复位;MOV21IR001DMOOOKMOVB821R000#1210DM0001读拨盘开关设定值,将脉冲数送至DM001DM002已置025200高速计数器复位CTBL63登录比较表目的1值比较开始:SET23003步3置位;RESET23002步2复位;23003常开触点得电闭合,01005线圈得电落刀;限位开关ST1得电闭合00006常开触点得电闭合,常闭触点断开SET23005步5置位;RESET23003步3复位23005常开触点得电闭合,01006线圈的电抬刀至上限位ST2限位开关得电闭合,00007常开触点闭合,常闭触点断开,SET23000步0置位;RESET20230自动运行标志清零;RESET23005步5复位;JME0501自动完毕,SBN92000中断子程序,25313常ON开关,使SET23004步值置位,RESET23003步3复位RET93子程序返回CPM2A小数位输入输出DC24VDO®------4厂riMSW,——U7CD1Vl--©000」LJ13U1G~CDM^SBfe七叩uu-e0011000ra—___ni4AA4D2o SB7\pL M1JUUl O—_________nnpD3-]uuc g1A nownp—KM7J Utz------©003c i个位_m KM61nm cKM52」U J
0004.J UUJ uD0O-------c in/KMG1004cL1O2J U一--------------©005innsKM3CDM^~J kJ------0006心D2^1006a KM4必c nn7D3au uu/伸十位------©30T_________^OOQ------e308L0----------nnn q依D1©―109用------------QOIO□□M G―310D2O--------------£0]]-DillD3OD3DE COMDI DO图外部接线图3-2LC-444444-M44-4444-5何勺地址符号地址SW00000KM101000SB600001KM201001SB700002KM701002S200003KM501003SB800004KM601004SB900005KM301005ST100006KM401006ST200007ST300008ST400009百位00010DO轴S100011输小数位00100DO小数00101位D1小数00102出入位D2小数00103位D3个位00104DO个位00105D1SBO00106SB100107SB200108SB300109SB400110SB500111表3-3I/O分派表图5-2手动程序图5-3自动程序的功能表图现|23020230cc八八.00005CLCLrriCC八八八泡沫塑料切片机控制原理切片机的控制规定1原理图切片机控制系统原理,如图2T所示,切割厚度由4位拨盘开关设定输入,范围为
000.
0199.9mm在刀架电机的转轴上装有调速齿轮,沿圆周均匀开5个槽,使用二线制靠近开关,电机转轴每转1圈,向PC发出5个计数脉冲,转两圈刀架高度变化1mm,靠近开关发出10个脉冲,根据设定口勺切割厚度可以简朴的计算出PC应计时脉冲个数电机轴转速为10转/秒,PC日勺计数频率应到达50IIZ,因此,采用CPM2A的单相高速计数功能,它H勺计数频率可达5KHZo带M2A%CP拨盘交磨输刀输流台面调速齿轮230师010图10图2-1为切片机控制系统原理图2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I海绵,台面再后移至限位,不停反复上述过程台面的体积为长、宽、高分别为1米、
0.5米
0.005米的铁块滑套一右丝杠个上台面图2-2切片机工作原理示意图
2.2控制系统欧功能如下:PLC I1两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)无论在手动或自动方式下,当按下总停按钮后,除了带锯,磨刀外,刀架、台面欧I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,表达使用高速计数日勺加模式、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)DM0001目的I值1低4位(在程序中计算设置)DM0002目H勺值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图2-3自动方式下日勺工作流程硬件电路设计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应),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状况;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,便于维修人员日勺检修,又不影响系统日勺工作KM1-KM7为交流接触器时常开主触头,通过程序对交流接触器线圈通断日勺控制从而到达对电机的控制FR1-FR2对各台电机起(过流、断相、短路、过载)保护作用,保证电路H勺正常工作晶闸管直流调速装置重要控制直流电机M5的J控制图3-1切片机主电路外部电路图PLC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/端子日勺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容量提高到最大日勺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J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),超过PLC自身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,因此本系统选用60点I/O端子的PLCo〜PLC外部接线图如图3-2所示其中,高速计数的输入点是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;拨盘开关用来输入一位十进制数的09,或一位十六进制数〜日勺F;四个拨盘开关分别用来设定百、
十、个小数位数,运用每个拨盘开关日勺拨码盘〜调整各拨码开关日勺值;二极管对PC输入点进行扩展防止形成寄生电路,导致自动和手动输入互相干扰,导致混乱;FR1-FR2热继电器起到过载保护作用;KM1-KM7交流接触器线圈,用来控制交流接器的闭合与断开;KM
5、KM6分别为KM
5、KM6接触器辅助触头控制线圈KM
5、KM
6、KM7的先后工作的次序;KM
3、KM4分别为KM
3、KM4接触器的辅助触头控制线圈KM
3、KM4的先后工作次序在自动方式下,SB0SB5按钮失去作用;在手动方式下,拨盘开关输入无效〜分派表I/O1输入单元拨盘开关4个分别为小数位、个位、十位、百位靠近开关SW1个选择开关S11个磨刀开关S22个按钮SB0SB910个〜限位开关ST1ST44个〜2输出单元交流接触器线圈KM1-KM77个输入点23个,输出点7个,为考虑到后来对系统的扩展,在PLC选型号时须留有15%~20加勺备用点,因此选用60点I/O端子的PLCI/O分派表见表3-3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毕对带锯电机、磨刀电机、台面刹车日勺控制手动或自动日勺工作状态由20232表达,当20232为“0”时表达手动状态,为“1”时表达自动状态公用程序设计1程序图5-1所示为公用程序,重要完毕对带锯电机、磨刀电机、台面刹车日勺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0100000011线圈得电电机运行工作并自锁,01000辅助常开触点闭合,同步台面刹车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S1,00011常开触点得电闭合,JMP0400跳转指令执行,执行手动控制程序手动程序的设计
2.@ANDW指令@ANDW34为字逻辑与运算指令,H是输入数据1,其范围是IR、SR、HR、AR、LR、TC、DM、*DM、#o12是输入数据2其范围是IR、SR、HR、AR、LR、TC、DM、*DM、#R是成果通道,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,并把成果存入通道R中对标志位的I影响当间接寻址DM不存在25503为0N;当成果为0000时25506为0N程序如图5-2所示,20232为“0”时进入手动工作状态,RESET20232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I按钮SBO,00106常开触点得电闭合,SET01005落刀置位按下外部硬件电路图。