基于PLC的钢板定长剪切控制系统毕业设计.doc

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1、基于PLC的钢板定长剪切控制系统毕业设计目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题背景和目的意义11.2设计现状及发展趋势11.3PLC控制系统设计的原则21.4方案论证3第2章系统总体设计42.1系统控制要求42.2系统结构及工作原理4第3章系统硬件设计63.1光电编码器63.1.1光电编码器的原理63.1.2光电编码器的选型63.1.3　光电编码器脉冲数计算83.2PLC控制原理及选型93.2.1PLC定义93.2.2PLC构成103.2.3CPU构成103.2.4I/O模块103.2.5电源模块103.2.6PLC特点103.3PLC选型123.3.1PLC的型号选择

2、123.3.2I/O模块的选型13IV第4章电气原理及软件设计154.1电气原理设计154.2系统控制方案154.3PLCI/O分配164.4PLC硬件接线174.5程序设计17第5章总结20致谢21参考文献22附录I22附录II22IVIV第1章绪论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

3、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FX2NPLC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。(1)加工精度不

4、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。(2)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。(3)能耗大，效率低33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

5、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。1.3PLC控制系统设计的原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量为目的的。PLC系统设计应遵循以下原则

6、。（1）满足要求原则最大限度的满足被控对象的控制要求是设计控制系统的首要前提，也是设计中最重要的一条原则。（2）安全可靠原则控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，对设计控制系统来说至关重要。为了达到这一点，要求在系统设计、器件选择和软件编程上全面考虑。例如，在设计上应该保证PLC程序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些非正常情况下也能正常工作。系统应该具有能接受并且只能接受合法操作，对非法操作程序能予以拒绝的能力。（3）经济实用原则经济实用也是系统设设计的一项重要原则，这就要求不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护既方便又低成本。33（4）适应发展原则控制

7、系统的要求也一定会不断的在提高和完善。在控制系统设计时，要考虑今后的发展和完善，这就是要求选择的PLC机型和输入/输出模块要能适应发展的需要，要适当留有发展余量。1.4方案论证方案一：在剪板机刀口后面安装一个接近开关，当钢板经过夹送辊，通过刀口到达预定位置，接近开关检测到钢板头已经到达就启动刹车系统停车，并发送信号给PLC，PLC发送信号启动冲压系统将钢板剪切。改变接近开关距离刀口的长度就能够方便改变要剪切钢板的尺寸。此方案的好处是原理简单，安装和维护方便