.机电控制与可编程控制器技术课程设计说明书题目：泡沫塑料自动切边机设计专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：班级：指导教师：设计地点：设计时间：.泡沫塑料切片机控制原理切片机的控制要求(1) 原理图切片机控制系统原理， 如图 2-1 所示，切割厚度由 4 位拨盘开关设定输入， 范围为 000.0 199.9mm。在刀架电机的转轴上装有调速齿轮，沿圆周均匀开5 个槽， 使用二线制接近开关，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，接近开关发出10个脉冲，根据设定的切割厚度可以简单的计算出PC应计的脉冲个数。 电机轴转速为10 转 / 秒，PC的计数频率应达到50HZ，因此，采用 CPM2A的单相高速计数功能，它的计数频率可达5KHZ。带CPM2A锯操作指令输交磨输刀拨盘开关流台 面向后行程接台 面接向前近入开触落关调速齿轮图 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海绵，台面再后移至限位， 不断重复上述过程。台面的体积为长、宽、高分别为1 米、0.5 米 0.005 米的铁块。.上下刀架刀片滑套滑轮滑套左丝杠右丝杠泡沫塑料后前台面图 2-2 切片机工作原理示意图2.2 PLC 控制系统的功能如下 ：（ 1）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、台面的动作立即停止。（ 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，表示使用高速计数的加模式、软复位，在 DM0000 DM0003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目标值 1 低 4 位（在程序中计算设置）.DM0002目标值 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前到位图 2-3自动方式下的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给） ，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情况；FU1 FU3 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，便于维修人员的检修，又不影响系统的工作。KM1KM7 为交流接触器的常开主触头，通过程序对交流接触器线圈通断的控制从而达到对电机的控制。FR1 FR2 对各台电机起（过流、断相、短路、过载）保护作用，保证电路的正常工作。晶闸管直流调速装置主要控制直流电机M5的控制。.图 3-1切片机主电路PLC外部电路图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/O 端子的 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容量提高到最大的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），超出 PLC本身 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，所以本系统选用60 点 I/O 端子的 PLC。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，或一位十六进制数的0 F；四个拨盘开关分别用来设定百、十、个小数位数，利用每个拨盘开关的拨码盘调整各拨码开关的值；二极管对PC输入点进行扩展避免形成寄生电路，导致自动和手动输入相互干扰，造成混乱；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；KM5、KM6分别为 KM5、KM6接触器辅助触头控制线圈KM5、KM6、 KM7的先后工作的顺序；KM3、KM4分别为 KM3、 KM4接触器的辅助触头控制线圈KM3、KM4的先后工作顺序。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。I/O 分配表(1) 输入单元拨盘开关4个分别为小数位、个位、十位、百位接近开关 SW1个选择开关 S11个磨刀开关 S22个按钮 SB0 SB910个限位开关 ST1ST4 4个(2) 输出单元交流接触器线圈KM1 KM7 7个输入点 23 个，输出点7 个，为考虑到以后对系统的扩展，在 PLC选型号时须留有15%20%的备用点，所以选用60 点 I/O端子的 PLC。(I/O分配表见表 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。其中公用程序完成对带锯电机、磨刀电机、台面刹车的控制。手动或自动的工作状态由20002 表示，当 20002为“ 0”时表示手动状态，为“1”时表示自动状态。1 公用程序设计程序图 5-1 所示为公用程序, 主要完成对带锯电机、磨刀电机、台面刹车的控制。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01000.00001000020100000003010000100101003010040100200011JMP（04）00图 5-1 公用程序线圈得电电机运行工作并自锁，01000 辅助常开触点闭合，同时台面刹车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，JMP（ 04） 00 跳转指令执行，执行手动控制程序。2 手动程序的设计ANDW指令ANDW（34）为字逻辑与运算指令，I1 是输入数据1，其范围是： IR 、SR、HR、AR、LR、TC、 DM、 *DM、 #。 I2是输入数据2 其范围是： IR 、SR、 HR、 AR、LR、 TC、DM、 *DM、#。 R是结果通道，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，并把结果存入通道R 中。对标志位的影响：当间接寻址 DM不存在 25503 为 ON；当结果