全自动纸管打捆机PLC控制系统设计.docVIP

1 概述 很长时间以来，人们一直使用继电器来控制PLC的纸管打捆过程。继电器寿命高，可靠性强，灵敏度高，控制功率小，兼容性好温度特性和抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，PLC控制系统应运而生。 PLC有很多优势，它可靠性高，抗干扰能力强，灵活通用，方便设计人员编程。使用PLC可以避免传统控制的缺陷，节省大量的人力、物理和财力，因此提出了全自动纸管打捆机PLC控制系统的课题。 可编程序控制器(PLC)是一种以计算机（微处理器）为核心的通用工业控制装置，目前已被广泛的应用于工业生产的各个领域。早期的可编程序控制器只能进行开关量的逻辑控制，现代可编程序控制器采用微处理器（Microprocessor）作为中央处理单元，其功能大大增强，它不仅具有逻辑控制功能，还具有过程控制、运动控制和通信联网的功能。 在继电器控制系统中，使用的控制器件是大量的继电器，整个系统是根据设计好的电器控制图，由人工通过布线、焊接、固定等手段组装完成，其过程费时费力。而PLC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的，如果控制功能需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少的接线即可。而且，同一台PLC还可以用于不同的控制对象，改变软件就可以实现不同的控制要求，因此具有喊打的灵活性，通用性。PLC控制设计的要求设计如下： PLC投入运行，系统处于状态，准备好启动。启动时开始。停止开始。。。若未完成（1）根据控制要求，制定合理的设计方案绘制主电路原理图；（2）绘制系统流程图；（3）模拟调试（4）PLC I/O点分配，并绘制I/O接线图；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）课程设计的心得，整理技术资料。PLC控制全自动纸管打捆机的所有打捆过程。对西门子S7-300系列PLC进行编程，对打捆机各个过程的开关和电磁阀等实行控制，最终达到全自动打捆的目的。根据过程和设计要求，首先规划出打捆机元件的总体设计。PLC的控制系统框图如图1-2。 图1-2 系统控制框图 1．3 控制系统对应设备及功能 根据控制过程中的送带、抓带、收带、拉紧、咬扣和切带、复位和报警等控制要求，对控制所需的开关及继电器初步统计如下表1-1 表1-1对应设备及功能表 对应的外部设备 对应的输出设备 启动按扭 捆带分配器电磁铁 送抽带电磁铁 停止按扭 托板打开行程开关 托板打开电磁铁 送带到位行程开关 预卡紧电磁铁 机头摆动电磁铁 卡扣锁死行程开关 卡扣锁死电磁铁 卡抓返回电磁铁 卡扣用完行程开关 报警器 机头摆动到位行程开关 抽带变速电磁铁 机头复位行程开关 机头复位电磁铁 压力继电器 高速送抽带行程开关 高速送抽带电磁铁 托板复位行程开关 托板复位电磁铁 卡扣推出电磁铁 推板返回行程开关 推板返回电磁铁 1．4 控制系统原理 全自动纸管机的送带、抓带、收带、拉紧、咬扣和切带是由各动作的行程开关和各动作的电磁铁配合控制的，从而达到自动控制的目的。启动按钮控制纸管打捆机的捆带分配器及马达，启动后，高速送抽带电磁铁动作，把PETP带送到指定位置，然后延时，触动送带到位行程开关，预卡紧电磁铁动作，使带预紧。延时，触动托板打开行程开关，托板打开电磁铁动作使托板打开，延时，抽带电磁铁动作进行抽带，然后机头进行摆动，触动摆动到位行程开关进行抽带处理，延时，触动卡扣锁死行程开关，卡扣锁死电磁铁动作，卡扣锁死，之后卡抓返回，打捆机准备高速送带。如果卡扣用完了则触动卡扣用完行程开关，卡扣用完电磁铁动作使报警器报警。最后进行机头复位，托板复位，卡扣推出，推板返回。准备下一次启动 2 硬件电路的选择 2.1 PLC的选择 2.1.1 I/O点数统计 I/O点数选择是否合理，首先，可以满足系统的控制要求，又可以使系统成本降低。PLC的I/O总点数和种类应根据系统中被控制的程序所需的模拟量、开关量、I/O设备来确定，通常情况下一个I/O元件需要占用一个I/O点。考虑到程序设计过程中的调整和扩充，还要在估计的总点数上加上20%—30%的备用量。本次设计的系统程序共有12个数字输入点14个数字输出点，具体的I/O点数统计见表2-1. 表2-1 I/O点数统计表 对应的外部设备 对应的输出设备 启动按扭 捆带分配器电磁铁 送抽带电磁铁 停止按扭 托板打开行程开关 托板打开电磁铁 送带到位行程开关 预卡紧电磁铁 机头摆动电磁铁 卡扣锁死行程开关 卡扣锁死电磁铁 卡抓返回电磁铁 卡扣用完行程开关 报警器 机头摆动到位行程开关 抽带变速电磁铁 机头复位行程开关 机头复位电磁铁 压力继电器 高速送抽带行程开关 高速送抽带电磁铁 托板复位行程开关 托板复位电磁铁 卡扣推出电磁铁 推板返回行程开关 推板返回电磁铁 2.1.2 I/O存储器容量