板材切割自动化控制系统论文 2012-5-10.docVIP

目 录 1 板材切割自动化控制系统的概述 1 1.1板材切割自动化控制系统的发展历程 1 1.2板材切割自动化控制系统分类及基本工作流程 1 2 PLC的简介 3 2.1 PLC的发展历程 3 2.2 PLC的组成部分及作用 - 5 - 2.3 PLC的特点 - 6 - 2.4 PLC的应用范围 - 6 - 3 金属板材切割系统总体设计 - 8 - 3.1 金属板材切割系统设计总体思路 - 8 - 3.2 板材切割系统的机械结构 - 8 - 3.3 金属板材切割系统工作原理 - 9 - 3.4 板材切割系统的功能 - 10 - 3.4.1检测输入信号 - 10 - 3.4.2控制输出信号 - 11 - 4 硬件系统配置及PLC选型 - 12 - 4.1硬件构成简述 - 12 - 4.2 PLC选型 - 12 - 4.3 PLC的I/O资源分配 - 13 - 4.3.1 输入部分 - 13 - 4.3.2 输出部分 - 14 - 4.4 其他方面资源配置 - 15 - 4.4.1 限位开关 - 15 - 4.4.2 电磁阀 - 16 - 4.4.3 接触器 - 16 - 4.4.4 人机界面 - 16 - 4.4.5 各类按钮 - 17 - 5 软件系统设计 - 18 - 5.1 总体流程设计 - 18 - 5.1.1 手动控制模式 - 18 - 5.1.2 自动控制模式 - 19 - 5.2 各个模块梯形图设计 - 20 - 5.2.1 手动程序 - 21 - 5.2.2 自动程序 - 22 - 5.2.3 调用子程序 - 25 - 总 结 - 29 - 参 考 文 献 - 30 - 致 谢 - 31 - 摘 要 目前很多生产单位依然采用人工手动操作，不仅步骤繁多，而且需要熟练的技巧和丰富的经验，同时在实际的工业生产环境中，由于在切割时产生大量粉尘，噪声等因素，使得工业现场环境十分恶劣，工人的身体产生坏的影响。同时各种不同的材料，因为工作人员的熟悉程度。容易造成产品质量不稳定。本文介绍了板材切割自动化控制系统的分类及基本工作流程，简单介绍了PLC有关情况，板材切割自动化控制系统的总体方案，具体详细地说明了它的软件和硬件设计。同时也分析了PLC对板材切割过程的控制方法，本控制系统涉及的主要硬件是S7-200 PLC、限位开关、电磁阀、接触器等 关键词：PLC、板材切割自动化控制系统、电磁阀、接触器 1 板材切割自动化控制系统的概述 1.1板材切割自动化控制系统的发展历程 液压控制系统，该系统结构复杂、制造要求高，使用此类设备需要增设油泵站，增加占地面积和噪声，但是中国在液压方面的原件制造工艺及质量方面的原因，对于某些控制要求无法达到，因此需要进口国外设备，使得该类设备在维护方面有部分困难。 采用单片机控制系统，其核心处理器为单片机，此类控制系统多为用户自行设计，在可靠性方面无法与成熟的产品相比，而在工厂的实际生产环境中，用电设备较多而且功率较大频繁的启停控制容易造成电网电压波动，同时电磁干扰也对单片机控制系统的性能有较大的影响，容易产生程序跑飞等现象。 基于计算机控制系统，硬件结构方面总线标准化程度高，软件资源特别丰富，可支持实时操作系统，具有快速、实时性强、可进行复杂处理的优点，但对环境有一定的要求，要在干扰小，具有一定温度和湿度的环境下使用。在复杂的生产环境下，粉尘和电磁干扰会影响计算机的控制性能。使用可编程控制器的控制系统，适用于工业现场环境恶劣，干扰较多的场合，同时编程易学简单，利于推广，最重要的是其安装方便、设计简单，如果需要改变控制逻辑或增加控制功能时，只需改变程序即可，对硬件连线改动较少，便于进行技术改造。采用PLC作为控制器具有运行速度快、调试时间周期短、维护简单和较高的可靠性。 1.2板材切割自动化控制系统分类及基本工作流程 根据切割材料不同，板材切割系统主要分为两个方面，一个是金属切割方面，另一个是石板切割方面。但其主要工作流程大体是相同的，都包含：工件传输、到位检测、切割机启动准备、切割过程启动、工件处理等过程。本设计主要关于金属切割方面。金属板材切割示意图如图1-1所示 图1-1 金属板材切割系统示意图 2 PLC的简介 2.1 PLC的发展历程 早期的PLC(60年代末—70年代中期) 第一阶段：开发的PLC容量较小，I/O点数小于120点。用户存储区容量在2KB左右，扫描速度为20~50ms/KB，指令较为简单，只有逻辑运算、计时、计数等，编程语言采用简单的语句表语言。使用上，主要用来作开关量控制。 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。 中期的PLC