基于PLC的鋼板定長剪切控制系統(tǒng)設(shè)計 ……

大學(xué)畢業(yè)設(shè)計題目：基于PLC鋼板定長剪切系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：院系名稱：專業(yè)班級：機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師：2014年06月18日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級機械姓名下發(fā)日期2013-11-28題目基于PLC的鋼板定長剪切控制系統(tǒng)設(shè)計專題電氣控制主要內(nèi)容及要求內(nèi)容：(1)根據(jù)鋼板剪切結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)方案；(2)PLC的選用；(3)光電編碼器的選用；(4)控制系統(tǒng)原理圖設(shè)計；(7)根據(jù)橋鋼板定長剪切系統(tǒng)運行控制要求及系統(tǒng)PLC編程環(huán)境，設(shè)計系統(tǒng)軟件程序。要求：(1)在教師指導(dǎo)下，獨立完成設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)較強的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)能力；(2)收集相關(guān)的資料和闡述設(shè)計的思維；(3)熟悉系統(tǒng)整體設(shè)計，了解各部分性能。主要技術(shù)參數(shù)光電編碼器型號：EPC-755A每轉(zhuǎn)600個脈沖PlC：采用FX2N-32MR,共32點，16點輸入，16點輸出，主要組成模塊為CPU模塊、I/0擴展模塊、功能擴展模塊進度及完成日期4月01日--4月4月22日5月13日5月25日—6月6月06日—6月16日論文打印,完成答辯PPT,準備答辯。系主任簽字日期教研室主任簽字日期指導(dǎo)教師簽字日期指導(dǎo)教師評語在為期三個月的畢業(yè)設(shè)計中，該同學(xué)能在老師的嚴格要求下順利完成整個畢業(yè)設(shè)計工作和論文的撰寫。程序能正確的運行，界面安排合理，論文符合要求。在整個畢業(yè)設(shè)計的過程，態(tài)度端正，學(xué)習(xí)也比較認真，時間安排也很合理，能按時到實驗室，不存在無故早退或遲到的情況。能基本在每個階段完成相應(yīng)的任務(wù)，還能主動加班，做到時間上前緊后松。當然，在這其間也存在一些不足和需要提高的地方。例如，知識面不夠廣，處理問題和運用知識的能力還有待提高，不能積極主動的和老師交流工作的進程。希望該同學(xué)在以后的工作或?qū)W習(xí)中注意這些問題，爭取更大的提高和進步，取得更好的成績。指導(dǎo)教師:年月日指導(dǎo)教師:年月日畢業(yè)設(shè)計評閱意見表設(shè)計題目基于PLC的鋼板定長剪切控制系統(tǒng)設(shè)計評價項目評價標準（A級）滿分評分ABCDE文獻資料利用能力能獨立地利用多種方式查閱中外文獻；能正確翻譯外文資料；能正確有效地利用各種規(guī)范、設(shè)計手冊等。1010987≤6綜合運用能力研究方案設(shè)計合理；設(shè)計方法科學(xué)；技術(shù)線路先進可行；理論分析和計算正確；動手能力強；能獨立完成設(shè)計；能綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)和解決實際問題；研究結(jié)果客觀真實。2019－2017－1815－1613－14≤12設(shè)計質(zhì)量設(shè)計結(jié)構(gòu)嚴謹；邏輯性強；語言文字表準確流暢；格式、圖、表規(guī)范；有一定的學(xué)術(shù)水平或?qū)嶋H價值4037-4032-3628-3125-27≤24創(chuàng)新能力有較強的創(chuàng)新意識；所做工作有較大突破；設(shè)計有獨到見解151513-1411-1210≤9工作量工作量飽滿；圓滿完成了任務(wù)書所規(guī)定的各項任務(wù)。151513-1411-1210≤9總分是否同意將該設(shè)計提交答辯：是（）否（)具體評閱及修改意見：評閱人：年月日注：1.請按照A級標準，評出設(shè)計（論文）各項目的具體得分，并填寫在相應(yīng)項目的評分欄中；2.計算出總分。若總分<60分，“設(shè)計（論文）質(zhì)量”<24分，建議不能提交論文評閱乃至答辯。該設(shè)計（論文）須限期修改合格后重新申請答辯。3.評閱意見欄不夠可另附頁。答辯委員會評語評定成績周記說明書(或論文)圖紙答辯總評答辯委員會主席簽字日期（5%）（65%）（30%）百分制等級制摘要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)控制面臨著新的挑戰(zhàn)。PLC以其體積小、功能齊全、價格低廉和可靠性高等方面獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。PLC的使用大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。如何在PLC自動控制領(lǐng)域發(fā)揮PLC的優(yōu)勢是目前自動控制學(xué)科的重要課題之一。為實現(xiàn)鋼板定長剪切生產(chǎn)線的安全、高精度、可靠和高效的自動控制，全面分析了鋼板定長剪切生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)、工作原理及控制特點，提出了一種基于可編程控制器的鋼板定長剪切生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PLC（可編程控制器）為控制核心,采用光電編碼器測量鋼板長度，光電編輸出與轉(zhuǎn)速成一定關(guān)系的脈沖信號，通過PLC高速計數(shù)器記錄脈沖的個數(shù)用，間接測量出鋼板的長度，待鋼板長度達到在高速計數(shù)器中預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，主電動機制動且剪切機動作，即實現(xiàn)定長切割。關(guān)鍵詞：定長剪切,可編程控制器PLC,光電編碼器 ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,modernindustrialcontrolsystemismoreandmorecomplex,traditionalcontrolsciencefacesnewchallenges.PLCwithitssmallvolume,completefunctions,lowcostandhighreliabilityhasuniqueadvantages,wonawideapplicationinallfields.TheuseofPLCcontrolsystemcanbegreatlyimprovedthereliabilityandcontrollevel,fortheenterpriseprovidesamorereliableproductionsecurity.HowtoplaytotheadvantagesofPLCinthefieldofPLCautomaticcontrolisoneoftheimportanttopicsofcurrentautomaticcontrolsubjectsToachievethesecurityofthesteelplatefixedlengthshearingproductionline,highprecision,reliableandefficientautomaticcontrol,comprehensiveanalysisofthesteelplatefixedlengthshearingproductionlineofthestructure,workingprincipleandcontrolcharacteristics,thispaperproposesafixedlengthshearproductionlinebasedonprogrammablecontrollerPLCcontrolsystem.ThesystemwithPLC(programmablecontroller)ascontrolcore,steelplatelengthmeasurementbyphotoelectricencoder,photoelectricpulsesignaloutputandthespeedwithacertainrelationship,throughthePLChigh-speedcounterrecordsthenumberofthepulsewithindirectmeasurethelengthofthesteelplate,forsteelplatelengthreachesthepresetvalue,inthehighspeedcountermainmotorbrakeandshearpower,namelytherealizationoffixedlengthcutting.KEYWORDS：fixed-lengthcutting,PLCprogrammablecontroller,photoelectricencod目錄摘要 IABSTRACT II第1章緒論 11.1課題背景和目的意義 II車床車床主要是為了進行車外圓、車端面和鏜孔等項工作而設(shè)計的機床。車削很少在其他種類的機床上進行，而且任何一種其他機床都不能像車床那樣方便地進行車削加工。由于車床還可以用來鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次安裝中完成幾種加工。因此，在生產(chǎn)中使用的各種車床比任何其他種類的機床都多。車床的基本部件有：床身、主軸箱組件、尾座組件、溜板組件、絲杠和光杠。床身是車床的基礎(chǔ)件。它能常是由經(jīng)過充分正火或時效處理的灰鑄鐵或者球墨鐵制成。它是一個堅固的剛性框架，所有其他基本部件都安裝在床身上。通常在床身上有內(nèi)外兩組平行的導(dǎo)軌。有些制造廠對全部四條導(dǎo)軌都采用導(dǎo)軌尖朝上的三角形導(dǎo)軌（即山形導(dǎo)軌），而有的制造廠則在一組中或者兩組中都采用一個三角形導(dǎo)軌和一個矩形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌要經(jīng)過精密加工以保證其直線度精度。為了抵抗磨損和擦傷，大多數(shù)現(xiàn)代機床的導(dǎo)軌是經(jīng)過表面淬硬的，但是在操作時還應(yīng)該小心，以避免損傷導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的任何誤差，常常意味著整個機床的精度遭到破壞。主軸箱安裝在內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌的固定位置上，一般在床身的左端。它提供動力，并可使工件在各種速度下回轉(zhuǎn)。它基本上由一個安裝在精密軸承中的空心主軸和一系列變速齒輪(類似于卡車變速箱)所組成。通過變速齒輪，主軸可以在許多種轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)車床有8~12種轉(zhuǎn)速，一般按等比級數(shù)排列。而且在現(xiàn)代機床上只需扳動2~4個手柄，就能得到全部轉(zhuǎn)速。一種正在不斷增長的趨勢是通過電氣的或者機械的裝置進行無級變速。由于機床的精度在很大程度上取決于主軸，因此，主軸的結(jié)構(gòu)尺寸較大，通常安裝在預(yù)緊后的重型圓錐滾子軸承或球軸承中。主軸中有一個貫穿全長的通孔，長棒料可以通過該孔送料。主軸孔的大小是車床的一個重要尺寸，因此當工件必須通過主軸孔供料時，它確定了能夠加工的棒料毛坯的最大尺寸。尾座組件主要由三部分組成。底板與床身的內(nèi)側(cè)導(dǎo)軌配合，并可以在導(dǎo)軌上作縱向移動。底板上有一個可以使整個尾座組件夾緊在任意位置上的裝置。尾座體安裝在底板上，可以沿某種類型的鍵槽在底板上橫向移動，使尾座能與主軸箱中的主軸對正。尾座的第三個組成部分是尾座套筒。它是一個直徑通常大約在51~76mm（2~3英寸）之間的鋼制空心圓柱體。通過手輪和螺桿，尾座套筒可以在尾座體中縱向移入和移出幾個英寸。車床的規(guī)格用兩個尺寸表示。第一個稱為車床的床面上最大加工直徑。這是在車床上能夠旋轉(zhuǎn)的工件的最大直徑。它大約是兩頂尖連線與導(dǎo)軌上最近點之間距離的兩倍。第二個規(guī)格尺寸是兩頂尖之間的最大距離。車床床面上最大加工直徑表示在車床上能夠車削的最大工件直徑，而兩頂尖之間的最大距離則表示在兩個頂尖之間能夠安裝的工件的最大長度。普通車床是生產(chǎn)中最經(jīng)常使用的車床種類。它們是具有前面所敘的所有那些部件的重載機床，并且除了小刀架之外，全部刀具的運動都有機動進給。它們的規(guī)格通常是：車床床面上最大加工直徑為305~610mm（12~24英寸）；但是，床面上最大加工直徑達到1270mm（50英寸）和兩頂尖之間距離達到3658mm的車床也并不少見。這些車床大部分都有切屑盤和一個安裝在內(nèi)部的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。小型的普通車床—車床床面最大加工直徑一般不超過330mm（13英寸）--被設(shè)計成臺式車床，其床身安裝在工作臺或柜子上。雖然普通車床有很多用途，是很有用的機床，但是更換和調(diào)整刀具以及測量工件花費很多時間，所以它們不適合在大量生產(chǎn)中應(yīng)用。通常，它們的實際加工時間少于其總加工時間的30%。此外，需要技術(shù)熟練的工人來操作普通車床，這種工人的工資高而且很難雇到。然而，操作工人的大部分時間卻花費在簡單的重復(fù)調(diào)整和觀察切屑過程上。因此，為了減少或者完全不雇用這類熟練工人，六角車床、螺紋加工車床和其他類型的半自動和自動車床已經(jīng)很好地研制出來，并已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。2.數(shù)字控制先進制造技術(shù)中的一個基本的概念是數(shù)字控制（NC）。在數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)之前，所有的機床都是由人工操縱和控制的。在與人工控制的機床有關(guān)的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的問題。采用人工控制是，產(chǎn)品的質(zhì)量直接與操作者的技能有關(guān)。數(shù)字控制代表了從人工控制機床走出來的第一步。數(shù)字控制意味著采用預(yù)先錄制的、存儲的符號指令來控制機床和其他制造系統(tǒng)。一個數(shù)控技師的工作不是去操縱機床，而是編寫能夠發(fā)出機床操縱指令的程序。對于一臺數(shù)控機床，其上必須安有一個被稱為閱讀機的界面裝置，用來接受和解譯出編程指令。發(fā)展數(shù)控技術(shù)是為了克服人類操作者的局限性，而且它確實完成了這項工作。數(shù)字控制的機器比人工操縱的機器精度更高、生產(chǎn)出零件的一致性更好、生產(chǎn)速度更快、而且長期的工藝裝備成本更低。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了制造工藝中其他幾項新發(fā)明的產(chǎn)生：電火花加工技術(shù)、激光切割、電子束焊接數(shù)字控制還使得機床比它們采用有人工操的前輩們的用途更為廣泛。一臺數(shù)控機床可以自動生產(chǎn)很多類的零件，每一個零件都可以有不同的和復(fù)雜的加工過程。數(shù)控可以使生產(chǎn)廠家承擔(dān)那些對于采用人工控制的機床和工藝來說，在經(jīng)濟上是不劃算的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)。同許多先進技術(shù)一樣，數(shù)控誕生于麻省理工學(xué)院的實驗室中。數(shù)控這個概念是50年代初在美國空軍的資助下提出來的。在其最初的價段，數(shù)控機床可以經(jīng)濟和有效地進行直線切割。然而，曲線軌跡成為機床加工的一個問題，在編程時應(yīng)該采用一系列的水平與豎直的臺階來生成曲線。構(gòu)成臺階的每一個線段越短，曲線就越光滑。臺階中的每一個線段都必須經(jīng)過計算。在這個問題促使下，于1959年誕生了自動編程工具（APT）語言。這是一個專門適用于數(shù)控的編程語言，使用類似于英語的語句來定義零件的幾何形狀，描述切削刀具的形狀和規(guī)定必要的運動。APT語言的研究和發(fā)展是在數(shù)控技術(shù)進一步發(fā)展過程中的一大進步。最初的數(shù)控系統(tǒng)下今天應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)是有很大差別的。在那時的機床中，只有硬線邏輯電路。指令程序?qū)懺诖┛准垘希ㄋ髞肀凰芰蠋〈?，采用帶閱讀機將寫在紙帶或磁帶上的指令給機器翻譯出來。所有這些共同構(gòu)成了機床數(shù)字控制方面的巨大進步。然而，在數(shù)控發(fā)展的這個階段中還存在著許多問題。一個主要問題是穿孔紙帶的易損壞性。在機械加工過程中，載有編程指令信息的紙帶斷裂和被撕壞是常見的事情。在機床上每加工一個零件，都需要將載有編程指令的紙帶放入閱讀機中重新運行一次。因此，這個問題變得很嚴重。如果需要制造100個某種零件，則應(yīng)該將紙帶分別通過閱讀機100次。易損壞的紙帶顯然不能承受嚴配的車間環(huán)境和這種重復(fù)使用。這就導(dǎo)致了一種專門的塑料磁帶的研制。在紙帶上通過采用一系列的小孔來載有編程指令，而在塑料帶上通過采用一系列的磁點瞇載有編程指令。塑料帶的強度比紙帶的強度要高很多，這就可以解決常見的撕壞和斷裂問題。然而，它仍然存在著兩個問題。其中最重要的一個問題是，對輸入到帶中指令進行修改是非常困難的，或者是根本不可能的。即使對指令程序進行最微小的調(diào)整，也必須中斷加工，制作一條新帶。而且?guī)ㄟ^閱讀機的次數(shù)還必須與需要加工的零件的個數(shù)相同。幸運的是，計算機技術(shù)的實際應(yīng)用很快解決了數(shù)控技術(shù)中與穿孔紙帶和塑料帶有關(guān)的問題。在形成了直接數(shù)字控制（DNC）這個概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問題。在直接數(shù)字控制中，幾臺機床通過數(shù)據(jù)傳輸線路聯(lián)接到一臺主計算機上。操縱這些機床所需要的程序都存儲在這臺主計算機中。當需要時，通過數(shù)據(jù)傳輸線路提供給每臺機床。直接數(shù)字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎(chǔ)上的一大進步。然而，它敢有著同其他信賴于主計算機技術(shù)一樣的局限性。當主計算機出現(xiàn)故障時，由其控制的所有機床都將停止工作。這個問題促使了計算機數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生。微處理器的發(fā)展為可編程邏輯控制器和微型計算機的發(fā)展做好了準備。這兩種技術(shù)為計算機數(shù)控（CNC）的發(fā)打下了基礎(chǔ)。采用CNC技術(shù)后，每臺機床上都有一個可編程邏輯控制器或者微機對其進行數(shù)字控制。這可以使得程序被輸入和存儲在每臺機床內(nèi)部。它還可以在機床以外編制程序，并將其下載到每臺機床中。計算機數(shù)控解決了主計算機發(fā)生故障所帶來的問題，但是它產(chǎn)生了另一個被稱為數(shù)據(jù)管理的問題。同一個程序可能要分別裝入十個相互之間沒有通訊聯(lián)系的微機中。這個問題目前正在解決之中，它是通過采用局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將各個微機聯(lián)接起來，以得于更好地進行數(shù)據(jù)管理。3.車削加工普通車床作為最早的金屬切削機床的一種，目前仍然有許多有用的和為人要的特性和為人們所需的特性?，F(xiàn)在，這些機床主要用在規(guī)模較小的工廠中，進行小批量的生產(chǎn)，而不是進行大批量的