魏穎 沈陽工學院
基于PLC的紙板切割控制系統(tǒng)的設計
魏穎 沈陽工學院
本系統(tǒng)由歐姆龍CP1H型PLC作為控制核心,構建一個紙板切割控制系統(tǒng)。在CX-Programmer軟件中對程序進行編譯,然后將程序下載到PLC中,并通過組態(tài)王軟件將實時數(shù)據(jù)回傳。基于PLC的紙板切割控制系統(tǒng)可明顯提高紙板切割機的自動化程度,最重要的是可以減少生產過程中對人體的傷害和實現(xiàn)對資源的節(jié)約。
歐姆龍PLC 組態(tài)王軟件 CX-Programmer
在硬件設計方面,我們通過采用歐姆龍CP1H系列可編程控制器來對系統(tǒng)中的繼電器、撥盤開關、電機、傳感器以及其他的一系列電氣元件進行控制,從而保證整個系統(tǒng)的正常運行。
紙板切割控制系統(tǒng)的硬件設計,切割厚度由4位撥盤開關設定輸入,范圍為000.0~199.9mm。在刀架電機的傳動軸上裝有測速齒輪,沿圓周均勻開5個槽,使用二線制接近開關,傳動軸每轉1圈,向PLC發(fā)出5個計數(shù)脈沖,根據(jù)設定的切割厚度可以簡單的計算出PLC應計的脈沖個數(shù)。傳動軸轉速為10轉/秒,PC的計數(shù)頻率應達到50HZ,因此,采用CPM1A的單相高速計數(shù)功能,計數(shù)頻率可達5KHZ。
本次設計中我們將采用的是歐姆龍公司的CP1H系列的可編程控制器,采用歐姆龍公司的編程套件中可編程控制器編程軟件CXProgrammer仿真軟件對本系統(tǒng)軟件部分進行編程。
在基于PLC的紙板切割控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)的工作狀態(tài)為自動。循環(huán)任務的程序由公共程序、自動程序和手動程序三部分組成。其中公共程序對帶鋸電機、臺面和磨刀電機進行控制。我們在程序設計中采用20.02對表示自動狀態(tài)。在自動狀態(tài)的情況下,我們選用23.00~23.05這幾個內部的輔助繼電器用來作為工作步標記。
基于PLC的紙板切割控制系統(tǒng)的工作原理如下:
紙板放在待切割平臺上面,當開始進行切割的時候,使臺面后移,接著刀架降落到指定位置并制動閉鎖,然后臺面帶動紙板前移,此時刀片即完成一次切割動作,臺面再次后移,臺面在水平面上旋轉90°,臺面前移,刀片再次完成一次動作,臺面再后移,重復以上動作,即完成切割。切割系統(tǒng)工作原理,如圖1所示。

圖1 切割系統(tǒng)工作原理示意圖
CP1H控制系統(tǒng)硬件設計的關鍵部分是設計CP1H的外部電路,根據(jù)以上所選的CPU模塊型號、各擴展模塊的型號以及本機的I/O地址,給出I/O資源配置表如表1所示。

表1 切割控制系統(tǒng)I/O地址分配
PLC控制系統(tǒng)的功能如下:
按下自動啟動按鈕后,根據(jù)撥盤開關所設定厚度值,將進行自動切割。PLC控制系統(tǒng)過程,如圖2所示。

圖2 自動方式下工作流程
在通訊標準HostLink中,該標準支持PLC與組態(tài)王通過數(shù)據(jù)連接線進行實時通訊。在本次的設計中我們選擇的PLC的型號是CP1H-E40DR-A,如果想要實現(xiàn)二者之間通訊,則我們必須要先調試好CX-Programmer軟件和組態(tài)王軟件之間通訊協(xié)議,并且需要對一系列參數(shù)進行設定,還需要將地址準確無誤映射到組態(tài)王軟件的字典中。然后將程序下載到PLC,我們可以通過合適的數(shù)據(jù)傳輸線纜把實時的數(shù)據(jù)傳到組態(tài)王軟件中,實現(xiàn)控制。
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