plc在纸板加工厂纸板堆放系统中的应用毕业设计(编辑修改稿)

plc在纸板加工厂纸板堆放系统中的应用毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

状况，1968 年，美国通用汽车公司对外公开招标，要求用新的电气控制装置取代继电器控制系统，以便适应迅速改变生产程序的要求。 该公司为新的控制系统提出 10项指标： 1) 编程方便，可现场修改程序； 2) 维修方便，采用插件式结构； 3) 可靠性高于继电器控制装置； 4) 体积小于继电器控制盘； 5) 数据可直接送入管理计算机； 6) 成本可与继电器控制盘竞争； 7) 输入可为 市电； 8) 输出可为市电，容量要求在 2A以上，可直接驱动接触器等； 9) 扩展时原系统改变最少； 10) 用户存储器大于 4KB。 这 10项指标实际上就是现在可编程控制器的最基本功能。 其核心要求可归结为 4点： 1) 用计算机代替继电器控制盘； 2) 用程序代替硬接线； 3) 输入、输出电平可与外部装置直接相连； 4) 结构易于扩展。 可编程控制器是以微处理器为核心，把电气传动和逻辑控制、自动测量和调节、数据计算和处理有机地结合起来，具有丰富的软件资源的现代化工业自动化控制器。 经过 40 多年的发展，现在可编程控制器已经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的 工业控制微型计算机。 在可编程控制器中，充分应用了大规模集成电路技术、微电子技术及通信技术，迅速地从早期的逻辑控制发展到进入位置控制、过程控制等领域。 用可编程控制器已经可以构成包括逻辑控制、过程控制、数据采集、图形工作站等的综合控制系统。 9 可编程控制器的应用现状 可编程控制器是“专为工业环境下应用而设计的” 工业控制计算机，由于其具有很强的抗干扰能力，很高的可靠性，能在恶劣环境下工作的大量的 I/O接口，因此，伴随着新产品、新技术的不断涌现，始终保持着旺盛的市场生命力。 可编程控制器的出现，除了取代传统的继电器 控制外，正在逐步占领 DCS和 PID市场份额。 国际市场：当今世界的 PLC生产厂家约 200家，生产 400多种 PLC。 全球最大的 5家PLC制造商，德国 SIEMENS公司、美国 AB公司、 SCHNEIDER公司、日本 MITSUBISHI公司、 OMRON公司约占全球市场销售额的 67%。 我国对可编程控制器的研制始于 1974 年，目前全国有几十个生产厂家，但产品多为 128个开关量 I/O点以下的小机型。 国内市场几乎被国外的 PLC产品占领。 可编程控制器 的发展趋势 近年来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展 ， PLC的结构和功能不断改进，应用范围迅速扩大。 目前， PLC主要有以下发展趋势： 1) 高速度、大存储量方向发展。 为提高处理能力，要求 PLC具有更好的响应速度和更大的 存储容量。 目前大中型 PLC的速度可达。 各大公司都把 PLC的扫描速度作为一个很重要的指标。 2) 多品种方向发展。 目前中小型 PLC比较普遍，超小型 PLC的需求日趋增多。 为适应市场的多种需要，今后 PLC发展要向多品种方向，特别是向超大型和超小型两个方向发展。 据统计，小型 PLC的特点是价格低廉、经济可靠， 适用于设备的单机控制，便于“机电仪”一 体化。 随着应用范围的不断扩大和网络及其他功能的不断增强，从控制能力上，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品配套能力上，生产出了各种人机界面单元、通信单元， 促 进了大型及超大型 PLC的发展。 3) 编程语言多样化。 PLC系统结构不断发展的同时，编程软件也在不断发展。 编程语言朝着多种编程语言的方向发展。 尽管大多数 PLC采用继电器梯形图语言（ LAD），但是新的编程语言还是不断涌现，现在有部分 PLC已采用高级语言（如 BASIC、 C及汇编语言等）。 4) 发展智能模块。 智能模块是以微 处理器为基础的功能部件。 它可以与 PLC的主 CPU并行工作，占用主 CPU的时间很少， 有利于提高 PLC的扫描速度。 发展智能模块可进一步提高 PLC处理信息的能力和控制功能。 10 2 吸吊机 总体设计 方案 所设计的吸吊机是一个典型的机电一体化系统。 所谓的机电一体化系统是指在系统的主功能、信息处理功能和控制功能等方面引进了电子技术，并把机械装置、执行部件、计算机等电子设备以及软件等有机结合而构成的系统，即机械、执行、信息处理、接口和软件等部分在电子技术的支配下，以系统的观点进行组合而形成的一种新型机械系统。 机电一体化系统由机械系统（机构）、电子信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器） 、执行元件系统（电机）等五大子系统组成。 其五种内部功能及主功能、动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。 机电一体化系统的一大特点是由于机电一体化系统的微电子装置取代了人对机械的绝大部分的控制功能，并加以延伸和扩大，克服了人体能力的不足和弱点。 另一大特点是节省能源和材料消耗。 其主要特征是自动化控制。 带传动 带传动是在两个或多个带轮之间用带作为 挠 性拉 曳 元件的一种摩擦传动。 带呈环形，并以一定的拉力（ 称为张紧力） F0套在一对带轮上，使带和带轮相互压紧。 带传动不工作时，带两边的拉力相等，均为 F0；工作时，由于带与轮面间的摩擦力使其一边拉力加大到 F1，称为紧边拉力，另一边拉力减小到 F2，称为松边拉力。 两者之差 F=F1F2 即为有效拉力，它等于沿带轮的接触弧上摩擦力的总和。 在一定条件下， 摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过极限值，带就在轮面上打滑，传动不能正常工作。 带动平移滑块左右移动的笼型异步电动机接线图如图 ： 11 图 电机正反转接线图 气动系统组成 气动系统主要由以下四种装置组成： 1) 气源装置。 气源装置即压缩空气的发生装置，其主体部分是空气压缩机（简称空压机）。 它将原动机（电动机）的机械能转换为空气的压力能并经净化设备净化，为各类气动设备提供洁净的压缩空气。 2) 执行机构。 执行机构是系统的能量输出装置，如气缸和气缸马达，它们将气体压力能转换为机械能， 并输出到工作机构上去。 3) 控制元件。 即用以控制调节压缩空气的压力、流量、流动方向以及系统执行机构的工作程序的元件，如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑元件等。 4) 辅助元件。 系统中除上述三类元件外，其余元件称辅 助元件，如各种过滤器、油雾器、消声器、散热器、传感器、放大器及管件等。 它们对保持系统可靠、稳定和持久地工作起十分重要的作用。 实现上下移动的 气缸简图如 图 ： 12 图 气缸简图 气动回路 1) 气源处理装置。 该装置由气水分离器、减压器、油雾器组成。 气水分离器将压缩空气中的赃物和水分滤出，由减压阀把空气压力降到预定压力，然后供给电磁阀和气缸。 油雾器中的润滑油由压缩空气顺空气流动方向带到需润滑的电磁阀和气缸。 减压阀带有压力表，调整空气压力可 由压力表直接读出。 2) 气路的基本回路。 一个气动系统不管有多复杂，它总不外是由一些基本回路组成的。 所谓基本回路就是由一些气压元件组合起来完成特定功能的气路结构。 气路系统由基本回路构成，基本回路由电磁阀、气缸、管路、调速器、消音器等组成。 电磁阀控制气体通断及执行机构还乡。 气缸是执行机构的基本元件，承担负载、输出力及转矩。 调速器用来调节气缸的运动速度，以满足负载的不同速度要求。 消音器用来排除排气噪声，保护环境。 3) 升降 装置。 带动物体升降运动。 该装置在往返行程上装有一个气垫装置，该气缸在向上（ 或向下）运动时，以高速移动，在接近行程终点附近某一点关闭阀门，使压缩空气只能经过另一个 狭窄 的通道而限速，气缸移动速度便慢下来，然后停住，其运动速度及减慢下来速度均由调速器调节，只要不产生振动即可。 前后两阀门的开关控制 由配置在升降装置上的霍尔开关控制。 真空系统 真空系统由真空泵、真空电磁阀、真空检测器、真空管路等组成。 它是吸吊机的组要组成部分之一，13 其主要功能是为吸板及放板等动作提供真空压力。 真空泵是真空系统的心脏，提供真空能源；真空电磁阀承担真空线路的 通断；真空检测器承担检测真空压力，并发出放板信号。 吸盘是一种用来抓取和握持工件的末端执行器，吸吊机用它来夹持、移动或放置工件。 属于无指夹持工件，其夹持方式为真空吸附式。 由于吸盘的结构形式即采用橡胶制造，因此容许吸附作业具有一定的柔顺性。 这样，即使工件有一定的尺寸偏差和位置偏差也能被吸附和脱开。 用吸盘吸持工件时，在吸附面上有拉力、剪切力、力矩或这些力的组合。 为了评定握持机构对这些力的承担极限，需通过测试，做出对吸附手的各特性的评价。 吸放纸板的 吸盘简图如下 图 ： 图 吸 盘简图 14 3 吸吊机 PLC 控制系统设计 所谓自动控制系统，就是在没有人直接参与的情况下， 使生产过程或被控对象的某些物理量准确。