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1、江苏城市职业学院毕业设计江苏城市职业学院毕业设计说明书（ 2013 届 ）设计（论文）题目 泡沫塑料切片机自动化设计 办 学 点 （系） 连云港 （信息工程系） 专 业 机电一体化 班级 08机电（五） 学号 0839010317 学生姓名 朱 义 基 指导教师 徐 渠 职称 讲师 2013年1月7日江苏城市职业学院教务处制 【内容摘要】随着科学技术的发展，泡沫塑料切片机在现在加工行业中应用越1717来越广泛。本文是介绍可编程序控制器泡沫塑料切片机的结构及工作原理上，设计了一个关于PLC控制的泡沫塑料自动切片加工控制器。主要设计自动切片控制器的硬件电路图、控制程序方框图，并对一些相关的元器件及
2、PLC进行了选型分析和设计。这次所设计的泡沫塑料自动切片机主要操作对象是工业中的塑料泡沫，采用的是自动化控制技术，从生产而言，基本上实现了泡沫塑料切片机在生产过程中的自动化。与以前手工切片机相比在效率上有明显的提高.【关键词】泡沫塑料；自动控制；切片；可编程控制器； 目录引 言11. 泡沫塑料自动切片机设计简介2 1.1 设计目的2 1.2 主要内容及要求22. PLC概述3 2.1 可编程控制器的定义3 2.2 PLC的国内外状况4 2.3 当代PLC技术的发展要求6 2.4 可编程控制器的分类及特点6 2.4.1 分类6 2.4.2 特点7 2.5 可编程控制器的应用7 2.6 PLC控制
3、系统的分类83. PLC泡沫塑料切片机控制系统的设计8 3.1 PLC泡沫塑料切片机控制系统的组成8 3.2 泡沫塑料切片机工作原理8 3.3 PLC控制系统的功能如下104硬件设计11 4.1 PLC选型12 4.2 PLC外部接线图12 4.3 参数计算及器件选型145软件设计16 5.1 公用程序设计16 5.2 自动程序设计17结论22参考文献23致谢24引 言切片机主要用于半导体材料硅、锗、玻璃、陶瓷、铌酸锂等脆硬材料的切割。在80年代初，泡沫塑料加工行业是在西德引进了数10台W12型的切片机，用于泡沫胚料的平面切割。它可以根据用户所要求将胚料切割成3mm至几百毫米的成品，切割后的产
4、品主要用在包装、家具、机械、电子和医药等行业。随着科学技术的发展，可编程控制器从无到有，在工业控制中的应用越来越广泛，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键；功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。由可编程控制器控制的切片机在工业中也应用极广，切片机可以把大小，形状各异的同一物品切成厚度一定。我所设计的
5、泡沫塑料自动切片机主要操作对象是工业中所用的塑料泡沫，因为塑料泡沫在工业中有很的作用，而采用自动控制技术，提高设备稳定性和可维护性与以前手工切片相比在效率和切片厚度上有了很大的提高。1. 泡沫塑料自动切片机设计简介1.1 设计目的主要设计了一个关于PLC泡沫塑料自动切片机加工控制器。其重点设计了自动切片控制系统的硬件电路图、控制程序方框图，并对一些相关的元器件及PLC进行了选型分析和设计。从生产而言，基本上实现了泡沫塑料切片机在生产过程中的自动化。与以前手工切片机相比在效率上都明显的提高。1.2 主要内容及要求泡沫塑料切片机的功能是把泡沫塑料切成一片片一定的厚度塑料片。其工作原理如图21所示，
6、切片过程：先将泡沫块放在台面上，在切割开始时，使台面后移到限定的位置，接着刀架下移一定位置量并锁住，然后台面带动泡沫块一起前移到限定的位置，旋转的刀会随之切割出一片一定厚度的泡沫塑料片，台面再后移至限定的位置，同时刀架上移动到初始位置。不断重复上述过程。台面体积长、宽、高分别为1米、0.5米0.005米的铁块。图11切片机工作原理示意图2. PLC概述2.1 可编程控制器的定义 可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic C
7、ontroller）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。可编程控制器是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定
8、义： “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 2.2 PLC的国内外状况世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们
9、很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中
10、已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，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；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展
11、。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。我国工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十
12、年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。基于中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为3040亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为1520%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。 长期以来，可编程控制器始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业
13、PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。2.3 当代PLC技术的发展要求发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。 当代PLC技术的发展动向，美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件，这十大条件是：1. 编程方便，可在现场修改程序；2. 维修方便，最好是插件式；3. 可靠性高于继电器控制柜；4. 体积小于继电器控制柜；5. 可将数据直接送入管理计算机；6. 在成本上可与继电器控制竞争；7. 输入可以是交流115V；8. 输
14、出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀；9. 在扩展时，原有系统只要很小变更；10. 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。接着美国MODICON公司也研制出084控制，从此，这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。进入20世纪70年代，随着微电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器就不在不局限于当初的逻辑运算了，功能得到更进一步增强。进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。2.4 可编程控制器的分类及特点 2.4.1 分类 （）根据结构形式分 整体式（箱体式）机架模块式（2)按功能分类低档PLC中档PLC高档PLC（3）按点数及存储器容量分为 小型C 中型 大型 2.4.2 特点 （1
