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1、l 摘要摘要 切纸机是当今应用较广泛的裁切机械，在一系列的纸类和非纸类加工领域都有着广 泛的应用，是一种通用设备。随着微电子技术和计算机技术的进步，可编程控制器有了 突飞猛进的发展，在工业领域中的应用愈加广泛。PLC 作为控制器对电气控制系统的改 造也越来越普及。其主要部分是对切纸机的典型执行元件步进电机的控制。在本设计中 以可编程控制器为中心，取代原设计中的所有中间继电器，从而大大简化外围线路，使 切纸机的精确度明显提高。同时对切纸机的液压系统、气垫装置、红外光电保护做了简 单介绍。通过 PLC 改造，一方面简化了原有电气线路；另一方面使切纸机实现程序化控 制，功能更加完善，自动化程度更高。
2、 关键词关键词 切纸机；可编程控制器；步进电机 l Abstract The paper cutting machine now applies the more widespread dinking die machinery, it and the non- paper class processing domain all has the widespread application in a series of papers class .It is one kind of general purpose equipment. Along with the micro electron
3、 technology and the computer technology progress, the programmable controller had the development which progresses by leaps and bounds, is even more widespread in the industry domain application. PLC took the controller more and more is also prominent to the electricity control system transformation
4、. Its main part is to a paper cutting machine model functional element stepping motor control.In this design take the programmable controller as the center, in substitution original design all intermediate relays, thus greatly simplifies the periphery line, causes the paper cutting machine the preci
5、sion distinct enhancement. Meanwhile to the paper cutting machine hydraulic system, the air cushion installment, the infrared photoelectricity protection has made the simple introduction. Through PLC transformation, on the one hand simplified the original electrical line; On the other hand causes th
6、e paper cutting machine realization sequencing to control, function more perfect, the automaticity is higher. Keywords Paper cutting machine ; Programmable logic controller ; Stepping motor 目录 l 目录目录 摘要摘要I AbstractII 1 绪论绪论 .1 1.1 课题背景1 1.2 价值意义与发展现状2 1.3 本章小结4 2 PLC 改进切纸机的可行性改进切纸机的可行性 .5 2.1 切纸机的工作
7、原理5 2.2 切纸机的优化裁切7 2.3 本章小结11 3 PLC 的介绍及选型的介绍及选型 .12 3.1 可编程控制器简介12 3.1.1 可编程控制器的特点.12 3.1.2 可编程控制器的基本结构配置.13 3.2 可编程控制器的选择及介绍16 3.2.1 选择方法.16 3.2.2 PLC 的选择 .17 3.2.3 PLC 模块的安装 .19 3.2.4 电源的选择.19 3.3 本章小结20 4 程控切纸机的硬程控切纸机的硬(软软)件设计件设计.21 4.1 步进电机21 4.1.1 驱动器特性及其选择.22 4.1.2 步进电机工作原理.23 4.1.3 步进电机的应用.29
8、 4.1.4 PLC 对步进电机的控制 .31 4.2 液压系统32 4.2.1 切纸机液压系统的组成及工作原理.32 4.3 压纸自动阀34 4.3.1 气压传动的组成及工作原理.34 4.4 气垫装置36 4.4.1 执行装置.36 4.5 光电对射式光电传感器的选择及介绍37 4.5.1 光电保护装置.37 4.6 系统流程图38 4.7 本章小结41 目录 l 结论结论42 附录附录43 致谢致谢49 参考文献参考文献50 毕业论文（设计）用纸 l 1 绪论绪论 1.1 课题背景课题背景 在数字化网络化发展异常迅猛的今天，在纸业加工设备中切纸机械的发展格外引人 注目。切纸机是传统产品。
9、从机械式切纸机发展到磁带控制式切纸机，又发展到微机程 控彩色显示全图像操作，引导可视化处理及计算机辅助裁切，外部编程和编辑生产数据 的裁切系统，使生产准备时间更短裁切精度更高，劳动强度更低而操作更安全。切纸机 的这种飞速发展，令世人刮目相看。 切纸机是当今应用较广泛的裁切机械，它在一系列的纸类和非纸类加工领域都有着 广泛的应用，是一种通用设备。同时切纸机在印刷机械产品中也占有重要的地位，在印 刷机械产品家族中，切纸机在印刷企业中是必备设备之一。随着科技水平的提高，国外 先进切纸机的自动化水平很高，它是集机、光、电、液、气于一体的技术密集型机械， 它能存储极复杂的裁切程序，并具有广泛的编程性能，
10、多层次的人机对话系统，还可配 备完善的附加设备，极大的减轻了操作人员的劳动强度。利用可编程控制器控制推纸器， 使推纸器运行平稳、轻快，定位准确，噪声低，提高了裁切精度。工作台全部镀铬并附 带气垫，使工作台耐磨、不生锈，推纸轻快。采用液压压纸，压力大而恒定，使系统压 力的调节精度达到较满意的效果，提高了切纸机的裁切质量。在安全防护方面，有双手 连动保护按钮，红外线光电保护及内置式电子锁等安全防护装置，从而保障了操作人员 和设备的安全。彩色显示屏可显示各种数据具有故障诊断功能可进行人机对话，实现中 英文选择。 随着我国进入 WTO，国内切纸机市场将逐步开放，国产切纸机将不可避免的面临激 烈的竞争。
11、目前国产切纸机无论是在机械、电气，还是在液压等方面，其可靠性、稳定 性与国际上先进的切纸机相比，尚有一定的差距。为了企业的生存发展，现迫切需要抓 紧高档切纸机的研究开发，同时在提高普通切纸机的可靠性、稳定性上下功夫，以及研 发切纸机的新功能，提高产品质量，使其更具有竞争力，从而大大提高国产切纸机在国 毕业论文（设计）用纸 l 际上的竞争力。因此，为了改善原有的老式切纸机的性能，我们利用西门子 S7-200 系列 可编程控制器控制步进电机改造出新型的切纸机。使推纸器定位准确，精度可达 0.01 mm。并利用 PLC 控制液压压纸、气垫装置 ，提高了裁切质量和生产率。同时考虑了切纸 机裁切的安全问
12、题，设置了红外线光电保护等安全保护装置。这些技术使国产切纸机的 水平接近了国外产品的技术性能，以满足市场需求，提高了产品质量，使其更具有竞争 力。 1.2 价值意义与发展现状价值意义与发展现状 切纸机是一种纸张加工设备，主要用于造纸厂张纸的加工和印刷企业印刷品的整形 加工，蜂窝包装纸板产生以后，也要用到切纸机切制纸蜂窝芯。近年来，纸业发展强劲， 切纸机在这个领域有广阔的市场。另外，切纸机应用于非纸类加工，如 PS 版、皮革、硬 塑料等材料的裁切。切纸机是一种通用设备，应用范围极其广泛，在印刷业中，几乎每 个印刷企业都要配置切纸机，因此切纸机在印刷机械产品中占有重要的地位。在印刷机 械产品家族中
13、，年销售量最大的是小型平版印刷机，第二是切纸机，它在印刷企业中是 必备设备之一。切纸机是传统产品，从机械式切纸机发展到磁带控制式切纸机，又发展 到微机程控、彩色显示全图像操作，引导可视化处理及计算机辅助裁切外部编程和编辑 生产数据的裁切系统，使生产准备时间更短，裁切精度更高，劳动强度更低，而操作更 安全。切纸机的这种飞速发展，另世人刮目相看。 发展现状发展现状 1、国产切纸机的现状及发展 国内切纸机的需求量较大，生产厂家很多，其中上海申威达公司，长春印机厂和四 川中江利通公司生产的切纸机代表了国产切纸机的发展水平。总体来说，国产切纸 机已形成了品种、规格齐全的系列产品：即普通切纸机系列、数显切
14、纸机系列和程控切 纸机系列。规格有 650mm、760mm、920mm、1150mm、1300mm、1550mm。基本可以 满足各行业多层次的需求，特别是在造纸、印刷、包装等行业的裁纸需求。 国内制造切纸机的厂家约 34 家。主要企业有上海申威达、长春印机、四川中江、甘 毕业论文（设计）用纸 l 肃平凉普业、山东荷泽生建、浙江嘉路等切纸机厂。2001 年十家切纸机厂统计共销售切 纸机 2703 台，完成销售额 2.84 亿元；2002 年七家企业统计，共销售切纸机 2484 台，完 成销售额 2.18 亿元。主要切纸机规格有 420mm、580mm、650mm、760mm、780mm、920m
15、m、1150mm、1250mm、I300mm、13 70mm、1550mm、1660mm、1860mm、2200mm 等 14 种规格。 上海申威达的部分产品裁纸速度达到 40 次分，并且配备了送纸机、卸纸机、气垫工 作台、升降机，形成自动切纸生产线，该企业在国内，产品品种最全、规格范围最广、 出口也最多。四川中江的切纸机有九项国家专利，采用滚动丝杠和线性导轨，使堆纸器 动作准确，提高了切纸机速度。这两家企业和长春印机厂经过“九五”期间产品结构调整， 已经不再生产落后的机械式切纸机，将被液压式切纸机、程控切纸机、微机程控切纸机 取代。 切纸机裁切的安全装置也由一层保护到多层保护，如压纸器的防坠
16、落装置，双手连动 保护控纽、红外线光电保护和内置式电子锁等安全保护装置。这些技术使国产切纸机的 水平接近了国外产品的技术性能。要说差距主要表现在设备的稳定性、可靠性、成套性 方面和自动化程度相对比较低，切纸精度也是主要差距之一。另外，机械式切纸机的市 场还有相当规模。为此，需要在抓紧高档切纸机生产设计的同时，提高普通切纸机自身 设计的。在提高普通切纸机质量上下工夫，使之可靠性，稳定性好转。以适应日益增长 的市场需求，从而牢牢占领国内这个巨大市场。 2、国外切纸机的现状及发展 国际上以程控切纸机的开发研究作为设备计算机化的标志，而波拉公司的切纸机被 公认为是当今切纸机最高水平的代表。下面以波拉切纸机为例来介绍国外切纸机的现状 及发展。 波拉公司是 CIP3 的创始人之一。他开发了 COMPUCUT 软件系统。可将切纸的规格 数据传送至计算机，COMPUCUT 可编程，而且可以自动优化切纸程序，这一系统由模块 化组成，在 WINDOWS 下工作，可用于普通 PC 机。 Polar ED 切纸机是根据人体工程学原理设计的，所有机型均为模块设计，具有高分辨 毕业论文（设计）用纸 l 率的
