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1、哈尔滨理工大学学士学位论文钢板开卷矫直剪切生产线控制系统设计摘要本文旨在从工厂的生产实际出发，以钢板开卷、矫直、剪切系统（以下简称KJJ系统）为例，将其电气的继电接触器系统改造成为可编程序控制系统，用OMRON公司的 C40P-CDR-A型可编程序控制器来实现。本系统针对原系统还普遍存在的操作和维护不方便、可靠性低、控制精度低、没有“防跑板”保护措施等主要技术问题进行开发设计，并综合利用了传感技术、控制技术以及计算机技术测量剪切宽度和位移，确保了系统的安全稳定运行，提高了系统的准确性和效益。充分利用可编程序控制器的特性，体现了可编程序控制系统的优越性。本文共分为五章，其中第二章主要介绍PLC的
2、结构特点及应用设计，以及PLC的发展历程。第三章主要介绍本文设计的内容，所需各种元器件的结构和工作原理。第四章详细说明了系统的硬件及软件设计。第五章主要分析系统的维护与检修工作。通过这次详细而认真地设计，为可编程控制系统在工业控制中的应用提供了理论和实践的依据，有一定的实用价值。关键词可编程序控制器；梯形图；继电器The system design of open align shear armor-plated product line controlAbstractThis paper aim at set out actually from production of factory ,
3、 open , align , shear the system ( abbreviated with rolls of stencil plate as KJJ system ) for the example , Continue a electric one its electric contactor system transform into and can program the control system , Than can with OMRON C40P-CDR-A type of Company the controller come and realize .The s
4、ystem mainly aim at old system technology problem about general operate inconvenience, low reliability and accuracy ,no “”protection to design. We make full use of sensor technology, the control technology and the computer control technology to slice the width and displacement, make sure the system
5、to operate in stable and safe state, in order to improve the systems accuracy and effect ion. And make full use of the character of PLC incarnate the superior.This text is divided into four chapters altogether, among them two is introduces the structure and characteristic of PLC mainly, and With the
6、 development course of its PLC .Chapter three is introduce the content that this text is designed, necessary structure of different components and parts and operation principle mainly . Chapter four the hardware with systematic elaboration and software design .Chapter five analysis systematically ma
7、inly maintain and overhaul and work.Through design detailed and conscientiously this time, control for able to program control system application of the industry offer basis of theory and practice in theory. Here has certain practical value.Keywords PLC（programmable logic contr0ller)；ladder diagram；
8、relay不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 钢板开卷矫直剪切问题11.2 钢板剪切系统的现状11.3 论文研究的主要内容21.4 论文各章的安排2第2章 可编程控制器（PLC）简介32.1 PLC的产生和特点及其发展动向32.1.1 PLC的产生和特点32.1.2 PLC的国内外现状及发展动向32.2 PLC的一般结构和基本工作原理42.2.1 PLC的一般结构42.2.2 PLC的基本工作原理52.3 PLC的技术性能指标62.3.1 常见的技术性能指标62.3.2 关于PLC的内存分配以及I/O点数72.4 PLC的分类及应
9、用场合72.4.1 PLC产品的分类72.4.2 PLC的应用场合72.5 PLC的应用设计步骤82.6 本章小结8第3章 设计内容93.1 基本结构103.2 外部设备103.3 基本指标与参数103.4 继电器区与数据区113.5 扫描时间和响应时间123.6 I/O地址分配143.7 电磁转差离合器调速系统143.8 继电器的分类173.9 本章小结19第4章 硬件及软件设计204.1 硬件设计204.1.1 系统简述204.1.2 PLC控制系统204.1.3 C40p-PLC控制系统硬件连结214.2 软件设计214.2.1 程序方框图224.2.2 梯形图224.2.3 程序表24
10、4.3 本章小结25第5章 系统的维护与检修265.1 系统的维护265.2 系统的检修275.3 本章小结29结论30致谢31参考文献32附录 A33附录 B34附录 C35附录 D42 - IV -第1章 绪论钢板开卷矫直剪切问题近年来，随着大规模集成电路的发展，使得以微处理机为核心组成的可编程序控制器得到了迅速的发展，并广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产中的高效、大量的自动化要求。如电动机起停，电磁阀的开闭，产品的计数、温度、压力、流量的设定与控制等。可编程序控制器（Programmable controller）又简称为PC或PLC，日本电气控制协会曾对可编程序控制器作了一个定义
11、：“可编程序控制器是将逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术运算等控制程序，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储器的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。可见PLC是基于计算机技术和自动控制理论而发展起来的，它既不同于普通的计算机，也不同于一般的计算机控制系统。作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构、硬件组成、软件结构以及I/O通道、用户界面等诸多方面都有其特殊性。早期的PLC主要用于顺序控制（例如代替以电器控制盘为主的各种顺序控制装置），今天PLC的应用已经不仅限于顺序控制，它已开始用于闭环过程控制（如DDC 控制），随着其扩展能力和通信能
12、力的发展，它也越来越多的应用于复杂的分布式计算机控制系统中。PLC自1969年问世以来，它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新器件，逐步形成一门较为独立的新型技术和具有特色的各种系列产品。目前世界上各先进工业国都竞相开发、生产各类 PLC 产品，我国在引进国外产品的同时，也开始引进该项技术，组织 PLC 产品的开发和生产，并初步形成自己的PLC产业。在应用领域，PLC也已成为解决自动控制问题的最便捷、最有效的工具。钢板开卷矫直剪切生产线控制系统也是利用PLC进行系统的控制和设计开发的，而且对使用PLC来说也是比较经济合理，这种技术也是现在国内外比较普遍采用的技术。
13、它带来的经济效益显著提高，而且钢板的 “防跑板”、定尺准确、进出运输费用降低、生产效率提高、避免积压浪费等问题得到了很大的改善和提高。本文所要讲述的 KJJ 系统，正是使用 C40P 作为核心芯片。要必须使用。钢板剪切系统的现状目前国内矫直剪切设备普遍采用手动方式，有着劳动强度大、定位误差大而带来的钢板材料的浪费。而且原系统还普遍存在以下的主要技术问题：1、老设备利用率低，产品的质量不过关，增加了工人劳动强度；2、结构复杂，不便于操作和维护；3、适应性差，可靠性低，性能价格比不好，不便于推广；4、不能保证控制精度，降低了经济效益；5、没有“防跑板”保护措施，容易放生设备事故。钢板开卷矫直剪切系
14、统的开发研制就是针对以上问题展开设计的，它综合利用了传感技术、控制技术以及计算机技术测量剪切宽度和位移，确保了系统的安全稳定运行，提高了系统的准确性和效益。论文研究的主要内容论文的研究工作经历了近四个月的时间。在研究和消化钢板剪切机等设备的基础上，参阅了大量的资料，在导师的指导下设计了该系统。其主要研究内容包括如下几个方面：1、了解和掌握PLC基本原理和设计过程中的技术指标、设计步骤和注意事项等问题，为设计系统奠定了基础。2、采用了数控技术实现钢板自动定尺剪切，可设定加工板数、计算重量、显示故障和待料停机。3、在钢板剪切断机上采用了设计了新的检测装置，检测钢板定尺长度并转换成脉冲数输出给PLC
15、，实现连续自动定尺切断钢板，达到了较高的定尺精度。4、在新型机组的实验中，积累了大量的有关数据和资料，为了下一步的研究工作打下了良好的基础。论文各章的安排论文共有5章，各章的安排如下：第1章：绪论。概括了钢板开卷矫直剪切控制系统现状，介绍了本课题提出的技术背景及研究内容。第 2章：PLC的基础理论。介绍了PLC的相关知识和技术，讨论了PLC的发展现状、基本工作原理和在各类场合中的应用以及设计步骤。第3章：系统的设计内容。介绍和分析了系统在设计过程中应注意的问题和基本的设计思想。第 4 章：系统的具体的硬件和软件的设计步骤和设计内容并进行编程。第5章：系统的维护与检修，在什么情况下出现故障并如何解决问题，以及系统设备维护时应注意的问题。结论：对论文工作的总结。可编程控制器（PLC）简介PLC的产生和特点及其发展动向 PLC的产生和特点20世纪60年代末期，美国汽车制造工业竞争激烈，为了适应生产工艺不断更新的需要，在1968年美国通用汽车公司（GM）首先公开招标，而1969年美国数字设备公司（DEC）根据其招标内容及要求，研制出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功，
