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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要： 利用欧姆龙CPM1A系列PLC控制螺旋焊管在生产过程中的切割，实现工业自动化。 螺旋焊管的生产过程中，其以螺旋线式前进的。当电源接通，按下启动开关后，切管机便在PLC控制下进行跟踪切割。接近开关发出定尺信号，通过电磁阀使随动轮与螺旋管接触，整体机构跟随螺旋管同步前进，PLC控制继电器发出点火信号，控制点火电路产生电火花点燃乙炔，产生预热火焰，点火完成。同时启动KC5型跟踪电机使预热火焰跟踪钢管同步旋转来预热，预热完毕，吹氧阀打开将预热的熔化点吹开，开始切割，并停止跟踪。切割完毕由轨道行程开关或手动停止按钮发出信号控制停止，关闭氧气阀，乙炔阀，气缸阀，然后跟踪返
2、回，小车返回。关键词：CAPMIA PLC,自动化，触发，整流，KC5跟踪电机。ABSTRACT： The design is using Programmable Logic Controller(PLC) , which is one of CPM1A series made by the Omron company ,to control the spiral welded pipes production.PLC controls the cutting machine to cut the spiral welded pipes automatically.During the pr
3、oduction process of the spiral welded pipes , the pipe rotated itself and at the same time went along straight line ,and its movement trial was helical line. When the power is connected and the operator presses the start switch, the PLC will control the cutters and following motor to cut the pipes .
4、The proximity switches detect the signal and then input them to the PLC, then the PLC sends out controlled signal.The following wheel will contact with the pipe under the magnetic valves control ,the following wheel will follow the pipe rotating synchronously.The spark coil will ignite the ethyne un
5、der the signal sended out by the PLC. While the KC5(the following motor) started to track the rotated pipe synchronously,the flame will preheat the pipe. When the preheating is over and then the oxygen valve is opened under the control signal, then began to cut the pipe open, and at the same time st
6、op tracking.Signal is made by the travel switch or stop button to stop, then close the oxygen control valve, the ethyne control valve and the pneumatic cylinder, and then the following motor returns, the vehicle back.Key words：CAPMIA PLC, automation, trigger and rectification, KC5 track motors.第1章 绪
7、 论1. 1课题背景可编程控制器（Programmable Logic Controller）是计算机家族的一员，是为工业控制应用而设计制造的通用控制器。它实现了传统继电器控制技术。并结合现代计算机技术和通信技术，提供了逻辑控制、定时控制、计数控制、PID控制和数据处理等多种功能。具有可靠性高、通用灵活、编程简单、使用方便等特点。螺旋钢管是以钢质卷板为原材料,经常温挤压成型,以自动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成的螺旋缝钢管。具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面大，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。在现代化的生产中，产品是通过设备来生产和加
8、工的，为了保证产品的生产效率和加工精度，需要对设备进行控制，控制方式主要有机械控制，电气控制，液压控制，气动控制或上述几种方式的配合使用。 为了降低运输成本，在生产过程中经常将螺旋钢管切割成有一定长度的段管。这一工作需要工人师傅来手工完成，切割的质量也不是很高，且长短也不能控制很好。而本设计正是基于为减轻工人劳动量而设计的。可编程控制器(PLC) 用于螺旋钢管的切割，实质上是在微机控制的基础上，采用专用语言，使编程简单而且接近原来继电器控制电路的梯形图。切管机除送料为了调整方便采用手动外，其余工序可采用可编程序控制器( PLC) 作为核心控制组件的控制系统全部自动完成。PLC的应用可使系统的控
9、制和调整简单，运行可靠、这不仅避免了传统的继电器逻辑控制线路体积庞大、故障率高、维护困难的缺点，又克服了单片机控制系统成本高,接口处理及编程相对复杂等缺点。1. 2 PLC可编程控制器简介本设计采用PLC可编程控制，PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在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
10、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。1. 2. 1 PLC的基本结构图1-11、中央处理单元 （CPU）：一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPU的主要功能：(1)从存储器中读取指令 (2)执行指令 (3)顺序取指令 2、存储器 ：存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息等。(1) 系统程序存储器：用以存放系统程序（包括系统管理程序、监控程序功能子程序及对用户程序做编译处理的
11、编译解释程序）此类程序一般在PLC出厂前已将其固化在ROM或PROM中，用户不可修改(2)用户程序存储器：主要用于存放用户程序及数据，可以修改。3、输入、输出接口：用于与外界进行信息传递 通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，也可由PLC内部提供。 图1-2为一种型号PLC的直流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。 图1-3为一种型号PLC的交流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源图1-2 图1-31. 2. 2 PLC的工作原理 PLC采用循环扫描工作方式，这个工作过程一般包括五个阶段：内部处理、与编程器等的通信处理、输入扫描、用户程序执行、输出处理
12、。PLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。图1-4工作原理图1. 2. 3 PLC的基本功能1、 开关量的逻辑控制，用来取代继电接触器控制系统的逻辑控制和顺序控制。2、 定时控制3、 计数控制4、 步进控制5、 回路控制6、 数据处理，可以实现算术运算，逻辑运算，数据比较，数据传送，数据移位，数据转换等。7、 通信联网，有些PLC采用通信技术，实现远程输入输出控制，多台PLC之间的同位连接，可以把数十台PLC采用同级和分级的方式连成网络，使各台PLC的输入输出状态相互明朗。8、 监视，利用编程器或监视器，操作人员可以对PLC有关部分
13、的运动状态进行监视。9、 停电记忆10、故障诊断1. 2. 4 PLC的特点1、 可靠性高，抗干扰能力强。可靠性高是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。2、 配套齐全，功能完善，适用性强。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展
14、，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3、 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。4、 体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1. 2. 5 PLC 的编程语言常用1、 指令表（助记符）语言2、 梯形图语言3、 功能图块注明：助记符语言：类似于微
15、机中的汇编语言。 梯形图语言：沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握1. 3 欧姆龙系列PLC介绍 本设计使用欧姆龙系列PLC。与所有小型机一样，CPM1A系列PLC采用整体式结构，内部由基本单元，电源、系统程序区、用户程序区、输入/输出接口、I/O扩展单元、编程器接口及其他外部设备组成。1. 3. 1 CPM1A系列PLC结构紧凑，功能强，较高的性价比，因此在小规模控制中获得广泛应用。本设计采用19路输入和13路输出控制端子，对整个的供电、跟踪、点火、返回、气缸启动、电磁阀通断过程进行控制，保证系统的正常工作，完成所需要完成的生产任务，提高生产效率，达到更高的经济效益。具体的控制方式在程序部分将会进行详细的叙述。其控制原理图如图1-5所示： 接近开关行程开 关按 钮PLC输出量驱动电路执行机构输入量图1-5 PLC控制原理图1. 3. 2 CPM1A的性能规格性能规格表1.
