玻璃横切机电控系统的硬件设计.doc

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1、玻璃横切机电控系统的硬件设计摘要 玻璃横切机是浮法生产线冷端的关键设备，完成对平板玻璃的横向切割任务。本文在仔细分析横切机的工作原理及工艺要求的基础上，提出了以可编程控制器为核心设备的电控系统的设计方案，详细地进行了该系统的硬件配置，设计了电气控制原理图，编制了与之相适应的控制软件。该系统具有自动和手动两种操作方式，通过触摸屏可以设置玻璃切割所需要的各种参数，并可以显示系统的各种工作状态及故障信息，具有良好的人机界面。经对该系统进行模拟他调试后表明，该系统设计合理，满足设计认务的要求。关键词：横切机 玻璃 可编程控制器 The Hardware Design of Electronic Con

2、trol System of the Crosscut machineAbstract The glass crosscut machine is an important equipment of the end in the cold end in the float glass production line and controls the cross cutting of the plate glass. After analyzing the working principle and the technical requirements of the crosscut machi

3、ne carefully, I raised the design plan of the electrical control system, which takes the programmable controller as the kernel. The hardware and the elementary diagram of the electrical control system are designed carefully, which can be allocated the various parameters and displays the working stat

4、es and the fault information by the touchable screen. The result of analog debugging the system proves that it is rational and can satisfy the requirements of the design task.Key Works: Crosscut Machine , Glass, Programmable Controller(PC)论文题目： 玻璃横切机电控系统的硬件设计指导教师：设 计：同组同学：2005 年 3月 前言 可编程控制器（PLC）是综合

5、了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型的、通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适应工业环境下应用等一系列优点，近年来在工业自动化、机电一体化、传统技术改造等方面应用越来越广泛，成为现代工业控制三大支柱之一。近年来PLC在我国的发展也很迅速，应用也越来越广泛。我国的大部分企业都开始运用以PLC为核心的控制设备。本设计是以洛阳的浮法玻璃生产线为背景，设计其冷端横切段横切机的电控系统。经过老师的指导并通过对OMRON公司的SYSMAC C200H系列PLC的硬件的组成和梯形图编程的学习、查阅相关的书籍和在网上搜索各种资料和综合以往的知识进行了本次的设计。由于

6、本人的知识水平有限，在加上时间紧迫，错漏之处在所难免，恳请读者批评指正。 设计者： 2005 年 3月 目录第一章 绪论第二章 国内外研究概况第三章 玻璃横切机的分类第四章 可编程控制器简介第五章 横切机工艺要求及控制系统放案选择第六章 硬件配置与选择第七章 横切机电气控制原理图的设计思想 第八章 安装环境及系统的安全可靠性处理致 谢附 录1：设备清单参考文献第一章 绪论 在PLC诞生之前，继电器控制系统已广泛应用于工业的各个部门。继电器控制系统可看成是由输入电路、输出电路、控制电路和工业现场四部分组成。其中输入电路由按钮、行程开关、限位开关、传感器等构成，用以向系统输入控制信号。输出部分由接

7、触器、电磁阀等执行器件构成，用以控制各种被控对象（如电机、电炉、阀门等）。控制电路是继电器控制系统的核心，它通过导线将各个分立的继电器、电子元件连接起来，对工业现场实施控制。 继电器控制系统在传统的工业生产中曾起着重要作用。随着生产规模的逐步扩大，市场竞争日趋激烈，继电器控制系统愈来愈难以适应工业生产的需要。继电器控制电路通常是针对某一固定动作顺序或生产工艺而设计的，它只能进行逻辑、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生变化，就必须进行重新设计，重新布线、装配和调试。这就迫使人们研制新型工业控制系统，以取代原来以占统治地位的继电器控制系统。 基于上述情况，美国通用公司（GM）于

8、1968年提出了研制新型工业控制器的设想，第二年，美国数字设备公司（DEC）就研制出世界上第一台可编程控制器。当时可编程控制器虽然采用了计算机的设计思想，但实际上它只能完成顺序控制，仅有逻辑运算、定时、计数等功能，所以人们将可编程控制器称为PLC(Programmable Logical Controller),即可编程逻辑控制器。 20世纪70年代末至80年代初，微处理器技术日趋成熟，使可编程控制器的处理速度大大提高，并增加了许多特殊功能，如浮点运算、函数运算、查表等，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制。因此，美国电气制造协会（NEMA）将它正式命名为PC（Pr

9、ogrammable Controller）。由于计算机的简称也是PC（Personal Computer），为避免混淆，人们习惯上仍将可编程控制器称为PLC。 近年来，小型PLC的应用十分普遍，超小型PLC的需求日益增多。据统计,美国机床行业应用超小型PLC几乎占1/4，因此国外许多PLC厂家正在积极研制开发各种超小型PLC。例如，日本欧姆龙公司的CPMIA系列PLC即单机运行，也可联网实现复杂的控制。CPMIA系列PLC的最小配置是6个数字量输入和4个数字量输出，还可以根据实际情况扩展模块，最多可达100个输入。此外，它还有模拟设定、高速计数等功能，是一种性能价格比较好的超小型PLC。 多

10、层次就分布控制系统与集中型相比，具有更高的安全性和可靠性，系统设定、组态更为灵活方便，地域分布更广，是当前控制系统发展的主流。为实现工厂生产自动化，世界上各PLC生产厂家不断研制开发功能更强的PLC网络系统。这种网络一般是多级的，网络的最底层是现场执行级，中间是协调级，最上曾是组织管理级。现场执行级可由多个PLC或远程I/O（输入/输出）工作站组成，中间级一般由PLC或计算机构成。最高一级一般由高性能的经算计构成。它们之间采用工业以太网和MAP网、工业现场总线，构成多级分布式PLC。随着自动化技术的发展，这种多级分布式PLC控制系统除了控制共能外，还可实现在线优化、生产过程的实时调度、产品计划

11、、统计管理等功能，成为一种测、控、管、一体化的多功能综合系统。 第二章 国内外横切机研究概况 玻璃及玻璃制品在建筑、交通等部门有着广泛的应用，其中平板玻璃的产量和用途，在各种玻璃产品中占有突出的位置。我国自1971年洛阳第一条浮法玻璃生产线诞生,发展到2002年全国共新建、扩建、改建浮法玻璃生产线94条，生产能力达37140吨/日，可年产浮法玻璃20278.44万重量箱。浮法玻璃生产线是连续型生产线，原料在经过了熔化、成形、退火后成为连续的带状玻璃带。这条玻璃带必须经过在线切割才能满足包装与市场的要求。横切机就是玻璃在线切割必不可少的设备之一。其切割精度直接影响产品的质量等级，进而影响到在国际

12、市场上的竞争力。随着科学技术的发展，用户对平板玻璃产品的尺寸精度提出了越来越高的要求，如在欧美及日本市场，大多数要求板长精度达到0.75mm，多数的设备远远达不到这个标准。在国外，西德的GRENZEBACH公司和法国SGN公司在几十年不断研究的基础上，近年来采用先进的控制技术已使横切精度得到较大的提高，其板长精度从九十年代初的1.0mm，经过0.75mm发展到目前的0.5mm，对角线为1.5mm，但其进口价格昂贵。鉴于此，国内急需研制低成本高切割精度的横切机，同时，大量正在使用的横切机也需要进行技术改造以提高其切割精度，因此，为了适应市场对提高浮法玻璃切割精度的要求，本设计开展了高精度玻璃横切

13、机电气控制装置的研究工作。通过采用最新技术的控制硬件，依据控制策略和算法开发出先进的控制软件，从而有效地提高了系统的电气控制精度。第三章 玻璃横切机的分类 玻璃横切机主要有三种结构形式：一是摆角式横切机，它的特点是横切刀架以固定速度切割，为保持切痕与玻璃带中心垂直，则需根据玻璃运行速度，用手工调整横切机横梁的倾斜角度。二是同步行走式横切机，又称垂直式玻璃横切机，它的特点是切割装置在玻璃带运行过程中始终保持与玻璃带同步行走，而刀头则与玻璃带输送方向成直角切割。其结构示意图如下图31所示. 图31 同步式横切机结构示意图三是随动式横切机，它的特点是装在横梁上的横切刀架以固定角度切割，通过随时改变切

14、割速度使切痕与玻璃带中心保持垂直。近几十年来，前两种形式的横切机因切裁精度及结构的等种种原因，基本上已经被淘汰出需高精度切裁的玻璃生产线如浮法玻璃生产线。现今横切机发展的趋势，主要是斜置式随动横切机，它的主体结构通常是由机架、刀头小车、传动装置、气动和润滑装置、安全限位装置等部件组成，具有运行可靠、坚固耐用和维修方便等特点，能满足不同类型玻璃生产线的玻璃切割要求。 第四章 可编程控制器（PLC）简介4.1 可编程控制器（PLC） 可编程控制器实质上是一台用于工业控制的专用计算机，它与一般计算机的结构及组成相似。可编程控制器是专为工业环境下应用而设计的，为了便于接线、扩充功能，便于操作和维护，以

15、及提高系统的抗干扰能力，其结构及组成又与一般计算机又所区别。4.2 可编程控制器的基本组成 PLC从结构上可分为整体式和模块式两种，但其内部结构都是相似的。PLC的基本组成包括CPU模块、存储器、输入/输出（I/O）模块、编程器及电源模块。如下图41所示。输 电源模块 输入 出模 存 储 器 模块 块 CPU模块 编程器4.3 可编程控制器（PC）的发展趋势1.小型化 近年来，小型PLC的应用十分普遍，超小型PLC的需求日益增多。据统计，美国机床行业应用超小PLC几乎占1/4，因此国外许多PLC厂家正在积极研制开发各种超小型PLC。例如，日本欧姆龙公司的CPMIA系列PLC既可单机运行，也可联

16、网实现复杂的控制。2.网络化 多层次分布式控制系统与集中型相比，具有更高的安全性和可靠性，系统设计、组态更为灵活方便，地域分布更广，是当前控制系统发展的主流。为实现工厂生产自动化，世界上各PLC生产厂家不断研制开发功能更强的PLC网络系统。这种网络一般是多级的，网络最底层是现场执行级，中间是协调级，最上层是组织管理级。现场执行级可由多个PLC或远程I/O工作站组成，中间级由PLC或计算机组成。最高级一般由高性能的计算机组成。它们间采用工业以太网和MAP网、工业现场总线，构成了多级分布式PLC。随着自动控制技术的发展，这种多级分布式PLC控制系统除了控制功能外，还可实现在线优化、生产过程的实时调

17、度、产品计划、统计管理等功能，成为一种测、控、管一体化的多功能综合系统。3.兼容性 目前，PLC与计算机已成功地结合并广泛应用，成为控制系统中一个重要的组成部分和环节。4.4 PLC的软件系统4.4.1系统程序 系统程序是PLC赖以工作的基础，采用汇编语言编写，在PLC出厂时就已固化于ROM型系统存储器中，不需要用户干预。系统程序分为监控程序和解释程序。系统监控程序用于监视并控制PLC的工作。解释程序用于把用户程序解释成微处理器能够执行的程序。4.4.2用户程序用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序通过编程器或上位计算机输入到PLC的用

18、户程序存储器中。4.5 PLC的工作方式PLC采用循环扫描的方式工作。用户程序通过编程器输入并存放在PLC的用户程序存储区中，当PLC投入运行后，在系统程序的控制下PLC对用户程序进行逐条解释并加以执行，直到用户程序结束，然后返回程序开始，又开始新一轮的执行。PLC的这种工作方式称为循环扫描。第五章 横切机工艺要求及控制方案的选择5.1 设计认务分析浮法玻璃生产流程：平板玻璃在热端浮法玻璃生产车间生产出来以后，便直接由辊子传送到冷端车间。在冷端需要完成的加工主要是平板玻璃的质量检查、横/纵向切割以及叠放。一入冷端车间，在旋转的辊子上运行的平板玻璃，经过第一次质量检查合格后（若不合格，则放下落板

19、，进行打碎回炉），然后进入切割段，先是纵切，将平板玻璃按给定长度值纵向切割为玻璃带；然后是横切段，按给定切割宽度进行横向切割；再经过横分区、加速区、二次掰边，纵分区，第二次质量检查合格后，便进入玻璃叠放区。 玻璃横切机的现场切割示意图如下图51示 图51 横切机切刀运动示意图其中为VH和VQ之间的夹角。VHVQcosVz= VQsin 在玻璃切割过程中，为了保持切痕的平直，切刀的纵向速度必须和玻璃带的运动保持同步，即必须保证VZVL5.2 主要技术指标l 控制精度：切割板长3m以下，板宽3.5m以内平板玻璃，板长误差1mm。l 主要功能及特性：可任意设置停车位置、落刀/抬刀点；双发讯编码器互为

20、备用；触摸屏输入工作参数及汉字彩显。l 退火窑拉引速度：100m-1000m/hl 切割玻璃带厚度：2mm-19mm5.2 工作条件l 电源电压为380V10%,50HZl 环境温度为040第六章 系统硬件设计6.1 PLC系统各模块的选择 本设计采用日本OMRON公司的PLC,采用组合式的结构，主要采用C200H系列的模块，该系列采用了先进的微处理器，功能很强可满足本设计的要求。l 输入模块的选择根据设计系统的要求，输入点有以下几个：自动方式、手动方式、工作 、复位、回零、零点接近开关、远点接近开关、手动向前、手动落刀、手动抬刀、返回、切割启动。且全部是24VDC输入，因此具有16点的C20

21、0H-ID212可满足设计要求。其内部消耗电流为0.01A(5VZ组),由系统的输入点可知，一块已可以满足系统的要求。l 输出模块的选择由设计要求，输出点主要有落刀、加压、紧停等几个输出点。因此选择具有16点的C200H-OC225可满足系统的要求。它们是继电器输出型。其内部消耗电流为0.05A(5V组)、0.075A(26V组)。由系统的输出量可知，用一块C200H-OC225可以满足系统的要求。l 高速计数器的选择完成玻璃走速的测量需要一块单轴高速计数器；完成测量走刀位置需要一块高速计数器；完成测量玻璃切割长度以控制刀具落刀点需要一块高速计数单元。可以选用C200H-CT001和C200H

22、-CT021型高速计数器。选用C200H-CT001-V1型高速计数器单元进行玻璃带运行速度的测量。平板玻璃长L的测量及切刀点和抬刀点的测量，选用精度更高的C200H-CT021型高速计数器来实现。该单元包含两个计数器，其最高计数速度可达75Kcps，并具有C200H-CT001高速计数器单元所有的功能。两种计数器的技术规格如下表6.1所示。项目C200HCT001C200H-CT021轴数1轴/单元2轴/单元工作模式67计数输入输入信号编码器输入A,B计数器1：A,B计数器2：A,B信号电平5、12、24VDC输入模式相位差输入，上升/下降输入，脉冲和方向输入计数速度50Kcps75Kcps

23、其他相位差输入可用倍频外部输入输入信号计数器输入Z计数器1：输入Z计数器2：输入Z信号电平外部控制输入IN1和IN2计数器1：IN1和IN2计数器2：IN1和IN25、12、24VDC12V、24V外部输出输出外部输出07输出电平524VDC需要的I/O字10内部电流消耗5VDC , 0.3max5VDC重量400g max305g max 表 6.1该技术器有6种工作模式以适应不同的技术要求。1. 线性模式2. 环形工作模式3. 预置模式4. 门控模式5. 闩所模式6. 采样模式l CPU的选择由于CPU的不同决定着程序容量、基本指令执行时间进而影响扫描时间及I/O点数的不同，根据任务要求，

24、可选择C200H-CPU43-E.l 运动控制单元的选择要控制刀具的运动速度，就需要一块运动控制单元。这里选择C200H-MC221。 运动控制单元控制伺服驱动系统，用多任务G语言编程编制可实现双轴运动控制，具有下列特性：1. 多任务G语言编程。2. 降低了机器的磨损。3. 通用的输入信号。启动和停止可不用PLC CPU进行控制。4. 支持手动脉冲发生器。5. 中断爬行。6. 高速响应。 MC单元的主要技术规格如下表6.2示项目规格I/O字数20（2槽）控制驱动器能处理模拟输入的伺服驱动器外部连接设备IBMPC/AT或兼容机，示教盒和手动脉冲发生器（MPG控制控制方法使用增量编码器的半闭环控制

25、（速度指令，电压输出）控制轴数2轴max同时控制轴数2轴maxPTP(独立控制)按每根轴操作模式和单独程序执行定位线性插补2轴max圆弧插补一个平面上2轴max中断微调有中断输入的轴上微调速度控制最多2轴速度控制控制单位最小单位设定1，0.1，0.01，0.001，0.0001（无单位变换功能）单位mm,英寸，度，脉冲最大命令值-39，999，999+39，999，999加减速曲线梯形或S曲线加减速时间09,998ms,以2ms为单位加减速分开设定重量500g max进给操作快进给速度（如：36.86m/min）条件：编码器分辩率：2048p/r,电机转速4500r/m,控制单位：0.001/

26、脉冲插补进给速度(如：36.86/min)快进给补偿0100设定单位：0.1插补进给补偿0199慢进给补偿0100任务管待添加的隐藏文字内容3理器任务数2max.(程序执行单位)程序数最大程序随任务数而不同程序容量最大程序块数随任务数而不同位置数据容量2000max.仅用1个轴时寄存器数32（主要用于指定位置数据号）子程序嵌套5级max辅助功能M代码0.999内部电流消耗0.65（0.85A连示教盒） 表6.2运动控制单元的内部操作原理图如下面框图61示：偏差计数器D/A转换器伺服驱动器伺服电动机编码器 图 61l CPU的底板的确定前面已经选择了6个模块，则我们选择底板时可以选择8槽的，也可

27、以选择10槽的，为了使以后扩展方便，选择带有10槽的C200HW-BC101型底板。l 电源单元的选择要保证安装的各个工作单元的电流消耗量不能超过各电压的组的最大允许电流。同时，总的功率消耗不能超过电源单元的最大额定值。计算CPU机架的电流和功率消耗时，还应包括CPU机架和CPU单元自身的消耗；同样，在计算扩展机架的电流和功率消耗时，也应包括扩展机架的自身消耗。下面表6.3是几种电源模块的参数。电源单元最大电流消耗总共率消耗5V组26V组24V组C200HW-PA2044.6A0.6A无30WC200HW-PA204S4.6A0.6A0.8A30WC200HW-PA204R4.6A0.6A无3

28、0WC200HW-PD2044.6A0.6A无30WC200HW-PA209R9A1.3A无30W 表 6.3下面表6.4是所选择的各个模块的所消耗内部电流的列表模块数量5V组(电流消耗)24V组(电流消耗)26V组(电流消耗)C200H-ID21210.01A无无C200H-OC22510.05A 无0.075C200H-CT00110.3A无无C200H-CT02120.42A无无C200H-MC22110.65A0.2A无C200HW-BC10110.1A无无C200H-CPU43-E10.5A无无 表 6.4电流验证：5V组：0.01A+0.05A+0.31A+0.42+0.65+0.

29、5A+0.1A=2.41A4.6A24V组：0.2A0.8A26V组：0.0750.6A功率验证：2.21A5V+0.075A26V+0.2A24V=17.8W30W 由上面的电流和功率验证后得知，表6.3中型号为C200HW-PA204S比较合适作为设计系统的电源单元。6.2 PLC系统配置图输出单元C200HOC225(16点)输入单元C200HID212(16点)测速高速计数单元C200HCT001测速高速计数单元C200HCT021测位高速计数单元C200HCT021运动控制单元C200HMC221CPU单元C200HXCPU43-E电源单元C200HWPA204S0 3 5 6 7

30、86.3 外围硬件的选择l 测量编码器的选择由于玻璃的运行指标为：300ph-1200mph，在本设计中，按最大运行速度1200mph来计算。所以玻璃速度按VL1200/h333.3mm/s,本设计可以选用E6C-CWZ5C型编码器，其分辨率最高可达1024p/r, 最高响应频率为30HZ,允许最高转速5000r/m,输出相位差9045（1/4T+1/8T），电源电压为DC5V-5%12V+10%，输出项A相，B相，Z相（可逆）；输出形态为电压输出；工作环境温度为：-10+55；环境湿度为：3595RH。下面验证一下该编码器是否满足要求：电气最高响应频率由内分辨率和最高响应频率规定。电气最高响

31、应频率（最高响应频率60）分辩率因此，如果超出最高响应转速旋转时，则电信号不能跟踪。设计的测量轮直径为32.6mm，则其周长C=d=102.4mm,则其最大的转速为333.3102.43.2r/s，而选用的编码器的最大转速为：50006083.3r/s。而3.2r/s83.3r/s，所以满足要求。编码器的发出的脉冲的最大速度为：3.210243277cps 编码器的最高响应转速30K601024=1757.8rm 因为CT001的要求是在50Kcps以下，所以编码器与C200H-CT001-V1可以相匹配，接收脉冲时不会丢失脉冲。因此，选择E6C-CWZ3C型编码器合理。l 驱动器的选择本设计

32、选择R88D-MT80型号的伺服驱动器，其工作电压为：三相AC200V 50HZ或AC200/220V 60HZ。伺服驱动器采用高速处理器，其控制环（位置环、速度环、电流环）全部软件化，同时实现了数字式、高功能和优良的操作性；可直接输入模拟速度指令或脉冲串位置指令；重量轻、小型化；仅用前面的设定键即可进行各种设定。可自动进行配线检查和动作确认；具有丰富的监视功能,可显示当前速度、当前值、累计脉冲、机械速度、电机电流、实效负荷率、输入/输出信息、驱动器显示状态等；配线简单，维护容易并具有方便的附加功能，如软启动功能，任意设定脉冲速率的电子分频功能等。l 电机类型的选择因为本设计系统需要精确的定位

33、控制，因此，不能选用普通的电机。而伺服电机的堵转转矩和信号电压成正比，传送电信号带动机械负载，而且随动性能号，可以实现执行机构对位置指令（给定量）的准确跟踪，这一点是其他电机所不及的。当给定量随动变化时，被控量（输出量）能准确无误地跟踪并复现给定量。因此选择交流伺服电机来作为刀具的驱动电机。其型号为：R88M-M3L020,其额定功率为3KW，额定转速为2000rpm。l 接近开关的选择切刀在工作过程中需要使用接近开关对切刀的运动进行控制，从而使刀头小车的运行在正常状态下进行。本设计选用E2K-C25ME1型静电电容式接近开关。其规格如下：电源电压DC12-24V（允许脉动10以下）消耗电流D

34、C24V时15mA以下检测距离可调范围325mm(用标准检测物体时)差动距离检测距离的15以下响应频率70HZ控制输出最大6.4系统工作原理及框图横切机的工作过程为：横切机上电后，复位/工作键应该处于工作位置，可以选择自动/手动工作方式，在自动工作方式下，当按下切割启动按钮后进入自动切割状态。此时，横切机处于等待状态，当测长计数器发出”计数到”信号时，PLC给MC单元RUN信号，运动控制单元通过伺服驱动器控制伺服电机运动，刀架从零点开始运动，且为加速运动。当到达落刀点时，切刀落下并加压，速度变为横速。当到达抬刀点时，切刀抬起，加压电磁阀断开，刀架开始减速运动。当刀架运动到远点接近开关处时，远点

35、接近开关动作，该信号传送给MC单元使伺服电机驱动电压返乡，刀架开始返回。当刀架返回到零点附近时，零点接近开关动作，向MC单元发出信号控制刀架停止。然后，刀架开始等待下一个计数器长度信号。这就是自动方式下的工作过程。在手动方式下，先按下回零，由MC单元控制刀具找到零位，当按下前进按钮时，刀具前进，在前进过程中可以落刀或抬刀。在PLC控制下，刀具会自动停在远点处。当按下返回按钮时，若刀具在落刀状态，则自动抬刀然后返回；否则，直接返回。 当刀具回零后，在等待下一切割的时间里，可以进行工作方式的切换或改变复位的状态。在正常工作状态下，开关处于工作位置，当出现刀具超程，接触到限位开关紧停后或手动方式下不

36、易准确停到适当的位置，此时可以将复位开关转至复位档，此时刀具脱离PLC的控制，用手动旋转轮带动刀具到正确的位置。 系统框图如下图62所示：PLC触摸屏输入模块运控单元测位计数器测速计数器测长计数器输出模块伺服驱动测量编码器伺服电机 图 62第七章 横切机电控原理图的设计思想7.1 PLC控制电路的设计思想 控制电路中主要用接触器来实现对各个电源的控制。当一个按钮按下时，线圈通电并工作在自锁状态下，同时用一个常闭的按钮开关串在电路中，按下时可使线圈断电。线圈的触电接在各个模块电源的电路中，通过线圈的通断电实现对各个电源模块的通、断电控制。 控制电路中还应用了故障保护电路，当横切机出现超程等故障时

37、，为了保证横切机马上停止，则用继电器的常开触电串接在电路中，正常情况下，继电器通电，该触电闭合，横切机正常运行；当超程时，横切机碰到限位开关，则线路断开，继电器线圈失电，触电断开，同时电源也断开，实现了安全控制。7.2 横切机落刀、加压控制电路的设计 横切机PLC输出模块的输出端子的输出信号：落刀、加压信号等控制着继电器的通断，当落刀信号有效时，一系列喷气、落刀、喷油、雾化等电磁阀均动作，实现落刀控制。当加压信号有效时，加压电磁阀动作，实现切刀的加压控制。7.3 系统电源设计 因为控制电路电源、PLC电源用的是220VAC电源，而从电网上送来的是380VAC电源。因此，需要用变压器将其变为22

38、0V，又因为紧停电源、I/O电源、切刀加压电源等均为24VDC电源，因此，还需要三台直流稳压电源。另外，在实际工作过程中还需要风扇来散热，还有指示灯等元件。第八章安装环境及系统的安全可靠性处理 合适的安装环境对PLC获得最佳的性能和高可靠性是至关重要的。而且，静电会损坏PLC元件。在低湿度下，身体会带静电。在触摸PLC前一定要先触摸接地的金属物，如金属水管，以放掉一切静电。8.1环境要求： 不要在下列环境条件下进行安装，否则会影响PLC寿命和操作特性。l 环境温度低于0或高于550l 温度突变或结露l 湿度低于10%或高于90%l 腐蚀性或易燃气体l 灰尘（铁沫）或是氯花物粉末集中l CPU易

39、受冲击或振动。l 来自水、油及其它化学物质对PLC影响l 阳光直射的环境8.2 冷却： 为避免PLC过热，应考虑两点。首先是保证机架之间有足够的空间；另外是安装风扇。 机架之间应有足够的空间，以使导线冷却不受影响。连接所有机架的电缆总长不能超过58m。一般规定两个机架之间保留70到120mm的距离。当要决定各机架间距离时，要考虑的因素有诸如：陪线槽宽度，导线长度，通风情况等。 冷却风扇不是总需要的，但在某些单元安装中是需要的。应避免将PLC安装在较热的地方或任何热源上。当环境温度有可能高于规定温度，安装一个风扇是必要的。8.3 提高系统可靠性的措施 在本设计中，对输入和输出模块进行选择时，它们

40、的点数都应该留有一定的余量，以便进行扩展以增强系统功能时之用。 对输出模块的外电路保护：为防止外电路短路等原因造成的输出端口的损坏，在输出线上串接熔断器。 采用的抗干扰措施：连接电缆使用屏蔽电缆，PLC装置和接地箱采用屏蔽和接地。 致谢 时间匆匆，几个月的毕业设计即将结束了，毕业设计是对我们大学几年中所学知识的一次综合训练和考验。在这几个月的时间里，我们在老师的指导下，通过实验和查阅大量的文献资料，已经获取了很多的知识，使自己各方面的能力都有了显著的提高，这和老师的耐心指导是分不开的，这使我对帮助过自己的老师以及同学十分感激。 首先我要感谢我的指导老师刘洲峰教授，在毕业设计期间给我们提供了实验

41、器材和大量的参考文献资料。为了方便我们学习和请教问题，刘老师在他的办公室为我们安排了学习和实验的地方，并且给我们配备的电脑以供我们调试之用。这使得我们和老师的见面机会增多了，方便了我们及时向老师请教问题。同时，刘老师还抽出时间为我们详细讲解了整个系统的工艺，使我们受益匪浅。同时，也要感谢我的同组同学杨媛媛，在系统的设计中帮组我解决了一些问题。 最后，再次向指导老师和同组的同学们说声谢谢，感谢你们帮助我顺利完成了毕业设计的任务。参考文献1. OMRON C200H-MC221 MOTION CONTROL OPRERATIOM MANUAL:INTRODUCTION2. OMRON UNITN C200H-MC221 MOTION CONTROL UNIT OPRERATIOM MANUAL:DETAILS3. OMRON SYSMAC C200H-CT001/CT002 高速计数单元 操作手册4. OMRON 可编程控制器 SYSMAC CS1 系列 操作手册5. 电气控制与可编程序控制器 机械工业出版社6. 看图安装电气设备和电路 人民邮电出版社7. OMRON SYSMAC C200H-CT001-V1/CT002 高速计数单元 操作手册8. OMRON SYSMAC C200H-CT021 High-speed Counter Unit OP