PLC剪板机课程设计
学生姓名： 闫忠全 专业班级： 09电气自动化2 指导教师： 闫运巧 完稿日期： 2011/12/22
目录
摘要 ............................................................................................................................................. 2 一 设计方案.................................................................................................................. 4
1.设计任务 ........................................................................................................................ 4 2.设计思路 ........................................................................................................................ 5 3.设计流程 ........................................................................................................................ 5
二 硬件设计.................................................................................................................. 5
1．选择PLC型号和I/O点数 ................................................................................ 5 2．I/O分配表 ................................................................................................................. 6 3．外部接线图 ................................................................................................................ 6 4．电气原理图 ................................................................................................................ 7
三 软件设计.................................................................................................................. 8
1．功能表图 ..................................................................................................................... 8 2．梯形图 ......................................................................................................................... 10 3．指令表图 ................................................................................................................... 11
四 体会和收获 ......................................................................................................... 12 参考文献 ............................................................................................................................. 13
PLC剪板机课程设计
摘 要 文章对我国发展低成本自动化的重要性等方面进行了研究。根据实
际需要和市场的需求，在常规的可编程控制器（PLC）和单片机控制中，选择了以可编程控制器为主的控制方案。
由于自动剪板机是一种可按加工要求，将金属板材剪开、自动计数、并由送料车送到下一工序的顺序控制的设备。由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广泛等优点与控制器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，在工业过程控制中的应用越来越广泛。加之PLC以其在硬件设计中采用了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采用了故障检测、信息保护与恢复等措施，进一步提高了PLC的可靠性。
关键词：可编程控制器 自动剪板机 自动控制 顺序控制
一 设计方案
1.设计任务
如图所示，开始时压钳和剪刀在上限位，限位开关X0和X1为ON，板料的右端在压钳和剪刀交接处的下方。按下起动按钮X10，首先板料右行(Y0为ON)至限位开关X3动作，然后压钳下行(Y1为ON)；压紧板料后，压力继电器X4为ON，剪刀开始下行(Y2为ON)，剪断板料后，X2变为ON，压钳和剪刀同时上行(Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF)，它们分别碰到限位开关X0和X1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完12块料后停止工作并停在初始状态。控制压钳下行和上行的液压缸的是双线圈电磁阀，本身有记忆功能。
图1-1 剪板机设计要求图
2.设计思路
根据题目的设计要求，可以采用多种方案进行时序控制， PLC因其具有极高的稳定性以及很好的抗干扰的能力可以保证控制工作机构进行运动时有很好的保障。并结合本题目的要求，故决定使用PLC来控制工作机构的运动。
操作中，有可能会出现一些由于人为疏忽及其他的不可控因素而引发的不安全事件或机器失控状况，在此情况下，需要紧急切断电源，立刻停止机器运行，保证人身及生产设备安全。因此需要一个急停按钮来进行此操作。
在操作过程中如果部件未处于原点位置，为了设备安全不发生碰撞等事故，需要先回原点，因此需要考虑回原点操作。
开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON。按下启动按钮X10剪板机启动→Y0为ON,板料右行→限位开关X3→Y1为ON并保持,压钳下行→压紧板料后压力继电器X4为ON→Y2为ON,剪刀下行剪断板料→限位开关X2为ON→Y3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF压钳和剪刀同时上行→分别碰到限位开关X0和X1→开始下一周期，循环12次 3.设计流程
根据题目的设计要求，工作机构的工作流程如下
工作机构开机后首先检查是否处于原点位置，若未处于原点工作机构通过会
按钮返回原点，然后等待下一步指示操作。
按自动方式进行相应的动作，板料右行（Y0为ON）至限位开关SQ3动作，
然后压钳下行（Y1为ON并保持），压紧板料后，压力继电器KY为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Y2为ON）。剪断板料后，SQ2变为ON,压钳和剪刀同时上行（Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF），它们分别碰到限位开关SQ0和SQ1后，分别停止上行。都停止后，又开始下一个周期的工作，剪完12块板料后停止工作并且停止在初始状态。
无论在哪种情况下当急停按钮X12按下时立刻停止操作。
二 硬件设计
1．选择PLC型号和I/O点数 （1）PLC的型号选择
在设计I/O分配中有8个输入口，输出口为5个，故选用的是三菱的FX2N-24MR，继电器输出，输入电压为24V。 （2）限位开关的厂家型号选择。
选用ABB的型号为LS31P41B11行程开关。 （3）继电器的选择
压钳的下限位不能用行程开关来控制，所以选择压力继电器来控制压钳的下限位；同时电路中的继电器为标准配置。
2．I/O分配表
根据设计任务中的要求，需要4个行程开关，3个按钮和一个压力继电器，3
图2-1 I/0分配表
3、外部接线图
系统设置了4个限位开关，分别用于检测各部分的工作状态。其中，SQ0 检测压钳的状态。SQ1、SQ2 分别检测剪刀的状态，KY检测压钳是否压紧已到位的板料；SQ3 检测板料是否到位；系统未动做时, 压钳及剪切刀的限位开关SQ0和SQ1均开, SQ2和KY是断开的。
KM1控制送料机构电机的接触器；KM2、KM4控制压钳电机的接触器，驱动电机的正反转，控制压钳压紧和放松板料；KM3、KM5分别控制剪切电机的接触器，驱动电机的正反转，控制剪切刀上下运行；其输入输出端子分配如图所示：
图2-2输入输出端子接线图
4、电气原理图
用交流电机带动送料皮带，传送皮带送料只向一个方向运动，只要求电机向一个方向旋转即可，轻负载小功率电动机可直接起动，用熔断器和热继电器作短路、过载保护。使待剪板料自动快速稳定地输送到剪切位置。
压钳的作用是压紧板料，以利于剪切刀切断板料，压钳有上升和下降两种运动，要求带动压钳的电动机具有正反转运动，控制电路有联锁保护、用熔断器和热继电器作短路、过载保护。
剪切刀有两种运动，下行切断板料，然后上升复位，带动剪切刀机构的电动机也应具有正反转，用熔断器和热继电器作短路、过载保护。
图2-3 电气原理图
三 软件设计
1．功能表图
通过设计任务分析，画出控制系统功能图，如图所示：
图3-1 控制功能图
2．梯形图
从功能标图写出程序的梯形图，如下图所示：
图3-2 梯形图
图3-3 梯形图续
3．指令表图
通过对梯形图的分心，上机输入指令，并检测程序的正确性，指令表如图所示：
图3-3指令表
通过上机调试程序运行正常。
四 体会和收获
一周的课程设计在紧张而又繁忙中结束了，这次的课程设计让我对PLC技术又有了更深的认识。需要我运用多学科的理论知识与技能，分析和解决工程问题。
刚开始准备着手做课程设计时还是怀着好奇的心理,积极性还是很高的，但是过了一两天积极性就没有这么高了，因为那几天一个劲的忙找这找那的，整天也是忙的布不亦乐乎，然而由于没有过这方面的经验，所以一点头绪都没有，根本就没有不知道怎么做。通过老师的悉心指导和自己的认真学习，刻苦分析，查
阅相关资料，最终做完了课程设计。首先找到与我的设计有关的资料，分析并制定了设计总计划，然后选电气元件制作梯形图编写程序等等。
在老师的指导和自己的努力下，顺利完成了课程设计的任务和要求，使自己得到更进一步的发展。课程设计虽已结束，但我们钻研的精神不能结束，为把自己培养成对社会有用的人才而不断努力。
参考文献
[1]阮有德.《电工技能考核指导（中级电工）》.北京：机械工业出版社，2004
[2]廖常初.《PLC基础及应用》.北京：机械工业出版社
[3]史国生.《电气控制与可编程控制器技术》.北京：化学工业出版社，2004
[4]崇 凯.《机械制造技术基础》.化学工业出版社，1993
[5]黄如林.《切削加工简明实用手册》.化学工业出版社，2004
PLC剪板机课程设计
学生姓名： 闫忠全 专业班级： 09电气自动化2 指导教师： 闫运巧 完稿日期： 2011/12/22
目录
摘要 ............................................................................................................................................. 2 一 设计方案.................................................................................................................. 4
1.设计任务 ........................................................................................................................ 4 2.设计思路 ........................................................................................................................ 5 3.设计流程 ........................................................................................................................ 5
二 硬件设计.................................................................................................................. 5
1．选择PLC型号和I/O点数 ................................................................................ 5 2．I/O分配表 ................................................................................................................. 6 3．外部接线图 ................................................................................................................ 6 4．电气原理图 ................................................................................................................ 7
三 软件设计.................................................................................................................. 8
1．功能表图 ..................................................................................................................... 8 2．梯形图 ......................................................................................................................... 10 3．指令表图 ................................................................................................................... 11
四 体会和收获 ......................................................................................................... 12 参考文献 ............................................................................................................................. 13
PLC剪板机课程设计
摘 要 文章对我国发展低成本自动化的重要性等方面进行了研究。根据实
际需要和市场的需求，在常规的可编程控制器（PLC）和单片机控制中，选择了以可编程控制器为主的控制方案。
由于自动剪板机是一种可按加工要求，将金属板材剪开、自动计数、并由送料车送到下一工序的顺序控制的设备。由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广泛等优点与控制器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，在工业过程控制中的应用越来越广泛。加之PLC以其在硬件设计中采用了屏蔽、滤波、光电隔离等技术，在软件设计中采用了故障检测、信息保护与恢复等措施，进一步提高了PLC的可靠性。
关键词：可编程控制器 自动剪板机 自动控制 顺序控制
一 设计方案
1.设计任务
如图所示，开始时压钳和剪刀在上限位，限位开关X0和X1为ON，板料的右端在压钳和剪刀交接处的下方。按下起动按钮X10，首先板料右行(Y0为ON)至限位开关X3动作，然后压钳下行(Y1为ON)；压紧板料后，压力继电器X4为ON，剪刀开始下行(Y2为ON)，剪断板料后，X2变为ON，压钳和剪刀同时上行(Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF)，它们分别碰到限位开关X0和X1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完12块料后停止工作并停在初始状态。控制压钳下行和上行的液压缸的是双线圈电磁阀，本身有记忆功能。
图1-1 剪板机设计要求图
2.设计思路
根据题目的设计要求，可以采用多种方案进行时序控制， PLC因其具有极高的稳定性以及很好的抗干扰的能力可以保证控制工作机构进行运动时有很好的保障。并结合本题目的要求，故决定使用PLC来控制工作机构的运动。
操作中，有可能会出现一些由于人为疏忽及其他的不可控因素而引发的不安全事件或机器失控状况，在此情况下，需要紧急切断电源，立刻停止机器运行，保证人身及生产设备安全。因此需要一个急停按钮来进行此操作。
在操作过程中如果部件未处于原点位置，为了设备安全不发生碰撞等事故，需要先回原点，因此需要考虑回原点操作。
开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON。按下启动按钮X10剪板机启动→Y0为ON,板料右行→限位开关X3→Y1为ON并保持,压钳下行→压紧板料后压力继电器X4为ON→Y2为ON,剪刀下行剪断板料→限位开关X2为ON→Y3和Y4 ON,Y1和Y2 OFF压钳和剪刀同时上行→分别碰到限位开关X0和X1→开始下一周期，循环12次 3.设计流程
根据题目的设计要求，工作机构的工作流程如下
工作机构开机后首先检查是否处于原点位置，若未处于原点工作机构通过会
按钮返回原点，然后等待下一步指示操作。
按自动方式进行相应的动作，板料右行（Y0为ON）至限位开关SQ3动作，
然后压钳下行（Y1为ON并保持），压紧板料后，压力继电器KY为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（Y2为ON）。剪断板料后，SQ2变为ON,压钳和剪刀同时上行（Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF），它们分别碰到限位开关SQ0和SQ1后，分别停止上行。都停止后，又开始下一个周期的工作，剪完12块板料后停止工作并且停止在初始状态。
无论在哪种情况下当急停按钮X12按下时立刻停止操作。
二 硬件设计
1．选择PLC型号和I/O点数 （1）PLC的型号选择
在设计I/O分配中有8个输入口，输出口为5个，故选用的是三菱的FX2N-24MR，继电器输出，输入电压为24V。 （2）限位开关的厂家型号选择。
选用ABB的型号为LS31P41B11行程开关。 （3）继电器的选择
压钳的下限位不能用行程开关来控制，所以选择压力继电器来控制压钳的下限位；同时电路中的继电器为标准配置。
2．I/O分配表
根据设计任务中的要求，需要4个行程开关，3个按钮和一个压力继电器，3
图2-1 I/0分配表
3、外部接线图
系统设置了4个限位开关，分别用于检测各部分的工作状态。其中，SQ0 检测压钳的状态。SQ1、SQ2 分别检测剪刀的状态，KY检测压钳是否压紧已到位的板料；SQ3 检测板料是否到位；系统未动做时, 压钳及剪切刀的限位开关SQ0和SQ1均开, SQ2和KY是断开的。
KM1控制送料机构电机的接触器；KM2、KM4控制压钳电机的接触器，驱动电机的正反转，控制压钳压紧和放松板料；KM3、KM5分别控制剪切电机的接触器，驱动电机的正反转，控制剪切刀上下运行；其输入输出端子分配如图所示：
图2-2输入输出端子接线图
4、电气原理图
用交流电机带动送料皮带，传送皮带送料只向一个方向运动，只要求电机向一个方向旋转即可，轻负载小功率电动机可直接起动，用熔断器和热继电器作短路、过载保护。使待剪板料自动快速稳定地输送到剪切位置。
压钳的作用是压紧板料，以利于剪切刀切断板料，压钳有上升和下降两种运动，要求带动压钳的电动机具有正反转运动，控制电路有联锁保护、用熔断器和热继电器作短路、过载保护。
剪切刀有两种运动，下行切断板料，然后上升复位，带动剪切刀机构的电动机也应具有正反转，用熔断器和热继电器作短路、过载保护。
图2-3 电气原理图
三 软件设计
1．功能表图
通过设计任务分析，画出控制系统功能图，如图所示：
图3-1 控制功能图
2．梯形图
从功能标图写出程序的梯形图，如下图所示：
图3-2 梯形图
图3-3 梯形图续
3．指令表图
通过对梯形图的分心，上机输入指令，并检测程序的正确性，指令表如图所示：
图3-3指令表
通过上机调试程序运行正常。
四 体会和收获
一周的课程设计在紧张而又繁忙中结束了，这次的课程设计让我对PLC技术又有了更深的认识。需要我运用多学科的理论知识与技能，分析和解决工程问题。
刚开始准备着手做课程设计时还是怀着好奇的心理,积极性还是很高的，但是过了一两天积极性就没有这么高了，因为那几天一个劲的忙找这找那的，整天也是忙的布不亦乐乎，然而由于没有过这方面的经验，所以一点头绪都没有，根本就没有不知道怎么做。通过老师的悉心指导和自己的认真学习，刻苦分析，查
阅相关资料，最终做完了课程设计。首先找到与我的设计有关的资料，分析并制定了设计总计划，然后选电气元件制作梯形图编写程序等等。
在老师的指导和自己的努力下，顺利完成了课程设计的任务和要求，使自己得到更进一步的发展。课程设计虽已结束，但我们钻研的精神不能结束，为把自己培养成对社会有用的人才而不断努力。
参考文献
[1]阮有德.《电工技能考核指导（中级电工）》.北京：机械工业出版社，2004
[2]廖常初.《PLC基础及应用》.北京：机械工业出版社
[3]史国生.《电气控制与可编程控制器技术》.北京：化学工业出版社，2004
[4]崇 凯.《机械制造技术基础》.化学工业出版社，1993
[5]黄如林.《切削加工简明实用手册》.化学工业出版社，2004