基于PLC的紙板切割控制系統的設計

魏穎 沈陽工學院

基于PLC的紙板切割控制系統的設計

魏穎 沈陽工學院

本系統由歐姆龍CP1H型PLC作為控制核心，構建一個紙板切割控制系統。在CX-Programmer軟件中對程序進行編譯，然后將程序下載到PLC中，并通過組態王軟件將實時數據回傳。基于PLC的紙板切割控制系統可明顯提高紙板切割機的自動化程度，最重要的是可以減少生產過程中對人體的傷害和實現對資源的節約。

歐姆龍PLC 組態王軟件 CX-Programmer

1 硬件系統方案

在硬件設計方面，我們通過采用歐姆龍CP1H系列可編程控制器來對系統中的繼電器、撥盤開關、電機、傳感器以及其他的一系列電氣元件進行控制，從而保證整個系統的正常運行。

紙板切割控制系統的硬件設計，切割厚度由4位撥盤開關設定輸入，范圍為000.0～199.9mm。在刀架電機的傳動軸上裝有測速齒輪，沿圓周均勻開5個槽，使用二線制接近開關，傳動軸每轉1圈，向PLC發出5個計數脈沖，根據設定的切割厚度可以簡單的計算出PLC應計的脈沖個數。傳動軸轉速為10轉/秒，PC的計數頻率應達到50HZ，因此，采用CPM1A的單相高速計數功能，計數頻率可達5KHZ。

2 軟件系統方案

本次設計中我們將采用的是歐姆龍公司的CP1H系列的可編程控制器，采用歐姆龍公司的編程套件中可編程控制器編程軟件CXProgrammer仿真軟件對本系統軟件部分進行編程。

在基于PLC的紙板切割控制系統中，系統的工作狀態為自動。循環任務的程序由公共程序、自動程序和手動程序三部分組成。其中公共程序對帶鋸電機、臺面和磨刀電機進行控制。我們在程序設計中采用20.02對表示自動狀態。在自動狀態的情況下，我們選用23.00～23.05這幾個內部的輔助繼電器用來作為工作步標記。

3 紙板切割控制系統原理圖

基于PLC的紙板切割控制系統的工作原理如下：

紙板放在待切割平臺上面，當開始進行切割的時候，使臺面后移，接著刀架降落到指定位置并制動閉鎖，然后臺面帶動紙板前移，此時刀片即完成一次切割動作，臺面再次后移，臺面在水平面上旋轉90°，臺面前移，刀片再次完成一次動作，臺面再后移，重復以上動作，即完成切割。切割系統工作原理，如圖1所示。

圖1 切割系統工作原理示意圖

CP1H控制系統硬件設計的關鍵部分是設計CP1H的外部電路，根據以上所選的CPU模塊型號、各擴展模塊的型號以及本機的I/O地址，給出I/O資源配置表如表1所示。

表1 切割控制系統I/O地址分配

4 紙板切割系統控制程序設計

PLC控制系統的功能如下：

按下自動啟動按鈕后，根據撥盤開關所設定厚度值，將進行自動切割。PLC控制系統過程，如圖2所示。

圖2 自動方式下工作流程

5 紙板切割控制系統組態通信

在通訊標準HostLink中，該標準支持PLC與組態王通過數據連接線進行實時通訊。在本次的設計中我們選擇的PLC的型號是CP1H-E40DR-A，如果想要實現二者之間通訊，則我們必須要先調試好CX-Programmer軟件和組態王軟件之間通訊協議，并且需要對一系列參數進行設定，還需要將地址準確無誤映射到組態王軟件的字典中。然后將程序下載到PLC，我們可以通過合適的數據傳輸線纜把實時的數據傳到組態王軟件中，實現控制。

[1]徐世許,王美興．電氣控制技術與PLC[M]．北京：人民郵電出版社,2013:79-79

[2]余成波,胡新宇,趙勇.傳感器與自動檢測技術[M].北京：高等教育出版社,2006

[3]呂景泉.自動化生產線安裝與調試（第2版）[M].中國鐵道出版社,2009