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基于PLC的切片机的电气控制
广东石油化工学院本科毕业设计：
基于 PLC 的切片机的电气控制
学号：
毕业设计说明书
题目：
基于 PLC 的切片机的电气控制
Electrical Control of the Slicing Machine Based on PLC
学院机电学院专业 机械设计制造及其自动化 班级
学生指导教师（职称）（副教授）
0
完成时间2015年3 月 12日至2015年 6月 1日
摘要
摘要
随着科学技术的发展，泡沫塑料切片机在现在加工行业中应用越来越广泛。
泡沫
塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、
吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。
几乎各种塑料均可作成泡
沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。
本文是介绍可编程序控制器泡沫
塑料切片机的结构及工作原理上，设计了一个关于 PLC 控制的泡沫塑料切片加工控制
器。
主要设计切片控制器的硬件电路图、控制程序方框图，并对一些相关的元器件及
PLC 进行了选型分析和设计。
这次所设计的泡沫塑料切片机主要操作对象是工业中的
塑料泡沫，采用的是自动化控制技术，从生产而言，基本上实现了泡沫塑料切片机在
生产过程中的半自动化和自动化。
与以前手工切片机相比在效率上有明显的提高。
关键词：
泡沫塑料；半自动控制；自动控制；切片机；可编程控制器
Abstract
With the development of science and technology, application and foam cutting machine
in the processing industry is now more widely. This paper is this paper introduces the
structure and working principle of the program controller foam cutting machine, a PLC
control foam automatic slicing processing controller is designed. Foam is consists of a large
number of microporous gas liquid dispersion in solid plastic to form a kind of high polymer
material, which has the characteristics of lightweight, heat insulation, sound-absorbing, shock
and and dielectric properties superior to the base resin, a wide range of uses. Almost all kinds
of plastic can be made into foam, foaming molding has become an important area of plastic
processing.Main design automatic slicing controller hardware circuit diagram, control
program block diagram, and the selection of analysis and design of some related components
and PLC. The design of the foam automatic slicing machine main operation object is
industrial plastic foam, the is automatic control technology, from the production, basically
realized foam cutting machine in the production process automation. Compared with the
previous manual slicer has obvious improvement in efficiency.
Keywords:
foam;semi-automaticcontrol;automaticcontrol;slicingmachine;
programmable controller
-I-
广东石油化工学院毕业设计：
基于 PLC 的切片机的电气控制
摘要 .................................................................................................................................................................I
Abstract........................................................................................................................................................II
第一章概述...............................................................................................................................................1
1.1 泡沫塑料切片机的发展状况 ...........................................................................................................1
1.2 本毕业设计的目的 ............................................................................................................................1
1.3 本毕业设计的主要内容及要求...............................................................................................2
第二章硬件设计 .....................................................................................................................................4
2.1 切片机对电气控制的特性要求................................................................................................4
2.1.1 控制方式 ....................................................................................................................................4
2.1.2 选择最佳控制方案 ..................................................................................................................4
2.2 PLC 概述.........................................................................................................................................4
2.2.1PLC 发展及应用概况 ...........................................................................................................4
2.2.2PLC 的基本组成及特点.......................................................................................................6
2.2.3PLC 的基本工作原理 ...........................................................................................................7
2．3 PLC 常用机型介绍 ....................................................................................................................9
2．4 PLC 的分类................................................................................................................................10
2.5 PLC 的选型 ..................................................................................................................................10
2.5 PLC 系统的设计.........................................................................................................................14
2.6 主电路的设计 ............................................................................................................................17
2.7.1 电机的原理与选择................................................................................................................18
2.7.2 接触器 .....................................................................................................................................19
2.7.2.1 交流接触器.........................................................................................................................20
2.7.2.2 直流接触器........................................................................................................................21
2.7.3 继电器 .....................................................................................................................................22
第三章软件设计 ...................................................................................................................................24
3.1 PLC 控制系统设计 ....................................................................................................................24
3.2 系统统控制的 I/O 图................................................................................................................25
3.4 程序说明.......................................................................................................................................26
结 论 ............................................................................................................................................................32
致 谢 ............................................................................................................................................................33
参考文献 .....................................................................................................................................................34
II
附件...............................................................................................................................................................35
外文资料 ............................................................................................................................................35
中文翻译 ............................................................................................................................................40
III
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基于 PLC 的切片机的电气控制
第一章 概述
1．1 泡沫塑料切片机的发展状况
泡沫塑料切片机作为生产切削的主要机械，它的功能是将泡沫塑料切成厚度一定
的一片片,其驱动部分由台面,刀架,转轮,刀片,滑套以及左,右丝杆组成。
其基本工作原理
是:
台面带动泡沫塑料向前行,到达后限位时刀架下移切片,之后刀架上移,台面后退返回
初始位置,周而复始。
早期的切片机每次切片后进给量是通过时间继电器控制普通的三相异步电动机来
实现的，靠电磁刹车停止进给,但由于三相异步电动机的转速因负载的不同而变化，所
以每次进给量是不相同的，最终造成压力不均，致使切片厚度不同，甚至无法切片。
也有通过调整微动开关的位置来控制进给电机的停止，来实现压力控制，但由于微动
开关调整要凭借经验，所以也不利于调整。
随着工控技术的不断发展,可编程序控制器的性能价格比越来越高,步进电机受脉冲
控制,位移量取决于脉冲数,而 PLC 又具有脉冲输出、脉冲控制功能，PLC 与步进电机
很容易实现位置控制功能。
由 PLC 控制步进电机,构成开环控制来实现精确进给。
1．2 设计目的
通过实际的设计，使我们所学的理论知识与生产实践更紧密地结合起来，从而避
免大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个重要环节，是对以前所学
的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
在作毕业设计的过程中，可以综合性地运
用几年内所学知识去分析、解决问题，所学知识得到疏理和运用，使自己的实践动手、
动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争、去创造的自信心。
本毕业设计是在学完可编程控制器课程之后综合利用所学可编程控制器知识完成
一个可编程控制器应用系统设计。
该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问
题，巩固和加深“可编程控制器原理与应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本
掌握可编程控制器应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，加深
对可编程控制器软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作
打下一定的基础。
本课题把 PLC 作为开发工具，泡沫塑料切片机进行系统的控制设计。
设计要求具
备了一定的 PLC 硬,软件的设计能力。
通过本课题的设计，使我们了解了用 PLC 进行
设计的基本方法和步骤。
由于设计主要是独立完成的，因此培养了我们分析问题、综
合运用知识去解决问题的能力，以及独立工作的能力。
此外，设计脱离实际，使毕业
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第一章 概述
设计更有针对性。
显然，本课题作为毕业设计题目是很有意义的。
本题目中，主要对切片机的控制系统进行综述并设计，确定切片机控制系统的总
体方案，阐述切片机的工作原理，通过对 PLC 的选取与控制设计，从而实现泡沫塑料
切片机的手动,自动控制。
毕业设计的目的是培养实际应用的能力，具体要求是：
（1）熟悉常用控制电器的结构原理、用途，具有合理选择、使用主要控制电器的
能力。
（2）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节，具有阅读和分析电气控制线路的
工作原理的能力。
（3）掌握 PLC 的基本原理及编程方法，能够根据工艺过程和控制要求进行系统
设计和编写应用程序。
（4）增强电气设计的安全观念，有必要的保护措施。
1．3 本毕业设计的主要内容及要求
泡沫塑料切片机的功能是将泡沫塑料切成厚度一定的一片片。
其驱动部分由台面、
刀架、转轮、切片、滑套以及左右丝杆组成。
切片过程为：
先将泡沫块放在台面上
台面后退到限定位置 刀架下移一定位置量并锁住 台面带动泡沫块一起前移
到限定位置刀架下移切片旋转随之切割出一定厚度的海绵 台面后移至限位，
同时刀架上移动到初始位置。
不断重复上述过程。
本设计的软件设计：
系统的控制部分由手动程序、单机半自动、全线全自动程序设计等组成。
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基于 PLC 的切片机的电气控制
图 1-1 泡沫塑料切片机
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第一章 概述
第二章 硬件设计
2．1 切片机对电气控制的特性要求
2．1．1基本方式
泡沫塑料切片机的控制采用手动控制,自动和半自动三种工作方式。
2．1．2选择最佳控制方案
可编程控制器（简称 PLC），是随着现代社会生产的发展和技术的进步，现代工业
生产自动化水平的日益提高及微电子技术的飞速发展，在继电器控制的基础上产生的
一种新型的工业控制装置，是将微型计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体，
应用到工业控制领域的一种高可靠性控制器，是当代工业生产自动化的重要支柱。
本
设计用 PLC 进行设计。
2．2PLC 概述
可编程序控制器的英文为 Programmable Controller，在二十世纪 70-80 年代一直简
称为 PC。
由于到 90 年代，个人计算机发展起来，也简称为 PC;加之可编程序的概念所
涵盖的范围太大，所以美国 AB 公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制
器（PLC-Programmable Logic Controller），为了方便，仍简称 PLC 为可编程序控制器。
有人把可编程序控制器组成的系统称为 PCS 可编程序控制系统，强调可编程序控制器
生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。
2．2．1PLC 发展及应用概况
PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要
的产业之一。
世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。
产量产值
大幅度上升而价格则不断下降。
（一）技术发展动向：
1、 产品规模向大、小两个方向发展
大：
I/O 点数达 14336 点、32 位为微处理器、多 CPU 并行工作、大容量存储器、
扫描速度高速化。
可编程序控制器向大型化方向发展主要表现在下列几方面：
（1）与 DCS、SCADA 的相互渗透，出现“你中有我，我中有你”的情况。
为了
在工业控制领域有较大的应用市场，各制造厂商纷纷学习其他厂商产品的优点，取长
补短，从而使产品的适用范围更广，应用规模也从几十点扩展到成百上千点，功能扩
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基于 PLC 的切片机的电气控制
展也从单一的逻辑运算扩展到几乎能满足所有的用户需求。
使可编程序控制器不仅可
以完成模拟量的控制，还可以完成优化、计划和调度等管理功能。
加上开放和通信功
能的策略，开放系统的互连使不同产品之间的数据通信成为成为可能，也使应用范围
趋向多元化。
基于个人微机的控制技术使可编程序控制器得到发展，从而出现同一控
制设备能适应不同应用要求的情况，例如，可编程序控制器可用于有模拟量控制的场
合，DCS 能完成有关生产过程的逻辑控制和信号采集等。
一些 DCS 的产品也在 PLC
的产品一览表中出现，或反之。
此外，出现了包括 DCS、PLC 和工业 PC 三种平台模
块的通用组态工具，通用的底版母线，采用 OPC 技术，能用于顺序控制、回路控制、
批量控制和混合控制，能进行计算机功能模块的组合，可连接到以太网实现远程组态
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