《机电控制与可编程控制器 技术课程设计》说明书 题 目： 泡沫塑料自动切边机设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 班 级： 指导教师： 设计地点： 设计时间：
学生姓名： 泡沫塑料切片机控制原理
切片机的控制要求
(1)原理图
切片机控制系统原理，如图2-1所示，切割厚度由4位拨盘开关设定输入，范围为000.0～199.9mm。在刀架电机的转轴上装有调速齿轮，沿圆周均匀开5个槽，使用二线制接近开关，电机转轴每转1圈，向PC发出5个计数脉冲，转两圈刀架高度变化1mm，接近开关发出10个脉冲，根据设定的切割厚度可以简单的计算出PC应
计的脉冲个数。电机轴转速为10转/秒，PC的计数频率应达到50HZ，因此，采用CPM2A的单相高速计数功能，它的计数频率可达5KHZ。
带 CPM2A 锯 操作指令 输 交 磨 输 刀 拨盘 开关 流 台面 向后 行程 接 台面 接向前 近入 开触 落 关 调速齿轮
图2-1为切片机控制系统原理图
(2)工作原理示意图
泡沫塑料切片机把泡沫塑料切成一片片一定厚度的海绵，其工作原理如图2-2所示。泡沫块置于台面上，切割开始时，使台面后移到限位，接着刀架下降一定位移量并锁住，然后台面带动泡沫快一起前移至限位，旋转的刀片随之切割出一片一定厚度的海绵，台面再后移至限位，不断重复上述过程。台面的体积为长、宽、高分别为1米、0.5米0.005米的铁块。
上下刀架刀片滑套左丝杠滑轮滑套右丝杠泡沫塑料后前台面图2-2 切片机工作原理示意图 2.2 PLC控制系统的功能如下：
（1）两种工作状态：手动或自动。工作方式由选择开关S1确定，输入点00011接通时为手动方式，断开时为自动方式。由手动进入自动时，先停止手动状态工作，按下自动启动按钮后，根据拨盘开关设定厚度值，进行自动切割。过程如图2-3所示。由自动进入手动时，先停止自动状态开关，然后操作人员操作手动按钮，控制切片机的动作。
（2） 面向前或向后移动时，带锯电动机先启动，一旦带锯电动机停转，台面前移或后移就立即停止。
（3） 须在带锯电动机启动时（即刀片旋转）时才能进行磨刀控制。
（4）无论在手动或自动方式下，当按下总停按钮后，除了带锯，磨刀外，刀架、台面的动作立即停止。
（5）电接通后，台面刹车交流接触器KM7立即接通。
在自动方式下使用高速计数器，用编程器设置DM6642的内容为0114，表示使用高速计数的加模式、软复位，在DM0000～DM0003中为高速计数器建立中断比较表：
DM0000 比较的次数（在程序中置为1）
DM0001 目标值1低4位（在程序中计算设置）
DM0002 目标值1高 4位（在程序中置为0000） DM0003 比较1中断子程序号（在程序中下置为000）
后到位
台面向后 到位 落刀 台面向前 前到位 图2-3 自动方式下的工作流程
硬件电路设计 主电路图
切片机控制系统的主电路如图3-1所示。它共有5个电机，带锯电机驱动刀片旋转；两个磨刀电机带动砂轮对刀片研磨，使刀片锋利；台面电机为直流电机（直流电由晶闸管直流调速装置供给），驱动台面前移或后移；刀架电机通过蜗轮/蜗杆传动机构驱动左、右丝杆正转或反转，刀架随滑套上移或下移，刀架电机制动方式为电磁刹车，电磁刹车使用制动电磁铁；QF1控制五台电机的通断情况； FU1～FU3分别对四台电机起过载保护作用；当电路某台电机出现故障时，空气开关QF会自动跳匝，使故障电机与电路分离，便于维修人员的检修，又不影响系统的工作。KM1～KM7为交流接触器的常开主触头，通过程序对交流接触器线圈通断的控制从而达到对电机的控制。FR1～FR2对各台电机起（过流、断相、短路、过载）保护作用，保证电路的正常工作。晶闸管直流调速装置主要控制直流电机M5的控制。
图3-1 切片机主电路
PLC外部电路图
本设计选用日本欧姆龙CPM2A系列可编程控制器控制电机的切片，切片机的工作方式有两种；自动和手动。CPM2A是一台设有20点，30点，40点和60点I/O端子的PLC。它有两种输出方式分别为：继电器输出型和晶体管输出型，并有二种电源可用。为使PLC的I/O容量提高到最大的120点I/O，与CPU单元连接的扩展单元可多达三个。有三个扩展单元可用：20点I/O单元有12点输入单元和8点输出单元。将3个20点I/O单元与60内装I/O缎子的CPU单元连接就得到120点I/O的最大I/O容量。本设计在两种方式下的输入点共有30个（输入端子有24个，输出端子有6个），超出PLC本身24个输入点，由于手动和自动只能以一种方式工作，故某些输入点可以分时复用，一点顶两点用，还考虑留有15%～20%余量，所以本系统选用60点I/O端子的PLC。
PLC外部接线图如图3-2所示。其中，高速计数的输入点是00000；QF2是控制PLC的电源通断，FU4对PLC以及其外部电路起过载保护作用；S1选择开关对工作方式进行选择（手动或自动），接通是为手动方式，断开时为自动方式；SB0为落刀按钮，控制落刀程序；SB1为抬刀按钮，控制抬刀程序；SB2台面向前按钮；SB3为台面向后按钮；SB4为刀架停止按钮；SB5为台面停止按钮；SB6为带锯启动按钮；SB7为带锯停止按钮；S2为磨刀开关，控
机电控制与可编程序控制器课程设计
