基于三菱PLC的棒料剪切机控制系统
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机是一种工业生产中常用的设备，用于加工各种金属板材。
随着自动化技术的不断发展，越来越多的企业开始使用PLC控制系统来实现对剪板机的自动化控制。
本文将介绍基于PLC实现对剪板机自动控制的设计方案。
一、PLC控制系统的基本原理PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
PLC控制系统由CPU、输入模块、输出模块、通信模块等组成。
它的工作原理是根据程序控制CPU的运行状态，从而控制输入和输出模块的状态。
PLC控制系统非常稳定可靠，而且易于安装和维护，因此在工业生产中被广泛应用。
二、剪板机自动控制系统的设计方案1. 系统框图设计剪板机自动控制系统的基本框图如下图所示：图中P为PLC，可以看到P的输入端通过探头检测工件、压力、位置等信号，输出端则连接着各种驱动元件，在PLC的控制下实现对剪板机的自动化操作。
其中，探头检测到的信号通过模拟输入模块进入PLC中，而PLC的输出信号则通过模拟输出模块输出到各种驱动元件中。
2. 硬件配置设计为实现对剪板机的自动化控制，我们需要对剪板机进行硬件改造。
具体的改造方案如下：（1）安装伺服电机，取代原有电机。
伺服电机是一种精度高、运行稳定的电机，适合用于精密控制。
通过PLC的控制，可以控制伺服电机的转速和运动方向，从而实现对剪板机的精确控制。
（2）添加探头传感器。
探头传感器用于检测工件的位置、大小、压力等参数。
当探头检测到信号时，PLC控制系统会根据预设程序进行对工件的切割。
（3）安装触控屏，取代原有的按钮控制方法。
触控屏操作简单，可以直观地显示加工工艺和状态，与PLC控制系统实现无缝对接。
通过触控屏，可以方便地对剪板机的工作模式、加工参数等进行设置和控制。
（4）添加安全保护装置，如急停开关、警示灯等。
在PLC控制系统运行期间，一旦出现异常情况，急停开关能够迅速切断电源保护设备和人员的安全。
基于PLC的自动剪板机控制系统设计
基于PLC的自动剪板机控制系统设计自动剪板机是一种广泛应用于工业领域的设备，其主要功能是对板材进行剪切加工。
随着工业自动化的不断发展，基于PLC的自动剪板机控制系统设计成为了一种常见且有效的解决方案。
本文将从系统设计的背景、系统结构、控制策略、硬件选型和软件开发等方面进行深入研究和探讨。
第一章：引言随着工业领域对高效、精确加工设备需求的不断增长，自动剪板机作为一种重要的生产设备，被广泛应用于钢铁、建筑等行业。
然而，在传统手动操作下，生产效率低下且存在安全隐患。
因此，基于PLC的自动剪板机控制系统设计成为了解决这些问题的有效手段。
第二章：系统结构设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术进行自动剪板机控制系统设计是目前较为常见和成熟的解决方案之一。
本章将介绍该系统结构设计中各个组成部分及其功能。
2.1 输入模块输入模块主要用于接收各种传感器信号，如压力传感器、光电传感器等，以实时监测剪板机工作状态和板材位置等信息。
2.2 输出模块输出模块用于控制剪板机的各个执行机构，如电动切割刀、送料装置等，以实现对板材的精确切割。
2.3 PLC控制器PLC控制器是整个系统的核心部件，负责接收输入模块的信号，并根据预设的控制策略进行逻辑运算和决策，并通过输出模块对执行机构进行精确控制。
2.4 人机界面人机界面是用户与系统进行交互和信息显示的接口设备，通过触摸屏或键盘等方式实现对系统参数设置、工作状态监测等功能。
第三章：控制策略设计自动剪板机需要根据具体需求进行不同的切割操作。
本章将介绍基于PLC的自动剪板机控制系统设计中常用的几种控制策略，并分析其优缺点。
3.1 定长切割策略定长切割策略是指根据预设参数对板材进行固定长度的切割操作。
该策略适用于需求相对固定的生产场景，具有操作简单、生产效率高的优点。
3.2 定宽切割策略定宽切割策略是指根据预设参数对板材进行固定宽度的切割操作。
该策略适用于对板材宽度要求较高的场景，可以保证切割出的板材具有一致的宽度。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机自动控制是现代工业生产中的一项重要技术，其实现是为了提高生产效率、降低成本、提升产品质量，本文将基于PLC实现对剪板机自动控制的设计进行详细介绍。
一、剪板机自动控制的意义剪板机是用于对金属板材进行切割加工的设备，传统的剪板机操作需要人工介入，存在劳动力成本高、操作复杂、效率低下等问题，而自动控制技术的引入可以解决这些问题，提高生产效率，降低成本，提升产品质量。
1. 系统框图设计剪板机的自动控制系统主要由PLC、传感器、执行器、人机界面等组成。
首先需要设计系统框图，明确各个部件之间的连接方式和信号传输路径，保证系统的稳定性和可靠性。
2. 传感器的选择剪板机自动控制系统需要使用液压传感器、接近开关、光电开关等多种传感器，用于实现对板材位置、板材厚度、压力等参数的检测和监控，因此传感器的选择至关重要。
3. PLC程序设计PLC作为剪板机自动控制系统的核心，需要编写相应的程序来实现对剪板机的自动控制。
程序设计需要考虑到各种工况下的情况，包括正常工作、异常情况、安全保护等，保证系统的稳定和安全。
4. 执行器控制执行器是剪板机自动控制系统中的重要部件，包括液压缸、电机等，通过对执行器的控制实现对刀具的移动、板材的压力等操作，需要设计相应的控制策略。
5. 人机界面设计人机界面是剪板机自动控制系统的操作界面，设计合理的人机界面可以方便操作人员对系统进行监控和操作，提高工作效率。
6. 安全保护设计在剪板机自动控制系统中，安全保护至关重要，需要设置相应的安全开关、紧急停止按钮等，保证在出现异常情况时能够及时停止系统运行，确保操作人员的安全。
三、基于PLC的剪板机自动控制系统的优势1. 提高生产效率通过自动控制，可以实现对剪板机的精确控制，减少人为操作中的误差，提高生产效率。
2. 降低成本自动控制可以减少人工成本，提高生产效率，降低生产成本。
3. 提升产品质量自动控制可以精确控制切割参数，保证产品质量的稳定性和一致性。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计剪板机是一种常用的机械设备，用于对板材进行切割，广泛应用于制造业中。
由于剪板机的切割过程需要高精度且操作人员需要长时间持续工作，因此需要自动化控制系统来实现自动控制。
本文基于PLC（可编程逻辑控制器）实现对剪板机的自动控制设计。
PLC是一种用于自动控制和工业自动化的专用电子设备，可以程序控制多个输入和输出，实现各种工业自动化应用。
PLC系统具有开放、灵活、易于编程和维护、可靠性高、抗干扰性强等特点。
本文将介绍基于PLC实现对剪板机的自动控制设计的过程和实现方式，包括硬件设计和软件编程实现。
具体包括以下几个方面：1. 硬件设计1）PLC选型：选择合适的PLC是关键。
根据剪板机的需求，可选用中小型PLC，如西门子S7-200、德尔TA等。
2）传感器选择和连接：在剪板机的自动控制系统中，需要选用多个传感器，如光电传感器、接近传感器等，用于检测工件的位置和状态。
一般将传感器放置在剪板机的进料口和出料口等位置进行控制。
3）电机驱动器：电机是剪板机的核心组成部分，需要选用合适的电机驱动器，如伺服驱动器、变频器等，用于控制电机的转速和运动方向。
4）控制面板：控制面板用于控制剪板机的启动、停止、调整等操作。
控制面板需要设计成符合人体工学的布局，易于操作。
2. 软件编程实现软件编程是实现自动控制系统的关键。
在剪板机的自动控制系统中，软件编程需要实现以下几个方面：1）输入和输出的配置：在PLC编程软件（如西门子的STEP 7等）中进行输入和输出的配置，确定输入输出信号的类型和地址，为后续程序的实现提供必要的条件。
2）梯形图程序的编写：在PLC编程软件中，根据剪板机的工作流程，编写相应的梯形图程序。
比如，程序需要检测工件的位置和状态，根据传感器的信号反馈，控制电机的启动和停止。
3）程序调试：在梯形图程序编写完成后，进行程序调试。
通过示波器、万用表等工具，对PLC的各个输入和输出信号进行检测，确保程序逻辑正确，可以正常运行。
基于PLC的剪板机控制系统设计分析
基于PLC的剪板机控制系统设计分析摘要：PLC应用与剪板机控制系统设计中，能够有效提升剪板机控制系统的自动化水平。
本文对剪板机工作原理以及运行要求进行了分析，然后就PLC在剪板机控制系统中的运用展开了探讨。
关键词：PLC；剪板机；控制系统；设计随着中国制造2025 的先进制造基本目标的落实，机械制造业的发展面临着巨大挑战，高效率、高精度和低能耗成为了当今制造业的主题。
与此同时，大型板料的加工制造正在迅猛发展。
大型板料的加工大都体现在下料或者整边，剪板机是加工大型板料最常见的机械设备。
剪板机的好坏一定程度上决定着板料加工的效率，因此，剪板机的研究逐渐受到国内外诸多专家学者的青睐，并涌现出一些相关的研究成果。
现场总线对自动横剪生产线进行了设计与研究；王耀等人研究了液压摆式剪板机，并对机架进行了相应的有限元分析；李轲等人基于ＲAM 对剪板机的数控系统进行了模块化开发；王志勇等人研究了应用集成技术在剪板机嵌入式数控系统的应用；佚名等人撰写了剪板机技术未来发展趋势；张耀等人对剪板机数控系统进行了设计；Gustafsson E 等人对金属材料剪板机的程序进行了设计与仿真；Ｒamesh Ｒ等人研究了斯沃数控系统的误差追踪控制。
虽然近年来对剪板机的研究逐年增多，但是，大都集中在剪板机的数控系统的设计，关于剪板机的电气控制系统的设计与研究仍未成熟，因此本文以剪板机为研究对象，基于数字技术对剪板机的电气控制系统进行设计与研究，对剪板机电气控制技术的发展有较强的指导意义。
1 剪板机工作原理及控制要求随着机械制造业的迅速发展，大尺寸的板料加工的效率将在一定程度上决定着机械加工整体效率。
剪板机的主要作用是用于板料毛胚的下料或者板料的边缘休整。
剪板机的效率将决定着板料加工的效率，剪板机能否实现精确的板料加工主要取决于剪板机的控制系统的精确程度。
图1 为剪板机的工作原理。
图1 剪板机工作原理剪板机主要包括上、下刀架，上、下剪切刀具、刀具调整间隙机构等主要部件。
基于PLC的棒材打捆机控制系统的设计
基于PLC的棒材打捆机控制系统的设计摘要本文介绍了基于PLC的棒材打捆机控制系统的设计。
通过对棒材打捆机的工作原理、动作流程进行分析，确定了打捆机的控制方式、控制器型号及其输入输出模块。
在设计控制程序时，采用了Ladder图的编程方式，实现了棒材打捆机的顺序控制、循环控制以及报警保护等功能。
最后，通过现场实验验证了控制系统的可靠性和稳定性。
关键词：棒材打捆机，PLC，控制系统，Ladder图，顺序控制，循环控制AbstractThis paper describes the design of a PLC-based control system for a rod bundling machine. By analyzing the working principle and action process of the rod bundling machine, the control mode, controller model, and its input and output modules of the bundling machine are determined. In the design of the control program, the programming method of Ladder diagram is adopted to realize the function of sequential control, loop control, and alarm protection of the rod bundling machine. Finally, the reliability and stability of the control system were verified through on-site experiments.Keywords: rod bundling machine, PLC, control system, Ladder diagram, sequential control, loop control1.引言随着工业化生产的不断发展，越来越多的机械设备被应用于工业生产中。
基于PLC的剪板机自动控制系统
基于PLC的剪板机自动控制系统本文介绍基于PLC的剪板机自动控制系统的背景和目的。
剪板机是一种用于切割金属板材的重要设备，目前广泛应用于金属加工行业。
传统的剪板机控制方式主要依赖于人工操作，存在安全性低、效率低下等问题。
为了提高剪板机的工作效率和安全性，自动化控制系统的引入成为迫切需求。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的剪板机自动控制系统，通过集成各种传感器和执行机构，实现对剪板机的自动化控制和监测。
它可以根据预设的参数和程序，自动完成切割操作，减少了人为操作的错误和风险。
本文旨在详细介绍基于PLC的剪板机自动控制系统的设计和实现原理。
将分析该系统对剪板机性能的提升效果，并讨论它的应用前景和发展方向。
通过本文的研究和探索，期望能为金属加工行业的自动化控制领域提供有益的参考和启示。
本文档描述了剪板机自动控制系统的整体结构和组成部分。
剪板机自动控制系统的主要组成部分包括：PLC（可编程逻辑控制器）：作为系统的核心控制设备，PLC 接收和处理来自各个传感器的信号，并根据预设的控制程序来控制剪板机的运行。
传感器：用于测量和检测剪板机运行状态的各种参数和信号，包括剪切压力、剪切长度、刀口位置等。
执行器：根据PLC的指令，执行相应的动作，如控制剪切刀的移动、控制毛刺清除装置的开关等。
人机界面：提供给操作员与系统进行交互的界面，通过触摸屏或按钮等方式，操作员可以监视和控制剪板机运行，并对系统参数进行设定和调整。
通信模块：用于与其他设备或系统进行数据交换和通信，如与上位机进行数据传输、与工厂网络进行连接等。
整个系统的工作流程如下：传感器检测剪板机的运行状态和参数，将信号传输给PLC。
PLC接收传感器的信号，并根据预设的控制程序进行逻辑判断和处理。
根据逻辑判断的结果，PLC通过控制执行器来实现对剪板机的控制，如控制剪切刀的运动、控制毛刺清除装置的启停等。
操作员通过人机界面监视和控制整个系统的运行，同时可以设定和调整系统的参数。
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计
基于PLC实现对剪板机自动控制的设计一、引言剪板机是一种用于金属加工的机床设备，其主要功能是将金属板材进行剪切、切割和成型。
在传统的操作中，工人需要通过手动控制剪板机的各种参数来完成加工，这种操作方式不仅效率低下，而且存在一定的安全隐患。
对剪板机进行自动化控制是非常必要和重要的。
在工业自动化领域中，PLC（可编程逻辑控制器）已经成为一种非常成熟和广泛应用的控制设备。
它可以实现对工业设备的自动控制，具有稳定、可靠、灵活等优点。
本文将针对剪板机的自动控制，设计一种基于PLC的自动控制系统，以提高剪板机的生产效率和安全性。
二、剪板机的结构及工作原理剪板机是一种通过上切刀和下切刀的相对运动来实现对金属板材的剪切和成型的设备。
其主要结构包括机架、上下刀座、主驱动装置、送料装置、夹紧装置等部件。
剪板机的工作原理是：工件被放置在上下切刀之间，然后启动主驱动装置使得上下刀座同时运动，完成对工件的剪切。
在整个加工过程中，需要对刀座、送料、夹紧等参数进行精确的控制，以确保剪切加工的质量和安全。
三、基于PLC的剪板机自动控制系统设计1. 系统总体设计基于PLC的剪板机自动控制系统主要包括PLC控制器、输入/输出模块、人机界面、主驱动装置、送料装置、夹紧装置等。
PLC控制器作为系统的核心控制设备，负责接收和处理来自各个传感器和执行器的信号，并根据预设的程序完成对剪板机的自动控制。
输入/输出模块用于实现PLC控制器与各个传感器和执行器之间的数据交换。
人机界面用于操作员对剪板机的参数进行设定和监控。
2. 系统功能设计（1）送料装置控制功能剪板机的送料装置主要负责将待加工的工件送入上下刀座之间。
在自动控制系统中，可以通过PLC控制送料装置的运动轨迹和速度，实现对工件的自动送料。
还可以设置送料装置的停止位置，以确保工件在切割加工中的位置准确。
（4）安全保护功能在自动控制系统中，还需要设计相应的安全保护功能，以确保在加工过程中的安全性。
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基于三菱PLC的棒料剪切机控制系统
1 引言
发动机的气门直接与高温燃气接触，受热严重而散热困难，因此一般采用耐热合金钢制造，如奥氏体不锈钢等。
而这种钢材的硬度相当大，使用普通的冲床等设备对原料进行剪切很难获得满意的精度。
如果采用手工砂轮切割，不仅劳动强度大，单是切口损耗就是一个非常大的浪费。
为解决这一问题，设计开发了一种新型的精密剪切设备，能够在产品质量、劳动生产率、工作环境等各方面都能带来可观的改进。
本文将主要其电气控制方面的内容做一简要介绍。
2 机床的基本构成
本机床为专用机械，特别为气门生产中的奥氏体棒料剪切下料所设计制造。
根据生产工艺的要求，可以实现自动上料，精确挡板定位剪切，完成从原料到位至成品分拣的全自动化运行。
并且能够实现前后棒料原料之间的无间隔衔接，提高工作效率。
除机座等必备部件之外，机床还有布料机构、上料机构、进料机构、夹紧机构、剪切机构、分料机构等。
其中布料机构和分料机构由气缸带动，上料机构和进料机构由轮轴带动，采用摩擦轮传动，传送可靠。
夹紧机构和剪切机构由油缸带动，剪切主冲切头高速运行，可保证剪切质量。
整个机床结构坚固，安装要求可靠固定，能够抵抗剪切时产生的巨大冲击作用力。
3 电气控制系统概述
本电气系统的设计制造，遵守国标《gb/t5226.1-96》的有关规定，以及其它的国标和机床行业特殊要求的有关说明，采用位置传感器、压力传感器检测，plc程序控制。
电气控制系统主要分两部分构成，即动力部分和运动控制部分。
在动力部分中，因为电机容量并不很大，对启动时的各参数要求也不很高，因此对除上料电机和进料电机以外的电机采用传统的“星三角”启动方式和直接启动控制方式，主回路为空开、接触器、热继电器方案。
为保证工序的衔接良好，上料电机和进料电机采用变频调速。
在系统的运行方式上，设有手动、半自动、自动三种工况，以分别适用于不同的操作条件。
其中手动工况为设备调试以及特殊工况下使用；半自动工况下每次可以完成一整根棒料原料的加工；自动工况下可以自动续料，连续完成
多根棒料原料的加工，为正常工作模式。
系统包括电气控制柜1台和操作台1台。
电气柜和操作台的控制面板上装有若干控制按钮（旋钮），并且在按钮旁边有相应的文字说明来解释按钮（旋钮）的作用，如控制给电、停止、急停等。
控制面板上还装有指示灯，灯点亮时，其相应的文字说明表示主机当时的运行状态，如电源有电、电机运行等。
启动分为两个按钮，只要当两个同时按下时才起作用，防止误启动。
设“停止”按钮，在系统运行时可以随时按压，此时plc停止输出。
设“紧急停止”自锁按钮，按下时不仅停止输出，并且整个控制系统断电。
在情况排除后，可旋转该自锁按钮，使其解除工作状态。
4 基于plc的控制系统
该控制系统结构如图1所示，触摸屏的工作参数设定、传感器的实时工况监视、操作台上的工况选择按钮组成plc的输入部分，其中触摸屏的参数输入通过com口与plc的通讯实现。
控制变频电机转速的变频器、控制油缸气缸动作的电磁阀以及实时工况指示灯组成了输出部分。
图1 控制系统结构示意图
4.1 plc型号的选择
由于三菱fx系列plc兼有整体式和模块式可编程控制器的优点，其功能强，响应速度快，因此选取该系列产品。
plc的输入点和输出点各需要30多个，参照其标准配置点数，选用fx2n-64mr。
该型号共有输入点32个，输出点32个。
为节约点数，也为了留出必要的空点以方便将来设备升级，将若干逻辑关系简单的输入输出改为继电器控制。
这样以来，实际使用的点数大约为58个（其中输入点30个，输出点28个）。
控制上料和进料的变频器采用三菱fr-
s500系列产品,触摸屏采用f940产品。
4.2 工序控制
每一根棒料原料所经过的工序如图2所示，各工序之间的衔接信号由行程开关、压力传感器和光电编码器等提供，前一工序的结束信号一般同时用作后一工序的起始信号，在必要时做相应的延时处理。
如压料工序，由光电编码器结合行程开关对棒料是否到达，以及是否离开压料位置进行判断；夹紧、剪切和松开工序由压力传感器和行程开关判断，在夹紧压力达到额定值时压力传感器发讯，开始剪切。
剪切完毕后刀头对应的行程开关发讯，夹紧油缸泄压松开。
图2 单件棒料加工工序
由于棒料原料的料头一般会存在一定的缺陷，不能直接用于后续加工。
所以对料头做特殊的处理上，即将尽可能少的料头剪掉。
因此设备要对马上要剪切的部位做出判断，以确定是否为料头部分，如果是料头部分，同时又在旋钮中选择了“剪料头”，则对料头进行“剪料头”工序。
对原料的尾料部分也要做相应的处理，在出料时增加“分料头”工序。
如果是开机后的第一根原料，这一功能可以比较容易实现，对于连续生产中的后续原料，则有赖于参数的设定，通过对触摸屏所设定的原料长度和下料长度的计算，可以预先知道每一根原料可以下料的根数，在完成这些根数之后的余料可以判定为料尾，而次料则可以认定为下一个料头。
需要注意的是，在计算时必须考虑必要的夹持长度。
系统具有自动计数功能，每一次有效剪切都将做一数值上的累加，保存在plc上可断电保持的数据寄存器中。
当累加到触摸屏所设定的生产计划数时，系统会暂停运行，提示操作者是否继续生产加工。
考虑到液压系统的特点，在电磁阀的动作上增加限制条件，即其只有在液压泵电动机正常后才能动作，可通过电动机启动延时来实现。
4.3 速度控制
根据生产工艺的要求，下料长度一般在60mm～280mm之间，又由于机床在运转效率及稳定性方面都有要求，因此系统设计运转速度随下料长度的增加而增加。
当下料长度较短时，上料电机及进料电机以慢速运行；反之则以快速运行。
上料工序分为两段，由变频器控制上料电机的速度，前段较快，后段较慢且与进料电机同速。
变频器一般都会支持多段速调速，在此上料电机实际使用7段速而进料电机使用6段速。
具体速度搭配如表1所示，从速度1至速度7依次加快。
当开机时或参数改变时，触摸屏确定的下料长度传至plc，程序判断下料尺寸所处范围，然后在合适工序期间触发相应的变频器通路，调出相应的速度。
该plc电气控制系统是强弱电混合系统，因此在控制柜的元件布置和走线上应有相应的考虑。
，接触器、空气开关和变频器等原件放置于电器柜中，而plc等放置于操作台中，以减少电磁干扰。
在plc的输出点连接电磁阀时，并联rc吸收装置，以消除电磁噪声。
该机床实际应用于大批量生产中，由于线路简化，操作方便，自动化程度高，可在类似场合推广使用。
5 结束语
该机床设计先进，属国内领先的产品，可完全替代昂贵的进口产品。
加工的成品端口质量好精度高，端面倾斜度≤1°，端面圆度≤0.04d，塌边长度≤0.2d，下料长度误差±0.15mm。
加工效率在20支/分钟以上，可大大提高劳动效率。
另外在节能降耗方面也有很大的提高。
据保守估计，使用该产品，仅计算降低刀口损耗方面的收益，一年就可以收回成本。