1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書填表時(shí)間： 08年 3月 25 日 指導(dǎo)教師填表學(xué)生姓名李 超專業(yè)班級(jí)05227指導(dǎo)教師張勇課題類型工程實(shí)際題目浮法玻璃掰邊機(jī)的PLC控制設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容玻璃掰邊機(jī)總體方案確實(shí)定，完成裝配圖玻璃掰邊機(jī)PLC控制主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo)掌握一般工程設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成。分析題目參數(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)要求，查閱15篇以上的相關(guān)文獻(xiàn)資料。圖紙量不少于1張A0。必須按要求格式撰寫0.50.8萬字的設(shè)計(jì)說明書。進(jìn)度方案布置任務(wù)，收集資料 1.5周設(shè)計(jì)方案分析、計(jì)算、草圖設(shè)計(jì) 4周繪制正式圖 3周編寫打印說明書 1周指導(dǎo)老師和評(píng)審老師審查 0.5周主要參考文獻(xiàn)玻璃加工技術(shù)PLC編程實(shí)用指南 宋伯生工

2、控組態(tài)軟件與PLC應(yīng)用技術(shù) 吳作明FX系列PLC編程及應(yīng)用 廖常初指導(dǎo)教師簽字： 張勇 教研室主任簽字： 年 月 日玻璃掰邊機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)05227 李 超指導(dǎo)教師: 張 勇摘 要：本設(shè)計(jì)在進(jìn)行了一系列的實(shí)地考察后，根據(jù)現(xiàn)實(shí)的工程需求，加上對(duì)可編程控制器的理解和分析，采用可編程序控制器Programmable Controller，簡稱PLC來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掰邊系統(tǒng)的控制。詳細(xì)講述了自動(dòng)掰邊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，著重對(duì)軟件開發(fā)與調(diào)試做了介紹，完成了掰邊的硬件配置和軟件設(shè)計(jì)，并利用MCGS組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 全文介紹了工控組態(tài)軟件MCGS的組成、結(jié)構(gòu)與特性，并以“玻璃掰邊機(jī)控制工程為例

3、，闡述了MCGS的組態(tài)過程及實(shí)現(xiàn)的主要功能。工程實(shí)踐說明，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠、操作簡便、自動(dòng)化程度高，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：玻璃掰邊機(jī)；可編程控制器；組態(tài)軟件Design of PLC control system for glass cutting machineAbstract:In the design of a series of field visits, according to the reality of demand, coupled with the understanding of the programmable controller and analysis,

4、a PLC (Programmable Controller, or PLC) to achieve automatic dosage system control. Described in detail the automatic dosage system design steps, focusing on software development and debugging done, completed the dosage hardware configuration and software design and of using Century star configurati

5、on software monitoring real-time system.This paper presents the composition, structure, and properties of all Chinese industry control configuration software MCGS. And takes “control engineering of glass cutting machine as an example to describe the process and accomplishment of MCGS. The engineerin

6、g result indicates that the system is reliable, convenient, and highly automatic, and has a great popularization using value.Key word: glass cutting machine, PLC, configuration software論文含全套圖紙，需要圖紙聯(lián)系QQ：838899316，加時(shí)說明畢業(yè)設(shè)計(jì)，如需要更多課題請(qǐng)聯(lián)系。每份設(shè)計(jì)含全套cad圖紙，價(jià)格為18元，支持支付寶交易目 錄一、玻璃掰邊機(jī)的結(jié)構(gòu)原理(一) 玻璃掰邊機(jī)的設(shè)計(jì)要求(二) 結(jié)構(gòu)原理二、玻璃

7、掰邊機(jī)的系統(tǒng)原理(一) 系統(tǒng)原理(二) 玻璃掰邊方式1手動(dòng)掰邊2.撞擊式掰邊3.氣動(dòng)掰邊(三) 玻璃掰邊的結(jié)構(gòu) (四) 壓輥式掰邊裝置的結(jié)構(gòu)特征三 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一工作原理二可編程控制器的組成三PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備四PLC的通信聯(lián)網(wǎng)五PLC在玻璃工業(yè)中的應(yīng)用六PLC在玻璃工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀1.高性能化2.網(wǎng)絡(luò)化 3.標(biāo)準(zhǔn)化四、玻璃掰邊機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)玻璃的輸送機(jī)構(gòu)2.掰邊壓輪 二系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)五、玻璃掰邊機(jī)的梯形圖六、 組態(tài)軟件的簡介及操作過程(一) MCGS簡介(二) MCGS組態(tài)軟件五大組成局部(三) 畫面的設(shè)計(jì)及動(dòng)畫制作(四) 組態(tài)創(chuàng)立的根本步驟(五) 報(bào)警的

8、輸出及處理七、 組態(tài)與plc的連接(一)設(shè)備窗口組態(tài)(二)支持硬件設(shè)備 (三)設(shè)備在線調(diào)試結(jié)束語謝辭參考文獻(xiàn)玻璃掰邊機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)05227 李 超指導(dǎo)教師: 張 勇前 言當(dāng)今玻璃工業(yè)新技術(shù)開展主要表現(xiàn)在兩大領(lǐng)域:平板玻璃工業(yè)新技術(shù)的研發(fā)方向及深加工玻璃新品種的開拓。冷端是浮法玻璃生產(chǎn)線中的重要環(huán)節(jié)，它將從退火窯出來的玻璃帶進(jìn)行切裁、掰斷、去邊后，使其成為合格的玻璃產(chǎn)品，并輸送至采裝區(qū)進(jìn)行取片堆垛或裝箱。浮法玻璃生產(chǎn)線較長，設(shè)備交叉點(diǎn)多，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，各局部協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，這對(duì)生產(chǎn)線后端的處理能力提出了更高的要求。玻璃掰邊機(jī)是玻璃冷端生產(chǎn)線的重要設(shè)備，一般安裝在切割區(qū)和加速區(qū)之后，它的作用是

9、將橫掰掰斷后的玻璃沿著縱切刀痕掰開，將玻璃的毛邊縱向掰開，留下合格的玻璃基片。為了便于搬取和減少二次改切的勞動(dòng)量，玻璃掰邊機(jī)是必不可少的。由于玻璃掰邊機(jī)是一種可按加工要求，將玻璃按要求掰斷并送到下一工序的順序控制的設(shè)備。根據(jù)實(shí)際需要和市場的需求，選擇了以可編程控制器為主的控制方案。它要求其控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力，而PLC是近幾年開展起來的一種新型工業(yè)控制器。由于它把計(jì)算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣泛等優(yōu)點(diǎn)與控制器系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點(diǎn)，在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用越來越廣泛。加之PLC以其在硬件設(shè)計(jì)中采用了

10、屏蔽、濾波、光電隔離等技術(shù)，在軟件設(shè)計(jì)中采用了故障檢測、信息保護(hù)與恢復(fù)等措施，進(jìn)一步提高了PLC的可靠性。玻璃掰邊是一個(gè)工程實(shí)踐的過程。工廠經(jīng)常要求進(jìn)行現(xiàn)場的監(jiān)控，但車間的溫度與環(huán)境無法進(jìn)行現(xiàn)場的檢測，于是應(yīng)用軟件與現(xiàn)場相結(jié)合，要求現(xiàn)場的所有情況全部的反響在軟件的動(dòng)畫中，于是選擇組態(tài)軟件來進(jìn)行現(xiàn)場的控制。組態(tài)軟件具有動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、工程報(bào)表、數(shù)據(jù)與曲線等強(qiáng)大功能，組態(tài)是一套基于Windows平臺(tái)的用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，在自動(dòng)控制中占據(jù)主力軍的位置，已逐漸成為上業(yè)自動(dòng)化的靈魂。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)

11、作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ControllerPC。個(gè)人計(jì)算機(jī)簡稱PC開展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic ControllerPLC，現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì)IEC對(duì)PLC的定

12、義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。組態(tài)Configuration為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有：1延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)

13、用程序，當(dāng)現(xiàn)場包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)；2封裝性易學(xué)易用，通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)甚至不需要編程技術(shù)，就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；3通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。最早開發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件，其

14、特點(diǎn)是具有簡單的人機(jī)界面MMI、圖庫、繪圖工具箱等根本功能。隨著Windows的廣泛應(yīng)用，Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比，其最突出的特點(diǎn)是圖形功能有了很大的增強(qiáng)。隨著國內(nèi)計(jì)算機(jī)水平和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，通用組態(tài)軟件的市場需求日益增大。近年來，一些技術(shù)力量雄厚的高科技公司相繼開發(fā)出了適合國內(nèi)使用的通用組態(tài)軟件。一、玻璃掰邊機(jī)的結(jié)構(gòu)原理(一) 玻璃掰邊機(jī)的設(shè)計(jì)要求所設(shè)計(jì)設(shè)備應(yīng)適用于薄玻璃及厚玻璃，特別適用于超厚超大規(guī)格玻的加工.利用該套設(shè)備，對(duì)于板厚512 mm玻璃的各種規(guī)格進(jìn)行掰邊，掰邊質(zhì)量良好穩(wěn)定，完全滿足深加工的要

15、求。最大規(guī)格為5 280 X 3 300 mm的超大板玻璃的連續(xù)自動(dòng)化掰邊，超厚超大玻璃板的自動(dòng)化規(guī)模生產(chǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)流水線的無人化,自動(dòng)化作業(yè)和檢測工作. (二) 結(jié)構(gòu)原理玻璃掰邊機(jī)廣泛的應(yīng)用于在玻璃原板的加工系統(tǒng)中,玻璃原板的板長檢測，板料進(jìn)料、掰邊、落料、長度調(diào)整等過程必須按一定的節(jié)拍控制精確度動(dòng)作，而且不同長度、不同厚度、不同材料的板材,各動(dòng)作行程、刀具位置等要求都不一樣，對(duì)于這樣的控制要求,傳統(tǒng)控制柜很難實(shí)現(xiàn),綜合考慮設(shè)備的性能/價(jià)格比，顯示直觀性、外表美觀性、靈活性等諸方面因素,本設(shè)計(jì)采用可編程控制器，根據(jù)玻璃掰邊機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。玻璃掰邊機(jī)是一種精確控制玻璃的加工尺寸

16、,將大塊玻璃原板進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)掰邊加工,并由輥道運(yùn)送到下一工序的自動(dòng)化加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)及原理如圖2-1所示。 圖 2-1 掰邊裝置示意圖1一氣缸；2一壓輥；3掰邊裝置機(jī)架；4調(diào)節(jié)裝置(滑車)；5一伸縮電機(jī)；6一玻璃；7輸送輥道；8輥道支架；設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵是氣缸型號(hào)的選取和壓力觸頭確實(shí)定以及橫梁位置的可調(diào)性。壓力觸頭為橡膠輪，輪上裝有絲杠，可調(diào)節(jié)三個(gè)輪子相對(duì)于玻璃邊絕對(duì)水平;帶有絲杠的手輪可調(diào)整橫梁的位置，從而保證在有效板寬改變或玻璃板偏等情況下自動(dòng)掰邊機(jī)能準(zhǔn)確地作用在玻璃邊上以實(shí)現(xiàn)掰邊的目的。二、玻璃掰邊機(jī)的系統(tǒng)原理(一) 系統(tǒng)原理玻璃掰邊機(jī)的原理是玻璃原板經(jīng)過切割后，在切痕處產(chǎn)生了一條應(yīng)力集中線

17、。從理論上講，只需要一外力即可完整地掰下玻璃邊。但是，由于玻璃的特性是硬脆易碎，其內(nèi)部應(yīng)力分布有很大的差異，并不是始終處于一種理想的均勻狀態(tài)，當(dāng)玻璃的邊部受力后，不一定按照切痕人為設(shè)置的應(yīng)力集中線斷開，而是產(chǎn)生一個(gè)不規(guī)那么的截?cái)嗝?，致使掰邊質(zhì)量千差萬別。掰邊系統(tǒng)可以通過操作pc機(jī)設(shè)定(手動(dòng)或自動(dòng))跑偏跟蹤方式、設(shè)定(一次或二次)掰邊方式、設(shè)定掰邊位置及壓輥壓下時(shí)間。掰邊輸送輥道由一臺(tái)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸送輥道上安裝一臺(tái)絕對(duì)值編碼器，用于確定玻璃的位置。掰邊輥道上設(shè)有兩只光電開關(guān)用于校驗(yàn),校核玻璃板的位置。輥道轉(zhuǎn)速由PLC通過變頻器控制電機(jī)確定。玻璃掰邊機(jī)是玻璃冷端生產(chǎn)線的重要設(shè)備，一般安裝在切割區(qū)

18、和加速區(qū)之后，它的作用是將橫掰掰斷后的玻璃沿著縱切刀痕掰開，將玻璃的毛邊縱向掰開，留下合格的玻璃基片。為了便于搬取和減少二次改切的勞動(dòng)量，玻璃掰邊機(jī)是必不可少的。玻璃掰邊機(jī)應(yīng)用于許多玻璃原板的加工操作，在設(shè)計(jì)玻璃掰邊機(jī)之前必須對(duì)幾個(gè)因素進(jìn)行考慮，包括玻璃掰邊機(jī)的掰邊能力、產(chǎn)率增強(qiáng)選件和平安性。玻璃掰邊機(jī)的類型由許多因素決定，諸如玻璃掰邊機(jī)可處理材料的長度、厚度和種類。 玻璃掰邊機(jī)的分類可以按照掰邊的方式來決定。(二) 玻璃掰邊方式1手動(dòng)掰邊手動(dòng)掰邊是利用人工手動(dòng)掰斷玻璃。如圖1操作工手持木棒或橡膠錘敲擊玻璃邊部使其掉落這是原始的方法，在浮法玻璃出現(xiàn)的初期使用，但是，對(duì)于厚玻璃或大規(guī)格的玻璃那么

19、要求敲擊多個(gè)部位才可，操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度很大，雙手用力不均勻，易造成玻璃板的少角或多角現(xiàn)象，導(dǎo)致玻璃的成品率非常低，掰邊的質(zhì)量也得不到保證，缺點(diǎn)明顯，現(xiàn)在根本不采用。特別是大板玻璃及12mm以上的厚玻璃，一人力量缺乏，兩人用力難以同步，多角、少角現(xiàn)象更為突出，嚴(yán)重地制約著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。圖1-1手動(dòng)掰邊示意圖2.撞擊式掰邊在浮法玻璃生產(chǎn)線冷端掰邊輥道的兩側(cè)的適當(dāng)位置，各安裝一個(gè)壓輪，如圖2，該壓輪的位置可以上下調(diào)節(jié)，玻璃原板經(jīng)過橫掰斷后，壓輪與帶有裂紋的玻璃邊相撞，促使玻璃的花邊落下，完成掰邊。這種方法對(duì)于薄玻璃一般為8以下的效果非常好，但對(duì)于厚玻璃那么非常差，掰邊后玻璃板掉角嚴(yán)重，坡口大，

20、不能滿足深加工的要求。圖1-2撞擊式掰邊示意圖3.氣動(dòng)掰邊目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了多種氣動(dòng)掰邊結(jié)構(gòu)形式，但其原理也根本一樣，即利用氣缸帶動(dòng)壓輪沖擊玻璃的邊部使其落下，如圖3所示。圖1-3氣動(dòng)掰邊示意圖(三) 玻璃掰邊的結(jié)構(gòu)玻璃掰邊機(jī)可以與縱切機(jī)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)跟蹤玻璃跑偏，其主要結(jié)構(gòu)為:1.伸縮輥道: 是通過調(diào)整輥道的寬度，使輥道的外沿和玻璃邊縱切線保持一致以利于玻璃掰邊。兩小車為一組，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)始終同步，電機(jī)動(dòng)力通過減速箱傳遞給絲杠。右側(cè)亦然。2.檢測光電開關(guān): 用于檢測玻璃是否到達(dá)掰邊區(qū)域。3.掰邊壓輪:具有二次掰邊功能，第一次采用導(dǎo)向氣缸帶動(dòng)尼龍輪，直接敲擊玻璃，去掉邊部，釋放一局部應(yīng)力。第二次采用輥

21、壓的形式，逐步增加邊部壓力，最后掰掉多余局部。這很好地保護(hù)了邊部斷口，提高了成品率。且去邊能力大為提高，對(duì)于25 mm厚的玻璃板，掰邊質(zhì)量良好。4.電動(dòng)機(jī)的選擇:電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)輥?zhàn)拥臐L動(dòng)，由于輥?zhàn)优c玻璃之間存在著較大的摩擦力，可以驅(qū)動(dòng)玻璃的向前運(yùn)動(dòng)。因此，輥道應(yīng)該具有較大的調(diào)速范圍，本次設(shè)計(jì)選用了國產(chǎn)的變頻電動(dòng)機(jī)TYCD-160-4-80-(90L)功率：0.16KW2.6KW頻率：5Hz80 Hz轉(zhuǎn)速：150rpm2400rpm5.氣缸的選擇.(四) 壓輥式掰邊裝置的結(jié)構(gòu)特征本次設(shè)計(jì)是采用壓輥式來進(jìn)行玻璃掰邊的。此玻璃掰邊機(jī)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩種方式，自動(dòng)操作又分為單工步、單周期和連續(xù)

22、運(yùn)行三種，給使用者更多的選擇時(shí)機(jī)。設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵是氣缸型號(hào)的選取和壓力觸頭確實(shí)定以及橫梁位置的可調(diào)性。壓力觸頭為橡膠輪，輪上裝有絲杠，可調(diào)節(jié)掰邊壓輪相對(duì)于玻璃邊絕對(duì)水平;帶有絲杠的手輪可調(diào)整橫梁的位置，從而保證在有效板寬改變或玻璃板偏等情況下自動(dòng)玻璃掰邊裝置能夠準(zhǔn)確地作用在玻璃邊上以實(shí)現(xiàn)掰邊的目的。壓輥式掰邊裝置壓輥均為尼龍材質(zhì)，掰邊寬度和長度微調(diào)，壓輥式掰邊裝置結(jié)構(gòu)簡單，整套設(shè)備的造價(jià)并不高，具有以下優(yōu)點(diǎn):1易于操作，崗位工可以根據(jù)玻璃的規(guī)格很方便地調(diào)解壓輥的位置及壓力的大小;2 磨損件少且更換方便，維修簡便，使用壽命長;3 掰邊質(zhì)量穩(wěn)定，掰斷后的玻璃根本無坡口、無掉角的現(xiàn)象，可滿足深加工的要

23、求。它不僅適用于薄玻璃，而且也適用于厚玻璃，特別適用于超厚超大規(guī)格的玻璃。利用該套設(shè)備，對(duì)于板厚418 mm玻璃的各種規(guī)格都能順利掰邊，掰邊質(zhì)量良好穩(wěn)定，完全滿足了深加工的要求。壓輥成功地做到了板厚15 mm、最大規(guī)格為5 280 X 3 300 mm的超大板玻璃的連續(xù)自動(dòng)化掰邊，實(shí)現(xiàn)了超厚超大玻璃板的規(guī)模生產(chǎn)。三 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)置了2個(gè)限位開關(guān)和1個(gè)接近開關(guān)，分別用于檢測掰邊壓輪所處的位置和玻璃是否準(zhǔn)確到達(dá)玻璃掰邊機(jī)壓輪的下方。SQ2 檢測掰邊兩壓輪的是否運(yùn)動(dòng)到下限位；SQ3 檢測掰邊兩壓輪是否運(yùn)動(dòng)到上限位即復(fù)位；系統(tǒng)未動(dòng)作時(shí),檢測玻璃到位的接近開關(guān)及掰邊壓輪的下限位開關(guān)SQ1、SQ2

24、均斷開, SQ3是閉合的。一工作原理當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),按下自動(dòng)開關(guān)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。首先，起動(dòng)玻璃輸送輥道。玻璃原板開始運(yùn)行。起動(dòng)自動(dòng)玻璃掰邊裝置，輥道繼續(xù)保持運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)玻璃原板碰到接近開關(guān)SQ1 時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始制動(dòng)，制動(dòng)延時(shí)結(jié)束后，電磁閥得電，氣缸開始向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)掰邊壓輪向下運(yùn)動(dòng)。玻璃掰邊壓輪運(yùn)動(dòng)到下限位SQ2停止運(yùn)動(dòng)，并且同時(shí)掰邊，延時(shí)開始。延時(shí)5s后，電磁閥得電，氣缸向上運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)掰邊壓輪向上運(yùn)動(dòng)。輸送玻璃輥道保持運(yùn)行狀態(tài)，把玻璃輸送到下一個(gè)工位上。板料的長度L 可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整, 玻璃原板的數(shù)量可預(yù)先設(shè)定。二可編程控制器的組成傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器-接觸器控制，但控制系統(tǒng)較復(fù)雜,大

25、量的接線使系統(tǒng)可靠性降低,也間接地降低了設(shè)備的工作效率。采用可編程控硬件制器較好地解決了這一問題。它是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備,不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制,還能實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信。因此,將PLC應(yīng)用于該控制,完全能滿足技術(shù)要求，且具有操作簡單、運(yùn)行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在此對(duì)PLC進(jìn)行簡單介紹，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，PLC是一種重要的控制設(shè)備。目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車23%、糧食加工16.4%、化學(xué)/制藥14.6%、金屬/礦山11.5%、紙漿/造紙11.3%等行業(yè)。

26、以下對(duì)PLC的開展、根本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等根本知識(shí)做一簡介。從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式模塊式兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置。1CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的存放器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶

27、程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、存放器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序以及工作數(shù)據(jù)。在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各局部的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。存放器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控

28、制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。PLC采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后，又返回第一條，如此周而復(fù)始的不斷循環(huán)。PLC的掃描過程如圖-。內(nèi)部處理通信操作輸入處理程序執(zhí)行輸出處理運(yùn) 行停止停止圖 4-1 PLC的工作原理這個(gè)工作過程分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。內(nèi)部處理階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器等。同信操作效勞階段，PLC與一些智能

29、模塊通信，響應(yīng)程序器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當(dāng)PLC處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作效勞等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、到程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。輸入處理又叫輸入采樣。在此階段，順序輸入所有端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存所對(duì)應(yīng)的映象存放器。在此輸入映象存放器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映象存放器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映象存放器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，只有在下一次掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原那么，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。循

30、環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，也可以說PLC是串行工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)并行工作有質(zhì)的區(qū)別。PLC的串行工作方式防止了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配的問題。由于PLC采用掃描工作過程，所以在程序的執(zhí)行階段即使發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映象存放器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一個(gè)周期的輸入采樣階段才能改變。掃描周期是一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。PLC的掃描時(shí)間取決于I/O掃描速度和用戶程序的長短，以及程序使用的指令類型。毫秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備通常是可以接受的，PLC的影響滯后是允許的，但是對(duì)某些I/O快速響應(yīng)的設(shè)備，那么采取相應(yīng)的處理措施。

31、如選用高速CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速記數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。影響I/O滯后的主要原因：輸入濾波器的慣性，輸出繼電器接點(diǎn)的慣性，程序執(zhí)行的時(shí)間，程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙?。我們?cè)诖瞬槐匾敿?xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各局部的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。存放器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模

32、。2.I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出局部I/O完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入DI，開關(guān)量輸出DO，模擬量輸入AI，模擬量輸出AO等模塊。 開關(guān)量是指只有開和關(guān)或1和0兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型4-20mA,0-20mA、電壓型0-10V,0-5V,-10-10V

33、等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的根本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。3.電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源220VAC或110VAC，直流電源常用的為24VAC。4.底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整

34、體。三PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)運(yùn)行編程軟件充當(dāng)編程器。人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏或觸摸屏式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)運(yùn)行組態(tài)軟件充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。四PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。

35、因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該

36、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次綜合考慮系統(tǒng)本錢、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。五PLC在玻璃工業(yè)中的應(yīng)用隨著微電了技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的開展，PLC已開展成為新一代工業(yè)控制機(jī)。它具有編程組態(tài)方便，硬件配置靈活、高可靠性和適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一，已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用于玻璃工業(yè)自動(dòng)化控制中。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必須根據(jù)玻璃原板自動(dòng)精確掰邊的工作特點(diǎn)及動(dòng)作要求進(jìn)行設(shè)計(jì),因此本方案采用了可編程控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)玻璃掰邊裝置的控制，設(shè)計(jì)思想如圖4-2所示。 圖4-2 總體設(shè)計(jì)方案簡圖六PLC在玻璃工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀在80年代初，我

37、國玻璃工業(yè)開始大量使用PLC產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和自動(dòng)化水平的提高起了很大作用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，在玻璃廠的各個(gè)生產(chǎn)車間根本上都能見到PLC的身影。它主要應(yīng)用于冷端設(shè)備控制和平板玻璃深加工設(shè)備的控制。根本上國際知名的PLC廠商的產(chǎn)品都有應(yīng)用，如西門子公司、施耐德公司、通用電氣公司、歐姆龍公司、A-B公司、三菱公司、光洋公司、富士公司等等，規(guī)格也各種各樣。由于各廠商的PLC產(chǎn)品互不兼容，編程方法、通信聯(lián)網(wǎng)也不太一樣，同時(shí)為玻璃廠供貨的設(shè)備廠家也很難統(tǒng)一使用同一家PLC產(chǎn)品。因此，目前玻璃廠使用的PLC產(chǎn)品形成網(wǎng)絡(luò)的很少，這也限制了玻璃工業(yè)自動(dòng)化水平的提高。隨著PLC技術(shù)的飛速開展

38、，將來在玻璃廠各個(gè)車間都可以普遍應(yīng)用PLC技術(shù)，它將是玻璃工業(yè)主要的自動(dòng)化控制手段。將來應(yīng)用于玻璃工業(yè)中的PLC主要有以下特點(diǎn)。1.高性能化高速在玻璃工業(yè)自動(dòng)化控制中，要求快速響應(yīng)的實(shí)時(shí)控制場合相當(dāng)多，如原料電子秤和冷端切裝機(jī)組控制等，為滿足要求，提高精度，越來越多的高速運(yùn)行的PLC產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用。智能熔窯熱工控制和冷端電氣控制都需要大量的智能模塊，這些模塊功能主要有:模擬量處理、高速計(jì)數(shù)、PID調(diào)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制、位置控制、模糊控制、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等功能。智能模塊的使用將使PLC的功能大大增強(qiáng)，簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程，使控制精度提高，調(diào)試時(shí)問減少。可靠由于玻璃生產(chǎn)是連續(xù)性的工業(yè)化大生產(chǎn)，因此對(duì)控

39、制系統(tǒng)的可靠性要求很高，一方面高可靠性的PLC將大量使用，另一方面具有冗余功能的PLC也將有用武之地。微型這種機(jī)型在原料車間和公用工程車問將用得較多。微型PLC價(jià)格廉價(jià)，移植了大型PLC的高級(jí)功能，還有很強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)能力，隨著性能價(jià)格比的不斷提高，將很適合單機(jī)自動(dòng)化或組成分布式控制系統(tǒng)。人機(jī)界面自動(dòng)化過程越復(fù)雜就越需要面向過程的人機(jī)通訊。觸摸屏是取代傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能操作顯示器，主要用于設(shè)置參數(shù)、顯示數(shù)據(jù)，以動(dòng)畫形式描述自動(dòng)化控制過程，簡化控制程序。因?yàn)槭÷粤藗鹘y(tǒng)的按鍵和儀表，所以大量減少配線，便于安裝調(diào)試。根據(jù)需要，還有編程功能和工業(yè)現(xiàn)場圖像監(jiān)視功能，它將會(huì)在玻璃廠得到廣泛的應(yīng)用。2.

40、網(wǎng)絡(luò)化 隨著玻璃工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，由一臺(tái)大型控制設(shè)備來處理的工作將越來越多地由小型PLC組成的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，或分散到I/ 0設(shè)備中。這樣一方面可以提高系統(tǒng)可靠性，減少電纜布線，另一方面使系統(tǒng)調(diào)整或擴(kuò)展比擬靈活。通過網(wǎng)絡(luò)，各PLC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳送，信息共享，也可以把變頻器、軟起動(dòng)器以及其它智能控制器等電氣儀表設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控管理。它主要有以下三種方式:分散型I/ 0這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是I/ 0與CPU不在一起，減少材料和安裝費(fèi)用，遠(yuǎn)程I/ 0可以就地分散安裝，用雙絞線或電纜與CPU高速通信，并具有自診斷功能。現(xiàn)場總線I/ 0這種系統(tǒng)可以直接安裝在現(xiàn)場導(dǎo)軌槽上，集檢測，數(shù)據(jù)處理

41、、通信為一體，可以代替變送器、調(diào)節(jié)器、記錄儀等模擬儀表，以開放的、獨(dú)立的、全數(shù)字化的雙向多變量通信代替 。標(biāo)準(zhǔn)總線該系統(tǒng)可以連接不同的控制設(shè)備，分別執(zhí)行不同的任務(wù)。PLC與計(jì)算機(jī)，智能控制器之問可以交換數(shù)字信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，從而實(shí)現(xiàn)分散控制或集中控制。 3.標(biāo)準(zhǔn)化 PLC也有缺點(diǎn)主要因?yàn)镻LC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉的，如專用總線，專用通訊網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/ 0模板互不通用等，編程語言雖然多用梯形圖，但具體的指令系統(tǒng)和表達(dá)方式并不一致，因此各公司的PLC互不兼容。由于玻璃廠的單機(jī)設(shè)備很多，供貨廠家所采用的PLC不可能是一家的產(chǎn)品，所采用的控制系統(tǒng)也不一樣，這就給聯(lián)網(wǎng)通訊、編程調(diào)試造成困難

42、，因此為提高自動(dòng)化控制水平，使用在windows平臺(tái)下開發(fā)的以IPC為控制核心的，符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)的全新一代開放型PLC將是玻璃工業(yè)應(yīng)用的方向。四、玻璃掰邊機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)玻璃的輸送機(jī)構(gòu)用交流電機(jī)帶動(dòng)送玻璃輥道，輥道送玻璃只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，只要求電機(jī)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)即可，輕負(fù)載小功率電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)，用熔斷器和熱繼電器作短路、過載保護(hù)。使待玻璃自動(dòng)快速穩(wěn)定地輸送到掰斷位置。當(dāng)玻璃到達(dá)接近開關(guān)，需要電動(dòng)機(jī)快速制動(dòng)，因此本主電路采用速度能耗制動(dòng)控制線路。能耗制動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)按停止按鈕切除三相電源的同時(shí)，定子繞組接通直流電流，產(chǎn)生靜止磁場，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場

43、的作用，產(chǎn)生電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而制動(dòng)。如圖5-1所示是采用速度繼電器控制的單向能耗制動(dòng)控制線路，速度繼電器KS安裝在電動(dòng)機(jī)軸伸端上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速較高，速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)閉合，為接觸器KM2線圈通電作好準(zhǔn)備。按下停止按鈕KM1線圈通電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離三相電源作慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸器KM2線圈通電吸合并自鎖，直流電源被接入定子繞組，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入能耗制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)速接近為零時(shí)，KS常開觸點(diǎn)復(fù)位，KM2線圈斷電釋放，能耗制動(dòng)結(jié)束。圖5-1 速度原那么控制的單向能耗制動(dòng)主電路2.掰邊壓輪 掰邊壓輪有兩種運(yùn)動(dòng)，下行掰斷玻璃，然后上升復(fù)位，掰邊壓輪由氣缸來帶動(dòng)。氣缸的動(dòng)作由電磁閥來控制。氣壓傳

44、動(dòng)主要有動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件組成。本次玻璃掰邊機(jī)中所用的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理：空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣，經(jīng)過后冷卻器和分水排水器進(jìn)行降溫及初步凈化處理后儲(chǔ)藏在儲(chǔ)氣罐中，再經(jīng)空氣過濾器、減壓閥和油霧器簡稱氣動(dòng)三聯(lián)件后，局部氣體到達(dá)氣控?fù)Q向閥，壓力將閥芯推開，氣體經(jīng)過換向閥使氣缸上下運(yùn)動(dòng)。圖5-2 氣壓傳動(dòng)原理圖二系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)1.PLC控制器的選擇隨著PLC技術(shù)的飛速開展，將來在玻璃廠各個(gè)車間都可以普遍應(yīng)用PLC技術(shù)，它將是玻璃工業(yè)主要的自動(dòng)化控制手段。此次設(shè)計(jì)選用了日本三菱公司的PLC三菱公司的FX系列，有豐富的指令系統(tǒng)，CPU處理速度快，運(yùn)行速度1.6us/步。程序容量

45、高達(dá)2700步/500步，小型機(jī)一般都到達(dá)3千步左右，最高可達(dá)5千步，而大型機(jī)最大也只有60千步。編輯工具的功能強(qiáng)大，無論是手持編程器還是編程工具軟件，其編程可監(jiān)控能力都很強(qiáng)。強(qiáng)大、統(tǒng)一的編程工具,是設(shè)計(jì)人員的最正確選擇。網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)大，此系列的各種機(jī)型都提供了通信功能。2.控制面板的設(shè)計(jì)自動(dòng)化過程越復(fù)雜就越需要面向過程的人機(jī)通訊。傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能操作，傳統(tǒng)的按鍵和儀表，大量減少配線，便于安裝調(diào)試。它將會(huì)在玻璃廠得到廣泛的應(yīng)用?？刂泼姘宀坏O(shè)計(jì)的美觀，還應(yīng)該更多的注重實(shí)用，以到達(dá)便于操作的目的。圖5-3 控制面板圖3.I/O端子分配隨著玻璃工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，由一臺(tái)大型控制設(shè)

46、備來處理的工作將越來越多地由小型PLC組成的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，或分散到I/ 0設(shè)備中。這樣一方面可以提高系統(tǒng)可靠性，減少電纜布線，另一方面使系統(tǒng)調(diào)整或擴(kuò)展比擬靈活。通過網(wǎng)絡(luò)，各PLC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳送，信息共享，也可以把變頻器、軟起動(dòng)器以及其它智能控制器等電氣儀表設(shè)備連接起來，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控管理。4.系統(tǒng)的流程圖啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過減速器使得輥道速度到達(dá)一定的要求，輥道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦力，帶動(dòng)玻璃開始向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)接近開關(guān),開始延時(shí)t1，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入速度原那么控制的單向能耗制動(dòng)，延時(shí)時(shí)間t1到，控制掰邊壓輪下降的電磁閥開始得電，氣缸向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)掰邊壓輪做同樣的下降動(dòng)作，當(dāng)掰邊壓輪下降到達(dá)輥道上設(shè)置的下

47、限位，延時(shí)繼電器開始得電，又一次延時(shí)t2開始，延時(shí)t2之后，控制掰邊壓輪上升的電磁閥得電，氣缸開始向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)掰邊壓輪作同樣的上升運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升到玻璃掰邊機(jī)的上限位，掰邊壓輪停止上升運(yùn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)開始得電，帶動(dòng)輥道繼續(xù)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得掰好邊的玻璃繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)工位，同時(shí)等待下一塊玻璃的準(zhǔn)確到位?？刂葡到y(tǒng)的流程順序如下圖圖5-5 控制系統(tǒng)流程圖5.系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)分析可知，本系統(tǒng)是一個(gè)多種工作模式的控制系統(tǒng)，運(yùn)用模塊化程序結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便等優(yōu)點(diǎn)。采用了條件跳步的功能實(shí)現(xiàn)多工作方式的控制，使每一種工作方式可以順利動(dòng)作。手動(dòng)操作：供維修用，即用按鈕對(duì)玻璃掰邊機(jī)的每一種動(dòng)

48、作進(jìn)行單獨(dú)控制。選擇手動(dòng)操作方式，然后再將運(yùn)動(dòng)選擇調(diào)至前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，按下起動(dòng)按鈕，X0接通，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，并且前進(jìn)指示燈亮，到達(dá)接近開關(guān)時(shí)，Y1接通，松開按鈕，電動(dòng)機(jī)開始制動(dòng)，制動(dòng)結(jié)束時(shí)，前進(jìn)指示燈熄滅；將運(yùn)動(dòng)選擇調(diào)至上/下運(yùn)動(dòng)，按下起動(dòng)按鈕，X0接通，Y0線圈接通，下降電磁閥得電，執(zhí)行下降動(dòng)作，到達(dá)下限位開關(guān)后，松開按鈕，掰邊壓輪停止下降，再按下停止按鈕，X4接通，Y3線圈接通，上升電磁閥得電，掰邊壓輪開始上升，碰到上限位開關(guān)時(shí)，松開按鈕，掰邊壓輪停止運(yùn)動(dòng)，完成一次運(yùn)動(dòng)，為保持平安，各相關(guān)動(dòng)作都沒有保持自鎖。自動(dòng)操作：中選擇連續(xù)工作方式時(shí)，起動(dòng)之后，輔助繼電器M200接通，程序可以自動(dòng)循環(huán)，此時(shí)，

49、X0接通，使M120線圈接通并自保持，移位存放器首位M100置“1，Y0線圈接通，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，輥道開始旋轉(zhuǎn)，玻璃開始前進(jìn)，前進(jìn)指示燈也同時(shí)亮起，到達(dá)接近開關(guān)后，X1接通，移位存放器M101置“1同時(shí)M100置“0，Y1線圈接通并自保持，待速度接近于零時(shí)，速度繼電器復(fù)位，常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，制動(dòng)結(jié)束，Y1線圈失電，其常閉觸點(diǎn)復(fù)位，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，前進(jìn)指示燈熄滅，待計(jì)時(shí)3秒后，T0接通，移位存放器M102置“1并M101置“0，Y2線圈接通，下降電磁閥得電，掰邊壓輪下降，碰到下限位開關(guān)時(shí)，下限位開關(guān)的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，掰邊壓輪停止下降，同時(shí)移位存放器M103置“1并M102置“0

50、，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，到達(dá)設(shè)定值時(shí)，T1接通，移位存放器M104置“1并M103置“0，上升電磁閥得電，掰邊壓輪開始上升，碰到上限位開關(guān)時(shí)，移位存放器M105置“1并M104置“0，此時(shí)移位存放器各位均被復(fù)位，又開始下一次的循環(huán)。在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，按下復(fù)位按鈕，玻璃掰邊時(shí)機(jī)執(zhí)行完本周期后，停在初始位置，而按下停止按鈕時(shí)，M120置“0，移位存放器復(fù)位，玻璃掰邊機(jī)處于當(dāng)前位置不再動(dòng)作。中選擇單周期工作方式時(shí)，由于X7接通，M200被復(fù)位，移位存放器不能復(fù)位，玻璃掰邊機(jī)運(yùn)行一個(gè)周期后停止。中選擇單步工作方式時(shí)，M200接通，但必須每按一次起動(dòng)按鈕，才能移位一次，所以玻璃掰邊機(jī)每執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作后就會(huì)停下來。

51、控制流程圖Plc狀態(tài)顯示，控制及組態(tài)監(jiān)控PLC傳感器三相電動(dòng)機(jī)工作流程圖啟動(dòng)輥道運(yùn)行加速完成并進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，循環(huán)掰邊完成，壓輥上升，輥道開始啟動(dòng)停止，壓輥下降進(jìn)入計(jì)時(shí)區(qū)，延時(shí)5秒開始能耗制動(dòng)停止PLC I/O接線圖變頻器接線圖03控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程1，電機(jī)的選用 由于此系統(tǒng)的要求電動(dòng)機(jī)功率2.6KW，輥道轉(zhuǎn)速3600m/h，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的總傳動(dòng)比是18：1，故電動(dòng)機(jī)選用Y100L2-4.型號(hào)(4級(jí))額定功率同步轉(zhuǎn)速TYCD-160-4-802.6KW2400r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量2.22.379kg2， 控制系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算0輸入轉(zhuǎn)速n1=2400r/min 總傳動(dòng)

52、比i=25 得：輸出輥道轉(zhuǎn)速n296r/min得：輥道最大速度Vmaxn2*R*3.14=96*0.48*3.14/60=2.41m/s當(dāng)l=3m時(shí),3*0.5*8.736=2.14*sS=2.4秒總耗時(shí)4.8秒!壓輥的下降時(shí)間計(jì)算：D其壓缸原理及具體動(dòng)作過程所設(shè)計(jì)為電磁換向閥.利用電磁吸力操作閥芯換位,本工程應(yīng)用三位四通電磁換向閥,原理:閥的兩端各有一個(gè)電磁和一個(gè)對(duì)中彈簧,閥芯在常態(tài)時(shí)處于中位.當(dāng)右端電磁吸合時(shí),銜鐵通過推桿將閥芯推至左端,換向閥就在右位工作;反之,左端電磁鐵吸合時(shí),換向閥就在左側(cè)工作.其控制過程如下:五、玻璃掰邊機(jī)的梯形圖PLC備有多種編程語言，供用戶選用。由于PLC是為了

53、在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，對(duì)PLC編程時(shí)可以不考慮其內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也不必使用計(jì)算機(jī)的編程語言，而把PLC內(nèi)部看作是由許多“軟繼電器等邏輯部件組成的。利用PLC所提供的編程語言，按照用戶不同的控制任務(wù)和要求編制不同的應(yīng)用程序，這就是PLC的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。PLC中常用的編程語言有梯形圖、語句表指令表、功能表圖等。梯形圖是一種圖形語言，在形式上類似于繼電控制電路。但它們不是真實(shí)的物理繼電器，并沒有真正的電流，只是一種能流。圖 6-1 系統(tǒng)的梯形圖六、 組態(tài)軟件的簡介及操作過程(一) MCGS簡介MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windo

54、ws平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和平安機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。使用MCGS，用戶無須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，已成功應(yīng)用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)

55、境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源原材料、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。(二) MCGS組態(tài)軟件五大組成局部MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五局部構(gòu)成，每一局部分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。1.主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口的翻開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。2.設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境

56、。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。3.用戶窗口：本窗口主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，諸如：生成各種動(dòng)畫顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。4.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫：是工程各個(gè)局部的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)局部連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。5.運(yùn)行策略：本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。包括編寫控制程序ifthen腳本程序，選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件

57、菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)立動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件(三) 畫面的設(shè)計(jì)及動(dòng)畫制作 MCGS(Monitor and Control Generated System),通用監(jiān)控系統(tǒng))是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，能夠在Windows平臺(tái)上運(yùn)行。通過對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理。以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和報(bào)表輸出等多種方式。向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案。充分利用windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具通用性在自動(dòng)

58、化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。本課題利用MCGS組態(tài)軟件來檢驗(yàn)，控制玻璃掰邊機(jī)PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況。MCGS組態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。MCGS組態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí),提供良好的平安機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境和“MCGS運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩局部互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。本課題利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)

59、備添加西門子S7200PLC。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì)PLC發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作了一個(gè)動(dòng)畫界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測試玻璃掰邊機(jī)PLC控制系統(tǒng)以及玻璃掰邊機(jī)PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)構(gòu)?？梢詫?duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。 利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)模擬玻璃掰邊機(jī)PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行

60、。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動(dòng)。使設(shè)置的控件能夠按照真實(shí)的情況動(dòng)作。檢驗(yàn)和測試玻璃掰邊機(jī)PLC控制系統(tǒng)對(duì)玻璃掰邊機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。實(shí)踐證明。將PLC可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件結(jié)合可以非常好地模擬玻璃掰邊機(jī)控制系統(tǒng)的測試運(yùn)行有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、檢測，具有良好的使用價(jià)值。(四) 組態(tài)創(chuàng)立的根本步驟：1.將所有I/O點(diǎn)的參數(shù)收集齊全，并填寫表格，以備在監(jiān)控組態(tài)軟件和PLC上組態(tài)時(shí)使用，I/O標(biāo)識(shí)是唯一地確定一個(gè)I/O點(diǎn)的關(guān)鍵字，組態(tài)軟件通過向I/O設(shè)備發(fā)出I/O標(biāo)識(shí)來請(qǐng)求其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。搞清楚所使用的I/O設(shè)備的生產(chǎn)商、種類、型號(hào)、使用的通信接口類型，