基于plc的剥线机控制系统设计

1、*届毕业生毕业设计基于plc的剥线机控制系统设计系部名称（小3号黑体）专业名称（小3号黑体）学生姓名（小3号黑体）学号（Times New Roman小3）指导教师（姓名 职称 小3号黑体）二一六年五月目 录摘要1一、研究意义和背景2二、plc系统设计的一般方法3（一）Plc控制系统的组成31、硬件部分32、软件部分4（二）Plc系统设计步骤4（三）Plc系统设计方法51、经验设计法52、顺序功能图设计法63、逻辑流程图设计法6三、剥线机系统控制设计6（一）剥线机总体设计要求7（二）剥线机硬件系统设计8（三）剥线机软件系统设计11参考文献15摘要在本文中，笔者主要把基于PLC剥线机的控制系统作

2、为最主要的项目背景来研究，其中对应的重点工作如下:(1)综述了有关的基于PLC剥线机的控制系统上存在的研究背景和意义。(2)认真探讨了基于PLC控制系统的设计方法。然后从PLC的控制系统中的组成成分、设计的原则以及相应的分析入手，接着重点研究分析了有关的PLC控制系统，最后通过硬件和软件的不同设计之法以及步骤。(4)顺利的完成了PLC剥线机的控制系统设计，其中包括总体、硬件、软件等系统化设计。关键词：控制性 剥线机 设计 一、研究意义和背景就目前而言的话，我国现如今研制此种产品的企业一般还都集中沿海地区，并且逐步的呈现出两种不同的发展趋势:一种是，面向精度和要求都不是很高的中低端的用户，这部分

3、主要是以单片机作为最主要的控制核心，然后配和机械刀具制作而成剥线机，尽可能不去损坏铜芯，剥线机速度很快，废品率低下的特点，不过其整体的开发成本很高，设备也很昂贵。尤其是在国外，一些亚洲区厂家他们主要以生产现实中低档的产品作为主要业务，但是相对来说欧美的企业对剥线机研制还是以高端的产品作为最主要对手的，因此对剥线机整体的性能、精度的整体要求会更高，所以说机器就会变得更加的智能化、灵活化。 基于上面的现状，笔者提出用高性能的、稳定的、可靠的以及性价比很高的PLC设备作为剥线机整体系统中最为核心的控制部分，然后通过相关的定位进行准确步进电机的控制切刀运动，因此它综合两种不同系统使的综合性优点，因此其

4、既能够降低系统本身的成本，还能够能保证相应的精度，所以说他比较适合一些多种用户需求。预期的系统研制取得了成功，这样一来便能产生很大经济效益，所以说其广泛的应用在各种行业的电子行业线束加工。二、plc系统设计的一般方法（一）Plc控制系统的组成PLC的控制系统一般都是由硬件和软件两个部分构成。 1、硬件部分 PLC的控制系统在硬件上包括一些符合整体系统要求的PLC最新机型、PLC存储器容量、PLC输入和输出模块、PLC电源模块、PLC通信模块、PLC模拟量输入和输出模块以及还有相应特殊功能的模块等，其中还包括一些适合的外围装置，比如：输入的设备(按钮、开关以及传感器)、输出的设备(接触器、继电器

5、等)以及在执行装置中控制现场的设备(电机、水泵、阀门等)。2、软件部分 在PLC相应的控制系统里面，其中重要的软件部分一般有：相关的I/O的地址、相关的内部继电器、相关的定时器、相关的计数器等一些不同身份的分配和使用，然后到了后来可以根据不同的要求设计PLC的控制程序以及相应的智能机界面等。（二）Plc系统设计步骤PLC的控制系统在设计上一般都是具有下面几点步骤，具体的分析在下面:(1)分析控制的要求:需要在设计PLC整体控制系统的前面，进行深层次的了解和分析被控对象在相应的工艺和控制要求上面，其相应的设计很出色，也很令人满意，这便是分析控制系统。(2)确定输入/输出的设备:然后还需要根据一些

6、特殊的控制要求进行选择将要输入的设备(控制按钮、开关、传感器等)和输出的设备(接触器、继电器等)，最后确定PLC所需I/O点数。(3) I/O分配:规定相应的PLCI/O端子以及输入/输出的设备之间的一些对应关系，然后快速的绘制出I/O端子连接图。(4) PLC程序的设计:需要不断的根据控制的对象以及对应的控制要求对现有的PLC进行最新的编程。在PLC程序的整个设计阶段一般先画出程序流程图，再编写程序。(5)联机的调试:将现有的PLC程序和现场输入/输出的设备进行关联性调试，然后解决掉自己所发现的最新问题，进而使得整个系统能够满足实际的控制要求。(6)整理相关联的技术性文档:要整理技术性的文档

7、包括：设计的说明书，I/O的接线原理图，程序的清单，元器件的明细表，使用的说明书等。（三）Plc系统设计方法在实际的工程之中，PLC的程序设计上有着很多方法，比如:经验的设计之法、顺序的功能图解的设计之法、逻辑流程图的设计之法、解析之法(逻辑设计之法)、时序图的设计之法等等，所以说无论前三种方法都是很常用的，这也是整个文章在PLC的程序设计之中最为常用之法。 1、经验设计法 经验设计之法一般都是根据相关的系统性工艺流程以及相应的控制要求，然后运用自己或者别人曾经的经验来进行PLC程序的设计。有的时候为了得到相应的好设计，我们需要不断的进行很多次调试、修改。因此，这种设计之方具有着一定局限性以及

8、随意性。因而时候经验设计之法一般都是用在简单控制系统里，对于PLC程序的设计而言，其可完美的收到一些快速效果。所以说，对于那些复杂控制系统而言，他们基本上很少采用那些经验设计之法。 2、顺序功能图设计法 对于那些按照动作先后的顺序进行相应系统的控制的，它们比较适合使用那些顺序功能图之法进行有关的PLC程序的设计。这是因为，顺序的控制基本上都是按照一定的生产型工艺中规定动作的顺序，然后在输入信号作用之下。步有的时候可称之为工作之步，它一般都是表示在系统中对应的某种稳定化状态;转换的条件一般是指从一个步逐步的向另外一个步进行转移之时所必须要触发的条件;然后在每个稳定化状态(即所谓的一个步)之下，这

9、样便可以做出多个PLC整体输出动作。 3、逻辑流程图设计法 流程图又被称之为流程框架图亦或者是框架图，它一般都是用一些约定过的几何形式的图形、有向的线段以及相应的简单文字进行说明，通过这些来描述有关的控制系统所对应的处理过程以及关联性程序的顺利执行。流程图从某种结构上划分的话，其实他还是具有着单一顺序的开发风险，然后发顺序的流程之图所以一定要选择顺序化流程图。逻辑化的流程图在设计上一般都是根据相应的控制系统中存在的工艺流程，接着画出该系统中存在的逻辑化流程框架图，最后根据流程框架图进行相关联的PLC程序的再设计。因此，这种设计之法在某种程度上也可以看做是高级的语言编程之法。所以说，对于这种全新

10、的方法需要详细的描述以及掌握对应的控制系统和整个过程。三、剥线机系统控制设计 从目前来看，剥线机的发展其实主要有着截然不同的两种趋势，一种面向不同等级精度要求的最为低端的用户，另外一种，面向的一般都是精度要求很高的高端用户。因此，采用PLC的单片机来作为控制核心是最为合理的，如果再加上世界上相当先进的激光技术的话，其对应的生产效率将会高出很多，我们可以在精确的控制剥线长度，但开发成本高，设备贵。 （一）剥线机总体设计要求1、剥线机组成图4-1是剥线机的系统结构图，由上图我们可以了解到，剥线机的系统一般都是由三个最要部分组成的，所以有心人分别是液晶中应该显示的部分、PLC控制部分、步进电机部分。

11、所以说，其中的液晶显示部分同时也包括相应的信息输入到单片机和PLC键盘、用在显示控制单片机或则液晶的显示屏之上;所以说，PLC一般可以通过编程控制步进电机并要求其按照对应动作操作，来尽可能的实现完成的系统性功能。4-1 剥线机系统结构简图2、剥线机工作原理图4-2是剥线机的系统工作上的原理图，图中最右边的滚轮步进电机正在带动上和下进行右滚轮的转动，从而避免了被夹持的加工线上左右的移动;裁刀步进电机在带动上、下两裁刀向相反的方向运动后，一般都是通过控制上、下裁刀之间的位移，实现剥皮和裁线的功能;左滚轮步进电机带动上、下左滚轮的转动，进而带动被夹持的加工线路左右移动;扭线轮步进电机带动上、下左滚轮

12、(扭线轮和左滚轮一般都是在同一物理上系统上进行相反方向的运动，实现其对应的扭线功能。 4-2 剥线机系统的工作原理图（二）剥线机硬件系统设计 1、减少PLC输入点数原理4-3 剥线机系统按键编码原理图根据总体的设计要求来看的话，按照常规的PLC来说，其对应的输入以及接入将要从39点开始，尤其是plc的狂奔，小型的PLC一般都是有着16点还是比较骗人的，扩展输入最后将会极大的增加相应的成本。所以说，为了节省那些总体的输入点数，然后经过很多次方案的综合对比，其还是采用了如图4-3所示的按键的编码方案。然后她将36路输入按6X6矩阵的排列，然后途经在单片进行机编码之后，形成6路输出，然后再通过一定的

13、PLC编程解码。2、PLC设备选型及I/O分配由上文可知知道，剥线机可以实现每种不同可能的用途。其中对应的剥线机整体控制系统在PLC的输入、输出的模块上，应该对应的便是具体的应用规划，如4-4和4-5。4-4 剥线机控制系统PLC输入输出接线示意图（三）剥线机软件系统设计4-5 为剥线机控制系统PLC主程序流程图图4-5，剥线机控制系统PLC主程序流程图，所以需要不断的通过键盘进行输入各种初始参数值，因此信息的保存应该在对应寄存器之内。因此在程序完成后一定要执行的过程中都将会用到这些最初的信息。因此，在主程序之中一定要根据相应的“三段剥皮”相应的参数值进行判断，其是不是真正的进入到了两段剥皮的

14、程序流程之中，其是两块最为核心的模块，在下面的时候一定要好好的介绍下这两个模块。4-5 剥线机两段剥皮流程图4-6 剥线机三段剥皮流程图 4-7功能按键模块流程图剥线机的控制系统一般总共具有26个相应的功能型按键，其中每一个功能按键间都是通过数字按键进行相应的逻辑关系。然后这种功能按键相对应的信息经过所谓的PLC程序的解码激活之后，便需要设置一些标志位把相应的形式进行保存，然后我们可以根据不同按键性质的标志性组合，进而实现不同寻常的功能。图4-8数字按键输入模块流程图 剥线机的控制系统一共具有10个数字型输入按键，然后需要根据相关的要求进行输入，不过每次最多的话可以输入6个数字，也就是说基于PLC的程序可以通过相应的键盘最大程度的接收数字矩阵，其中能够接受的最大数字是999999。所以说这个模块在数字的按键输入上一般都是用在剥线机还没有启动之前进行关联性参数的设置阶段，因此在相应的功能键按下之后，紧接着按下相应的数字键，到了最后关头P