基于PLC的胶订包本机控制系统设计毕业作品Word文件下载.docx
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摘要
随着印刷行业的迅速发展,对胶订技术的要求也越来越高,对胶订包本机自动化问题的解决也日益迫切。
在对国内外先进技术的了解和借鉴的基础上,本文介绍了一种包本机PLC控制的自动系统,主要介绍它的硬件、软件设计。
本系统采用PLC控制技术,实现包本机自动控制;
自动检测书芯和书皮;
加热温度自动控制;
故障显示、声音报警等功能。
从而提高了包本的质量和速度。
主要对主电路、控制电路和PLC软件的设计和器件的选择。
本设计的包本机采用托夹式的胶订包本设备,电机采用先进水平的变频调速器控制;
用可编程控制器、可进行调节的温控开关以及光电开关控制报警。
采用光-机-电为一体的检测手段来检测各个动作是否到位,作为报警的信号。
上诉所用的技术,可确保包本机在性能方面的稳定性和安全性达到技术指标。
关键词:
可编程序控制器;
变频调速器;
包本机
Abstract
Withtherapiddevelopmentoftheprintingindustry,therequirementsforperfectbindingtechnologyisalsogettinghigherandhigher,BindingMachineAutomationsolutionisincreasinglyurgent.UnderstandandlearnfromtheadvancedtechnologyathomeandabroadonthebasisofapackettothemachinePLCcontrolledautomatedsystems,introducesitshardwareandsoftwaredesign.ThesystemusesPLCcontroltechnology,Machinewithautomaticcontrol;
automaticdetectionofthebookblockandcover;
heatingautomatictemperaturecontrol;
faultdisplay,audiblealarmandotherfunctions.Toimprovethequalityandspeedofthepackagethis.Themaincircuit,controlcircuitandPLCsoftwaredesignanddeviceselection.
ThisdesignpackageThismachineadoptscarefolderBindingequipment,motorVVVFcontroloftheadvancedlevel;
programmablecontroller,adjustthethermostatswitchandphotoelectricswitchcontrolandalarm.Usinglight-machine-powerasoneofthedetectionmeanstodetectthevariousactionsareinplace,asthealarmsignal.
Appealwiththetechnologytoensurethepackagestabilityandsecurityofthemachineintermsofperformanceoftechnicalindicators.
Keyword:
ProgrammableLogicController;
Frequencyconversionspeedcontroller;
Packingmachine
目录
1 引言
在改革开放以来,印刷业发展迅速,并且随着市场经济的发展,印刷业还将继续保持增长的趋势。
与此同时,包本机的需求量也将伴随印刷业的发展保持较快的增长。
这就需要我们提高包本机的自动化程度,具有先进的微机及屏幕直接显示的自动控制系统,适合储存极复杂的程序,并具有简单的编程方法,多层次的人机对话系统,还可配备完善的附加设备。
从而来适应包本机的发展,行业的需求。
改革开放三十多年后的今天,书刊装订业已摆脱了笨重落后的手工操作基上实现了机械化、自动化操作。
目前,我国是世界上装订方式最多的国家(共有13种装法),是世界上装订从业人数最多的国家(占我国印刷从业人数1/3左右),是世界上装订标准最完善的国家(共有5项国家级标准),是世界上装订书刊数量最多的国家(每年书刊装订70多亿册,本册80亿册左右,不含特殊装法和部分海外加工数量)[1]。
今天,随着胶订机械市场的日新月异,以及本册的种类纷杂繁多,印刷企业对胶订包本机的要求也随之不断提高。
就国内的市场而言,从市场经济的角度考虑,客户对所购包本机的工作效率要求也有所改变。
市场要求厂商可以尽快的交货而导致绝大多数中小型印刷企业重视交货期大于包本机的价格。
因为一个有远见的企业是不会做出因为成本因数而丢失新客户甚至是老客户的决策。
时间就是金钱已经刻到每个经营者的脑海里,所以现在的胶订设备厂商的焦点是在于能不能制造出适合于新的市场需求且有竞争力的包本机。
随着我国进入WTO,国内包本机市场将逐步开放,国产包本机将无可避免地面临激烈竞争。
过去国外先进包本机虽然功能先进,但价格高。
所以,只走进了资金雄厚的大型印刷厂,用户主要是国有大中型企业,总体数量也不是很多。
但近几年,随着国有市场的改制,私有印刷企业的崛起,印刷与印后装订市场更加细化,在印后加工领域,胶订包本机的市场扩大,中国市场的持续稳定发展是毋庸置疑的[2]。
从这几年的调查数据来看,国产设备的市场占有率呈现逐年递增的态势,于2009年调查国产设备市场占有率上升到了65.8%,而国产设备的新增装机量的占比也逐年提高。
2009年的调查达到了87.3%的份额,在新增的158条装机量中,有138条来自于国产设备,进口设备仅占20条,进口设备主要以中高端设备为主,引进成本较高,中小型印刷企业只能望而却步。
此外,国产设备在成本低、投资回报率高的同时,还有服务周到的优势,随着其质量的不断提高,逐渐受到印刷企业的青睐[3]。
胶订一本高质量的书看似简单,其实并非如此,无论投芯、铣背、划槽、刷背侧胶及匀胶、上封皮、压痕、包书成型、收书、各光电监控系统、电气控制系统、各机械诸多的部件、热熔胶的各项技术指标、使用温度、工作环境等等,无论哪个环节都得调整到最佳状态,只有这些环节都满足校订工艺要求了,那么胶订一本高质量的书才会变成现实。
本机适用于各类中小型印刷厂进行书芯无线胶订包本。
其工艺流程为:
人工供给书芯、铣背、划槽、刷背胶、匀胶及刷侧胶、自动供给封皮、压痕、包书及收书,最终人工堆集等工序;
具有操作简单,包本精度高,安全可靠,维护方便,外形美观,占地面积小,自动化程度高等优点。
2 总体设计
由于可编程控制器控制技术电气结构简单、功能完备、可靠性好,所以本设计的电气控制系统采用PLC控制技术。
PLC可编程序控制器:
PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器,由于PLC一直处于发展过程,到现在也未下明确定义,现暂时定义是:
一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的,它采用可编程的存储器,用来在其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC的核心是微处理器,它是计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种工业自动控制装置的综合体,它具有稳定性高、体积小、功能强大、程序设计简单、运用灵活、维护方便等优点,在纵多领域中有着广泛的应用,比如冶金、能源、化工、交通、电力等[4]。
2.1PLC的基本结构
PLC的硬件主要有中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展单元接口、电源、和其他接口电路等部分组成[5]。
下图2-1为PLC的基本结构框图。
图2-1PLC的基本结构框图
其中CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入、输出设备与CPU之间接口电路,通信接口用于与编程器,上位计算机等外设连接。
2.2控制方式的分类
对于包本机的控制方法有三种。
即单片机控制、工控机控制、PLC控制方式。
单片机控制方式的优点是大量工作由计算机完成,节省劳动力,减少劳动强度。
缺点是编程复杂,维护、校正程序无法在现场完成。
工控机控制的优点是可靠性高、可维护性、抗干扰能力强。
缺点是稳定性不非常理想、对操作者、维护维修人员有较高的技术要求、相对整体成本高。
PLC控制方式优点是电气控制设备制造简单、运行可靠、维修方便、编程简单、可现场修改程序。
2.3PLC控制方案的优缺点
由于系统的控制核心部件是CPU,所以根据CPU选用的不同方式可以将系统的控制方案分为三种,本次设计采用的是PLC控制方案。
PLC是以微处理器为核心[6],综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术发展起来的一种工业自动控制装置,它具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活运用、维护方便等一系列的优点[7],因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中有着广泛的应用,成为现代工业控制的三大支柱(PLC、机器人和CAD/CAM)之一。
1、PLC方案的优点分析
PLC之所以能够在工厂中广泛运用主要是由于其有如下特点[8]:
(1)编程简单,使用方便。
PLC是面向用户的设备,因此大部分的PLC都充分考虑到现场工程人员的技能与习惯,绝大多数用的是梯形图编程语言,很容易让广大工程技术人员掌握。
(2)功能完善。
现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能,有具有A/D、D/A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网等很多功能。
(3)抗干扰能力强,可靠性高。
微机系统虽然具有很强的功能,但抗干扰能力较差,工业现场的复杂环境都有可能使微机系统不能正常工作。
而可编程序控制器是专门为工业控制设计的,在设计和制造过程中采用了多层次的抗干扰措施,分为硬件、软件干扰措施;
(4)体积小,维护方便。
PLC体积小、重量轻,非常便于安装。
一般的PLC都具有自诊功能,能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员,使操作人员检查、判断故障迅速方便。
是实现机电一体化的理想设备。
(5)设计安装简单、调试便捷。
采用PLC控制系统由于其软件硬件配置均采用模块化、积木式结构,且都已经商品化。
客户可以自由组成各种需要的控制系统。
PLC的用户程序大部分可以在实验室进行模拟调试,缩短了应用设计和调试周期。
2、PLC方案的缺点分析
PLC控制方案的缺点[9]:
(1)系统容量比较小。
可编程序控制器的数据容量和程序容量一般比较小,如果用大的容量PLC,由于需要的输入口和输出口比较少,增加系统的成本。
(2)系统的计算功能较弱。
因为系统是采用周期扫描,如果计算的量太大,整个程序扫描周期变长会导致系统无法正常工作。
(3)加工品种一般比较固定,柔性不好。
控制过程中需要将许多数据量固化在数据和程序存储器中,而不是采用输入工件参数后系统自动生成的方法,所以柔性较差。
2.4P
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