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咸阳师范学院2011届本科毕业论文
1.1电气控制系统的应用设计
1.1.1工业电气控制系统规划设计的基本原则
由于构成系统的核心设备及关键技术上的差别，工业电气控制系统规划设计的中心内容可以有很大的不同。但是，就工业电气控制系统规划设计的基本原则来说，各类系统却都是一样的。这些原则如下所述：
① 最大限度的满足被控对象的控制要求。不能满足被控对象控制要求的系统是毫无用处的。能最大限度地满足被控对象要求的设计，就是最好的设计。因而在设计前，应调查清楚生产要求，对机械设备的性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解。 ② 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统操作简单、使用及维修方便。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路；尽量缩短连接导线的长度；尽量缩减电器的数量，采用标准件，并尽可能选用相同型号的电器元件；尽量减少不必要的触点以简化电路；尽量减少不必要的通电时间。
③ 保证控制系统安全可靠，具有合理的使用寿命。为了保证线路工作可靠，最主要的是选用可靠的元件，如尽量选择机械和电气寿命长、结构坚实、动作可靠、抗干扰性能好的电器。
④在满足以上各点的基础上，尽量少花钱，多办事。
总的来说：工业电气控制系统规划设计的基本原则简化就是：适用、好用、耐用、经济。 考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有余量。此外，设计还应符合国家及安全管理部门的各种相关规定，设计选用的各种器件、器材应满足国家的各种相关标准。
1.1.2可编程控制器的软件
PLC的软件包括系统软件和用户程序。
系统软件有PLC制造商固化在机内，用以控制可编程控制器本身的运作。主要包括以下三个步骤：
（1）系统程序管理，它是系统软件中最重要的部分，主管可编程控制器运行管理、存储空间管理及系统自检。运行管理主要是时需安排，如何时输入、何时输出、何时计算、何时自检、何时通信等时间上的分配管理。存储空间管理指生成用户环境，规定各种参数、程序的存放地址。系统自检程序则包括各种系统出错检验、用户程序语法检验、句法检验、警戒时钟运行等；
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（2）用户指令解释程序，它是联系高级程序语言和机器码的桥梁。总所周知，任何计算机最终都是执行机器指令语言的。可编程控制器可用梯形图语言编程，把使用者直观易懂的梯形图变成机器易懂的机器语言，这就是解释程序的任务；
（3）标准程序模块及系统调用，它由许多独立的程序块组成，各程序块具有不同的功能，有些完成输入、输出处理，有些完成特殊运算等。可编程控制器的各种具体工作都是由这部分来完成的。这部分程序的多少决定了可编程控制器性能的强弱。
整个系统软件是一个整体，其质量的好坏很大程度上影响可编程控制器的性能。很多情况下，通过改进系统软件就可在不增加任何设备的条件下大大改善可编程控制器的性能。
用户程序由可编程控制器的使用者编制并输入，用于控制外部对象的运行。用户程序即是应用程序，是可编程控制器的使用者针对具体控制对象编制的程序。根据不同的控制要求，相当于改变PLC的用途，相当于设计和改变继电器控制设备的硬接线线路，也就是所谓的“可编程序”。程序既可由编程器方便的送入到PLC内部的存储器中，也能通过它读出、检查与修改。
1.2 瓦楞纸分切压痕机电气控制系统介绍
1.2.1瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制的背景
作为一个行业和我国国民经济的重要组成部分，包装业的发展日新月异，已经成为我国经济建设中所不可缺少的重要组成部分。高强度瓦楞纸是这一行业中，用量最大，涉及行业最广的重要外包装用材。总所周知，现代包装已不再是对产品简单的修饰，不再是产品的附属品，而已经成为产品的一部分了。甚至可以说，它就是一种产品，一种特殊的间接产品。这种间接产品对直接产品不仅有装饰、保护和说明的作用，而且起到了举足轻重的促销作用。
1.2.2 瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制意义
瓦楞纸分切压痕技术及设备的发展方向主要有两个方面，一是为满足小型和个体生
产企业的需求，向小型化、简易型、低价位、低档次发展；二是为满足大、中型生产企业的需求，向宽幅面、高速度、高精度、高自动化方向发展。PLC技术在瓦楞纸生产中的应用正是满足这些需求的技术保证。
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为了促进国内包装行业的发展，缩小同发达国家的差距，我国制订了该行业的总体目标：瓦楞纸生产线向机电一体化、智能化、自动控制方向发展；以控制理论和计算机技术为先导，引进新技术、增强自动开发能力；促进机械技术和自动化技术的结合，推进瓦楞纸生产线向机电一体化，进而向包装机械智能化迈进。
2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的介绍
2.1瓦楞纸生产工艺流程
瓦楞纸生产工艺流程包括开卷、压痕、涂胶、烘干、分切等工序，如图一所示：
砂轮 纸卷一 刀片 涂胶 烘干 分切 纸卷二 纸板 压痕 纸卷三
图（1）瓦楞纸生产工艺流程示意图
其工作原理是：开机后开卷机轴开始转动，把纸板装好后，再开压痕轴电机和分切轴电机，同时也让涂胶装置，烘干装置开始运行。在运行过程中压痕机的线速度要求与主轴开卷机轴的线速度保持一致。由于开卷机的速度是可调的所以用测速机检测主轴的速度，把检测到的电压输入到PLC，经过处理后再用变频器驱动控制压痕轴的速度。同样分切装置的转速也要根据送来纸板的速度进行调整，所以分切装置轴的驱动也要用变频器驱动。 分切装置上的分切刀片在分切一段时间后会变钝，磨刀装置对刀片进行磨削锐化，磨刀装置对刀片进行磨削锐化，磨刀分为手动磨刀和自动磨刀两种方式，自动磨刀时PLC会根据主轴的速度和分切轴的转速调整它的磨刀间隔时间。
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在生产的过程中纸板的传送会发生跑偏，影响分切的质量，所以纸板在传送过程中要随时进行纠偏，纠偏的方式有手动和自动两种方式。在自动纠偏时，在工作台的两边设有光点开关检测传送的纸板是否发生跑偏，PLC会根据检测的结果随时对其进行跟踪纠偏。 如果在机器的运行过程中涂胶装置的胶将要用完，PLC会根据检测到的信号停止主轴电机的运行，同时如纸板已经加工完，PLC也会根据检测到的信号停止主轴电机的运行。
2.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的工艺要求
2.2.1 压痕机的速度
压痕机的线速度要求与主轴开卷机轴的线速度保持一致，开卷机的速度是可调的，所以压痕锟由变频器驱动控制。根据开卷机的速度调整范围，要求压痕轴的速度范围为0~1500r/s，主轴的速度用测速机检测，输出电压为0~10V。
2.2.2分切装置的分切刀片
分切装置的分切刀片的位置可以根据要求调整，刀片的速度应根据纸板的速度变化而变化，所以分切装置的驱动也采用变频器驱动，同时又有最低转速和最高转速的限制，根据主轴速度和上、下限的要求确定的刀片速度范畴为300~1200r/s。
2.2.3磨刀装置
分切装置的分切刀片在分切一段时间变钝后，磨刀装置应对刀片进行磨损锐化，以保证分切刀片的锐利。分切刀片有锐利变钝的时间与分切装置的转速及切削纸板的多少有关，因此每次磨刀的时间间隔应与分切装置的时间保持一定的关联。磨刀时间与粗设的磨刀间隔时间由PLC上的模拟量电位器设定，设定刀片每次磨削的时间范围为5000~10000ms，磨刀时间间隔为5000~10000ms。
磨刀装置上的四片磨刀砂轮由不同的电磁阀控制，分别对四片刀片磨削，磨刀要求有手动与自动两种控制方式。手动时，按一次磨刀按钮进行一次磨刀操作；自动时，分切只要运行，PLC便根据粗设的磨刀间隔时间和根据刀片的速度微调的间隔时间，自动地进行磨刀操作。
每个刀片的磨刀装置可以人为地设置为工作及停止两种状态。
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