基于PLC的磨线机和剥线机控制系统的设计与实现

摘要

随着自动控制理论和PLC技术的发展，具有易于使用、功能强大、高可靠性、扩展能力强、广泛的适用性和组成控制系统的简洁性等诸多优点的PLC控制技术，得到了越来越广泛的应用。 本论文以作者研究的基于PLC的磨线机控制系统项目和基于PLC的剥线机控制系统项目为背景，从PLC控制系统设计的角度，探讨PLC控制技术的应用，完成了如下几项工作： （1）综述了PLC控制技术的产生、发展、国内外应用现状以及与其他控制技术的对比，介绍了磨线机控制系统和剥线机控制系统两个项目的来源、背景、国内外研究现状、研究意义。 （2）探讨了广泛适用的基于PLC的控制系统设计的一般方法。从PLC控制系统的组成、设计原则分析入手，重点分析了PLC控制系统硬件设计和软件设计的方法和步骤。 （3）实现了基于PLC的磨线机控制系统的设计，包括系统的总体设计、硬件设计和软件设计。在该系统的总体设计中，提出了分多段打磨的线径加工方法，分析了线径检测计算原理；硬件的设计又包括PLC设备选型、I/O分配、PLC接线图、线径检测器、模拟量输入模块、伺服放大器等内容；软件的设计包括多个模块的PLC程序的设计、多个画面的人机界面的设计。 （4）完成了基于PLC的剥线机控制系统的设计，包括系统的总体设计、硬件设计和软件设计。在该系统的总体设计中，分析了步进电机脉冲计算原理，采用了呈阶梯形的速度曲线来控制步进电机的加、减速运动的控制方法；硬件的设计又包括减少PLC输入点数设计、PLC设备选型、I/O分配、PLC接线图、步进电机等内容；软件的设计主要是PLC程序的设计，包括主程序、两段剥皮模块、三段剥皮模块、功能按键模块、数字按键输入模块等。 基于PLC的磨线机控制系统，经过一年多的生产运行，结果表明：该系统运行稳定、可靠，加工的金属细线品质好，据厂家认定，其性能指标已达到国外同类产品的技术水平（见附录）。基于PLC的剥线机控制系统，目前已进入后期调试、完善阶段，预期该系统的研制成功将能产生较大的经济效益。