铝塑门窗锯床控制系统及下料优化方法的研究

摘要

目前，在自动化领域主要的控制方式有继电器控制、微机控制和PLC控制三种。由于PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比，具有设计、安装、接线、调试工作量小，研制周期短，可靠性高，抗扰能力强，故障率低，对工作环境要求低，维护方便等一系列优点，因此，已成为国内外锯床的首选控制方案。而继电器控制系统因技术性能差，功能单一，将逐渐被淘汰掉。
　　本文针对铝塑门窗锯床改造这一具体的研究课题，提出了用PLC控制系统取代原有的继电器控制系统，采用伺服电机实现锯头精确定位，编制了下料优化软件实现了下料最优化配置，这对提升原有锯床下料精度、生产效率和降低成本都具有重要意义。
　　论文主要分两部分:首先是执行系统部分的设计，在这部分中设计包括基于PLC和伺服系统总体方案，软、硬件设计与实现方案，给出了具体的输入/输出接线图，并对基于PLC的控制系统的电机电器控制线路作了详细阐述，设计了电动机电器控制线路，阐述了电动机主电路及其电器控制电路的设计过程，进行了用户程序的设计，其中包括公用程序、手动程序、半自动程序，并给出了上述程序的梯形图;其次在上位机部分阐述了优化下料的方法，给出了优化算法、编制了相应的优化下料程序并进行了验证。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外关于金切锯床和锯床下料优化的研究现状

1．2．1 金属切削锯床研究现状及发展趋势

1．2．2 下料优化研究现状

1．3 本文的研究目标与应用前景

1．4 本课题主要研究内容

2 执行系统的设计

2．1 硬件系统的总体设计

2．2 PLC的选型

2．2．1 CJ1系列位置控制单元(NC)产品的特点

2．2．2 PLC的I／O电路

2．3 伺服电机的选择

2．3．1 伺服系统概述

2．3．2 执行电机的选择

2．4 本章小结

3 PLC控制系统硬件与控制线路设计

3．1 PLC控制系统电器元件的设计

3．1．1 PLC输入元件的配置

3．1．2 PLC输出元件的配置

3．2 PLC控制系统电器元件的选择

3．3 PLC I／O元件分配

3．3．1 PLC输入元件分配表

3．3．2 PLC输出元件分配表

3．4 绘制PLC I／O接线图和电动机电气控制原理图

3．4．1 绘制I／O接线图

3．4．2 绘制电动机电气控制原理图

3．5 PLC运动功能参数设置

3．6 本章小结

4 PLC控制系统软件设计与实现

4．1 PLC梯形图总体方案设计

4．1．1 PLC程序组成及各部分程序作用

4．1．2 PLC梯形图程序的总体结构

4．1．3 锯床加工过程流程图

4．1．4 控制程序流程图

4．2 PLC控制程序实现

4．2．1 CXP编程软件

4．2．2 PLC控制程序详细设计

4．3 PC／PLC通信

4．3．1 系统的构成

4．3．2 PLC与上位机的通信过程

4．3．3 PLC与上位计算机通信程序

4．4 本章小结

5 优化下料软件设计

5．1 下料问题的数学模型

5．1．1 一维优化下料问题的数学模型

5．1．2 整数规划算法

5．2 优化总体方案设计

5．2．1 下料方式的确定

5．2．2 后台处理

5．3 实例验算

5．3．1 运行实例

5．3．2 验算

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明