PLC及伺服技术在裁布机控制中的应用

摘要

企业生产中，离不开生产设备。设备的加工精度、生产效率及运行的稳定性与产品质量和企业效益息息相关，可以说，设备改造是企业发展的永恒主题。要想使设备能够在有限的使用年限内安全高效地运转，最大限度地提高企业的生产效率，要想制造出更多符合工艺要求的产品，设备的技术性能和加工能力与生产是否相适应就显得极为关键。
　　裁布机是广泛应用于纺织、皮革、橡胶、地毯等行业的裁切设备，目前市场上使用的裁布机存在着加工精度差、产能低、自动化程度低等问题。本文采用新的技术手段，对裁布机及其控制系统进行升级改造，实现裁布机的自动化，以提高裁布机的加工精度和生产效率，解决生产过程中存在的问题。
　　本论文在分析原裁布机存在问题的基础上，对裁布机及其控制系统进行了重新设计。论文根据实际生产需求，综合应用变频器、PLC、伺服控制器以及HMI等产品和技术，提出了裁布机控制系统的总体设计方案;并在此基础上对裁布机控制系统的硬件进行了选型和设计，给出了控制系统的电气原理图和系统的硬件接线图;编写了裁布机的PLC控制程序以及触摸屏程序，完成了裁布机控制系统的设计。
　　本文设计的裁布机已经在实际生产中使用，裁布机的实际运行结果表明，本文设计的裁布机控制系统使得裁布机加工精度和生产效率得到大幅度提高，产品的质量得到了保障，满足了客户要求，并可满足多型号产品同时进行生产的要求，各类保护功能的齐全，完全满足企业生产的需要。该系统的研制成功为企业节约了资金，也节省了人工成本，极大地提升了企业的效益。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 裁布机简介

1．1．1 裁布机的定义

1．1．2 栽布机的应用范围

1．1．3 裁布机的种类

1．1．4 裁布研究概况及发展趋势

1．2 裁布机控制系统设计的背景及意义

1．2．1 裁布机控制系统设计的背景

1．2．2 裁布机控制系统设计的具体要求

1．3 设计模式

1．3．1 裁布机的硬件设计

2 裁布机控制系统总体方案设计

2．1 裁布机控制系统需求分析

2．2．1 预期达到的成果水平

2．2．2 研究内容及要解决的实际问题

2．3 系统功能分析

2．3．1 系统的功能和性能

2．3．2 系统实现的总体构思

2．4 实现方案设计

2．4．1 提高生产效率的改进措施

2．4．2 提高加工精度的改进措施

2．4．3 采用人性化设计(HMI)改进操作界面

3 系统硬件设计

3．1 系统硬件体系结构

3．1．1 裁布机控制系统简介

3．1．2 裁布机的硬件体系结构

3．2 PLC选型与设计

3．2．1 PLC简介

3．2．2 S7-200 SMART PLC技术性能

3．2．3 裁布机控制系统PLC的选型与设计

3．3 变频器选型与设计

3．3．1 变频器简介

3．3．2 INVT CHF100A变频器技术性能

3．3．3 INVT CHF100A变频器项目中的选型与设计

3．4 触摸屏设计

3．4．1 TP700触摸屏简介

3．4．2 TP700触摸屏在项目中的选型与设计

3．5 伺服控制器设计

3．5．2 INVT DB100伺服控制器在项目中的选型与设计

3．6 电气原理图(部分)

3．6．1 PLC设计接线图

3．6．2 变频器设计接线图

3．6．3 伺服驱动控制器设计接线图

3．6．4 三相异步电动机的设计接线图

3．6．5 电磁阀控制的设计接线图

3．6．6 电气柜的设计图

4 软件设计

4．1 软件体系结构

4．1．1 S7-200SMART程序中的内存元件及符号表

4．1．2 项目程序结构调用

4．1．3 拉料手的自动工艺流程

4．1．4 下料手的自动工艺流程

4．1．5 两个机械手的位置功能说明

4．1．6 报警信息框图

4．2 S7-200SMART PLC编程软件简介

4．2．1 STEP 7-MicroWIN SMART简介

4．2．2 指令集简介

4．2．3 用户程序的元素

4．4 INVT BB100伺服控制器的设置参数简介

4．5 程序设计清单(部分)

4．6 TP700触摸屏编程软件TIA博途简介

5 裁布机功能测试

5．1 实验测试

5．1．1 提高生产效率方面的测试

5．1．2 提高加工精度方面的测试

5．1．3 人性化设计的测试

5．2 生产测试

5．2．1 加工材料的测试

5．2．2 运行效果的测试

5．2．3 加工精度的测试

5．2．4 生产效率的测试

结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢