内容发布更新时间 : 2024/11/9 2:15:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图1 自动切割机原理图

1.2.1 控制系统的结构

系统设置了7个限位开关，分别用于检测各部分的工作状态。其中，SQ1 检测待切割秸秆是否被输送到位。SQ2、SQ3 分别检测压块B 的状态，检测压块是否压紧已到位的秸秆；SQ4 检测剪切刀A 的状态；SQ7 为光电接近开关, 检测秸秆是否被剪断落入小车；SQ5 用于检测小车是否到位；SQ6 用于判断小车是否空载。送料机构E、压块B、切割刀A和送料小车分别由四台电动机拖动。系统未动做时, 压块及切割刀的限位开关SQ2、SQ3 和SQ4 均断开, SQ1、SQ7也是断开的。 1.2.2 工作原理

当系统启动时,输入秸秆加工尺寸、加工长度等参数，按下自动开关，系统自动运行。

1 首先检查限位开关SQ6 的状态,若小车空载, 系统开始工作, 起动送料小车。小车运行到位, 限位开关SQ5 闭合,小车停车。

2 起动送料机构E 带动秸秆C 向右移动。当秸秆碰到行程开关SQ1 时, 送料停止同时制动器松开、电磁离合器结合，主电动机通过传动机构工作。

3 压块电机启动,使压块B 压下, 压块上限开关SQ2 闭合。当压块到位, 秸秆压紧时, 压块下限开关SQ3闭合。

4 切割刀电动机起动, 控制剪刀下落。此时,SQ4 闭合, 直到把秸秆剪断, 秸秆落入小车。

5 当小车上的秸秆够数时, 起动小车控制电动机, 带动小车右行,将切好的秸秆送至下一工序。

6 卸下后, 再起动小车左行, 重新返回切割机下, 开始下一车的工作循环。 秸秆的长度L 可根据需要进行调整, 每一车秸秆的数量可预先设定。 2 总体设计方案

传统的控制方法是采用继电器-接触器控制，但控制系统较复杂,大量的接线使系统可靠性降低,也间接地降低了设备的工作效率。采用可编程控硬件制器较好地解决了这一问题。它是一种将计算机技，自动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备,不仅能实现对开关量信号的逻辑控制,还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。因此,将PLC应用于该控制,完全能满足技术要求，且具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、自动化程度高等优点。

在此对PLC进行简单介绍，在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学制药（14.6%）、金属矿山（11.5%）、纸浆造纸（11.3%）等行业。以下对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识做一简介。 1 PLC的发展历程

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取

代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量的能力、数字运算的能力、人机接口能力和网络能力得度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 2 PLC的构成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、IO板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、IO模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 3 CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收

并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

存储器主要用于存放系统程序、用户程序以及工作数据。PLC常用的存储类型有RAM 、ROM、 EPROM、 EEPROM。

图2 PLC的工作原理

PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中，用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后，又返回第一条，如此周而复始的不断循环。PLC的扫描过程如图2。

这个工作过程分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。

内部处理阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器等。 同信操作服务阶段，PLC与一些智能模块通信，响应程序器键入的命令，更新编程器的显示内容。

当PLC处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、到程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

输入处理又叫输入采样。在此阶段，顺序输入所有端子的通断状态，并将读入的信息存入内存所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新，接着进入程序执行