基于plc的全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計方案

1、<p>　　基于PLC的全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計方案</p><p>　　課題名稱：基于PLC的全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　指導(dǎo)老師：李移倫、趙巧妮</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容與要求</b></p><p><b>　　1、課題概述</b&

2、gt;</p><p>　　全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)，是一種用于制作彩色不干膠商標(biāo)紙的專用機(jī)械，它由印刷機(jī)主體、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)等部分組成，能夠完成自動送料、多色印刷、覆膜、膜切、排廢、成品裁紙等連貫作業(yè)。印刷商標(biāo)機(jī)的組成如下圖：</p><p>　　它的電氣控制部分由運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送紙控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制等部分構(gòu)成。</p><p><

3、;b>　　2、設(shè)計內(nèi)容與要求</b></p><p>　　根據(jù)印刷機(jī)的作業(yè)要求，設(shè)計印刷機(jī)的主電路，以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送紙控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制的控制電路，進(jìn)行器件選型，并編制相關(guān)的PLC程序。使之具有以下功能：</p><p>　　1）運(yùn)轉(zhuǎn)控制――實現(xiàn)對印刷紙張的拉料、商標(biāo)紙的多色套印、商標(biāo)紙的覆膜上光、半成品膜切以及膜切后的邊角料排廢，進(jìn)行全自動印刷

4、和印張計數(shù)。</p><p>　　2) 寸動控制――用于印刷機(jī)出廠前或維修時的手動調(diào)試，調(diào)節(jié)印刷時印刷機(jī)的機(jī)械位置配合關(guān)系以及系統(tǒng)動作的協(xié)調(diào)性。</p><p>　　3) 定轉(zhuǎn)控制――用于印刷機(jī)換膜以及上色輪清洗時，使印刷機(jī)處于一個特殊位置，每按定轉(zhuǎn)按鈕一次，印刷機(jī)完成一次印刷動作并停于此特殊位置。</p><p>　　4) 送紙控制――為印刷機(jī)提供自動送紙功能，防

5、止拉料時阻力過大，造成套印錯位而使圖紙模糊。</p><p>　　5)裁紙控制――實現(xiàn)商標(biāo)紙成品自動裁切，用戶可以根據(jù)需要設(shè)定裁切方式，一旦裁切條件滿足，裁刀落下完成裁切并自動記錄裁切次數(shù)。</p><p>　　6)吸風(fēng)控制――當(dāng)印刷紙在工作臺面上移動時，通過吸風(fēng)增加印刷紙的附著力。</p><p><b>　　設(shè)計參考資料</b></p

6、><p>　　http://www.plc100.com/jiaocheng/</p><p>　　http://www.plcjs.com/</p><p>　　http://www.gongkong.com/</p><p><b>　　設(shè)計說明書內(nèi)容</b></p><p><b>　

7、　封面</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要(200~400字左右，中英文)</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　正文（設(shè)計方案比較與選擇，設(shè)計方案原理、計算、分析、論證，設(shè)計結(jié)果的說明及特點）</p>&

8、lt;p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)</p><p><b>　　六、設(shè)計進(jìn)程安排</b></p><p>　　第1周：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。</p><p>　　第2周：設(shè)計要求說明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)，完成圖紙初稿。</p&g

9、t;<p>　　第3-5周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，完成說明書初稿。</p><p>　　第6周：第一次檢查，了解設(shè)計完成情況。</p><p>　　第7周：第二次檢查設(shè)計完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。</p><p>　　第8周：畢業(yè)答辯與綜合成績評定。</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計答辯及論文要求</p><p&

10、gt;　　1、畢業(yè)設(shè)計答辯要求</p><p>　　答辯前三天，每個學(xué)生應(yīng)按時將畢業(yè)設(shè)計說明書或畢業(yè)論文、專題報告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。</p><p>　　學(xué)生答辯時對自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價。</p><p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵

11、問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計與計算方法實驗方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p>　　2、畢業(yè)設(shè)計論文要求</p><p>　　文字要求：說明書要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。</p><p>　　圖紙要求：按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光

12、滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。</p><p>　　曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，很多公司采用了新型的全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)，此印刷機(jī)為印刷行業(yè)中應(yīng)用到伺服系統(tǒng)

13、的較簡單的機(jī)器，總共只需16個I/O點，但該機(jī)要完成單印、套印及手動定位等動作，且用到Y(jié)OKOGAWA的直接驅(qū)動的伺服電機(jī)，對私服精度要求很高，故整套系統(tǒng)的調(diào)試也有一定的難度，但經(jīng)過反復(fù)修改程序結(jié)構(gòu)、編程指令以及調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的PID數(shù)值，系統(tǒng)調(diào)試最終完成。</p><p>　　印刷機(jī)是印刷文字和圖像的機(jī)器。現(xiàn)代印刷機(jī)一般由裝版、涂墨、壓印、輸紙(包括折疊)等機(jī)構(gòu)組成。它的工作原理是：先將要印刷的文字和圖像制成印版

14、，裝在印刷機(jī)上，然后由人工或印刷機(jī)把墨涂敷于印版上有文字和圖像的地方，再直接或間接地轉(zhuǎn)印到紙或其他承印物（如紡織品、金屬板、塑膠、皮革、木板、玻璃和陶瓷）上，從而復(fù)制出與印版相同的印刷品。印刷機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，對于人類文明和文化的傳播具有重要作用。</p><p>　　本課題著重介紹了用PLC控制的全自動印刷機(jī)，其印刷精度和速度均可達(dá)到要求。此種印刷機(jī)具有操作簡便，高速靈活，套位精確，自動送紙印刷覆膜，模切、切紙（

15、復(fù)卷）至成品一貫作業(yè)。采用斜背式設(shè)計，印刷和模切在機(jī)械驅(qū)動時以漸進(jìn)方式接觸使壓力得以平切，無論印大面積底色或細(xì)小文字都清晰無暇。印刷部采用先進(jìn)的勻墨裝置：七支油墨棍搓墨，使搓墨均勻，承印物更完美，墨棍組鏈條采用進(jìn)口鏈條更能延長油墨棍使用壽命及承印產(chǎn)品質(zhì)量。上光壓輪可整座抽出，從而操作簡易，易清洗，速度快，穩(wěn)定性高。內(nèi)置集中自動供油系統(tǒng)，保證機(jī)械使用過程中定轉(zhuǎn)正常無磨損。全機(jī)采用自動控制系統(tǒng)：無紙自動報警停車，計張到設(shè)定值則自動報警停車。

16、</p><p>　　此圖為設(shè)計的商標(biāo)印刷機(jī)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)，是一種用于制作彩色不干膠商標(biāo)紙的專用機(jī)械，它由印刷機(jī)主體、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)等部分組成，能夠完成自動送料、多色印刷、覆膜、膜切、排廢、成品裁紙等連貫作業(yè)。它的電氣控制部分由運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送紙

17、控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制等部分構(gòu)成。該印刷機(jī)具有操作簡便，高速靈活，套位精確，自動送紙印刷覆膜，模切、切紙（復(fù)卷）至成品一貫作業(yè)。本課題利用PLC的可靠性和時間控制的精確性能，來實現(xiàn)以上各項作業(yè)的可靠系統(tǒng)方案。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計根據(jù)印刷機(jī)的作業(yè)要求，設(shè)計印刷機(jī)的主電路，以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送紙控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制的控制電路，進(jìn)行器件選型，并編制相關(guān)的PLC程序。本書圖文并茂，通俗

18、易懂，具有通用性，實用性和先進(jìn)性。</p><p>　　關(guān)鍵字：商標(biāo)機(jī) 電氣控制 PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Automatic high-speed color self-adhesive trademark machine, is a kind of trademark for

19、the production of color self-adhesive paper, special machine, which consists of printing the main body, feed bodies, trimmer bodies and other components, to complete the automatic feeding, multi-color printing, laminatin

20、g, film cutting, Pai waste, such as continuity of operations finished trimmer. It is controlled in part by the operation of electrical control, inch up control, will transfer control, feed cont</p><p>　　The

21、graduation of the operational requirements under the printer, press the main circuit design, as well as operating control, inch up control, will transfer control, feed control, trimmer control, suction control, control c

22、ircuit, for device selection, and the preparation of the relevant PLC program. This book illustrated, user-friendly, with versatile, practical and advanced.</p><p>　　Keyword:TM Machine Electric Control PLC

23、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言I</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p>　　第1章 緒 論1</p>

24、<p>　　1.1印刷機(jī)的發(fā)展1</p><p>　　1.1.1國外情況1</p><p>　　1.1.2國內(nèi)情況1</p><p>　　1.1.3商標(biāo)印刷機(jī)的發(fā)展方向2</p><p>　　1.2全自動高速彩色不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的概述2</p><p>　　1.2.1全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)的

25、特點3</p><p>　　1.2.2全自動高速不干膠商標(biāo)機(jī)的工作原理3</p><p>　　1.2.3全自動不干膠商標(biāo)機(jī)的控制功能4</p><p>　　1.2.4 系統(tǒng)的設(shè)計思路4</p><p>　　1.2.5全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計原則5</p><p>　　第2章 PLC的歷史和發(fā)展6&l

26、t;/p><p>　　2.1 PLC的定義6</p><p>　　2.2 PLC的組成部分6</p><p>　　2.2.1 CPU運(yùn)算和控制中心6</p><p>　　2.2.2 存儲器6</p><p>　　2.2.4 編程器7</p><p>　　第3章 硬件設(shè)計及工作原理10&l

27、t;/p><p>　　3.1 PLC的選型10</p><p>　　3.2 電磁離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理10</p><p>　　3.2.1 結(jié)構(gòu)認(rèn)識（摩擦片式電磁離合器）10</p><p>　　3.2.2動作原理分析11</p><p>　　3.3接近開關(guān)和微動開關(guān)的選型及結(jié)構(gòu)11</p><

28、;p>　　3.3.1電感式接近開關(guān)11</p><p>　　3.3.2 光電傳感器13</p><p>　　3.3.3 微動開關(guān)選擇14</p><p>　　3.4電機(jī)選型14</p><p>　　3.5變頻器的選擇、設(shè)置15</p><p>　　3.5.1通用變頻器及其發(fā)展15</p>

29、<p>　　3.5.2 三菱變頻器小型\高性能FR-S500 0.4-7.5KW(單相220V,FR-E520S系列)特點15</p><p>　　3.5.3 FR-S500 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格15</p><p>　　3.5.4多段速設(shè)定17</p><p>　　3.5.5變頻器FR-S500的主要參數(shù)17</p><p&

30、gt;　　3.5.6變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法18</p><p>　　3.6 控制系統(tǒng)硬件電路組成18</p><p>　　3.6.1主電路18</p><p>　　3.6.2 設(shè)計I/O分18</p><p>　　3.6.3 I/O分配圖19</p><p>　　第4章 PLC控制軟件設(shè)計22</

31、p><p>　　4.1 PLC內(nèi)部軟元件設(shè)計22</p><p>　　4.2動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的工作設(shè)計程序及分析22</p><p>　　4.2.1運(yùn)轉(zhuǎn)程序流程圖22</p><p>　　4.2.2程序分析23</p><p>　　4.3觸摸屏的應(yīng)用26</p><p><b>

32、;　　設(shè)計心得27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　附 錄30</b></p><p>　　附件一主電路圖30</p><p>

33、;<b>　　附件二梯形圖32</b></p><p>　　附錄三總接線圖35</p><p>　　附錄四元件清單36</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1印刷機(jī)的發(fā)展</b></p><p>&

34、lt;b>　　1.1.1國外情況</b></p><p>　　印刷機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，對于人類文明和文化的傳播具有重要作用。1439年，德國的谷騰堡制造出木制凸版印刷機(jī)，這種垂直螺旋式手扳印刷機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡單，但卻沿用了300年之久；1812年，德國的柯尼希制成第一臺圓壓平凸版印刷機(jī)；1847年，美國的霍伊發(fā)明輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)；1900年，制成六色輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)；1904年，美國的魯貝爾發(fā)明膠版印刷機(jī)。<

35、/p><p>　　二十世紀(jì)50年代以前，傳統(tǒng)的凸版印刷工藝在印刷業(yè)中占據(jù)統(tǒng)治地位，印刷機(jī)的發(fā)展也以凸版印刷機(jī)為主。但鉛合金凸版印刷工藝存在勞動強(qiáng)度高、生產(chǎn)周期長和污染環(huán)境的缺點。從60年代起，具有周期短、生產(chǎn)率高等特點的平版膠印工藝開始興起和發(fā)展，鉛合金凸版印刷逐漸被平版膠印印刷所代替。軟凸版印刷、孔版印刷、靜電印刷、噴墨印刷等，在包裝印刷、廣告印刷方面也得到發(fā)展。</p><p><b

36、>　　1.1.2國內(nèi)情況</b></p><p>　　2007年10月22-23日，上海光華印刷機(jī)械有限公司召開了“上海光華國際化發(fā)展論壇”，同時舉辦了“上海光華推進(jìn)高端發(fā)展，實施國際化經(jīng)營大會”和“上海光華8年拼搏，8年輝煌成就展”，參加會議的人數(shù)達(dá)1200多人。從會上獲悉上海光華八年來銷售增長了15.2倍。2006年銷售額達(dá)5.5億元，2007年預(yù)計將達(dá)到6.5億元，單張紙膠印機(jī)的銷售額在我

37、國印機(jī)行業(yè)中名列第一。同時，在這次會議中，訂購光華公司產(chǎn)的膠印機(jī)非常活躍，一天中訂貨合同金額達(dá)1.5億元，訂購意向達(dá)3.5億元。聽論壇，觀展覽，看銷售業(yè)績，真令人十分震驚、十分振奮、十分敬佩、十分可喜可賀！</p><p>　　另據(jù)了解，我國印機(jī)行業(yè)其它主要骨干企業(yè)北人集團(tuán)、上海高斯印刷設(shè)備公司、江西中景集團(tuán)、江蘇昌昇集團(tuán)、上海紫光、紫宏、亞華公司等印機(jī)制造企業(yè)近幾年來銷售業(yè)績也年年增長，產(chǎn)銷兩旺，取得了新的發(fā)展

38、。展望未來，我們有理由相信，我國印刷機(jī)械行業(yè)前途光明，定能取得顯著的發(fā)展。因為我國的進(jìn)一步改革開放，國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，給了我們印刷及設(shè)備器材制造業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，國家也為印機(jī)行業(yè)的發(fā)展制訂了一些鼓勵政策，為印機(jī)制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件和發(fā)展機(jī)遇。 </p><p>　　1.1.3商標(biāo)印刷機(jī)的發(fā)展方向</p><p>　　采用斜背式設(shè)計，印刷和模切在機(jī)械驅(qū)動時以漸進(jìn)方式接觸使壓力得以

39、平切，無論印大面積底色或細(xì)小文字都清晰無暇。</p><p>　　印刷部采用先進(jìn)的勻墨裝置：七支油墨棍搓墨，使搓墨均勻，承印物更完美，墨棍組鏈條采用進(jìn)口鏈條更能延長油墨棍使用壽命及承印產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　上光壓輪可整座抽出，從而操作簡易，易清洗，速度快，穩(wěn)定性高。</p><p>　　內(nèi)置集中自動供油系統(tǒng)，保證機(jī)械使用過程中定轉(zhuǎn)正常無磨損。</p&

40、gt;<p>　　全機(jī)采用自動控制系統(tǒng)：無紙自動報警停車，計張到設(shè)定值則自動報警停車。</p><p>　　1.1.4 印刷機(jī)的分類</p><p>　　印刷機(jī)的種類很多，有各種分類方法，但主要從以下五個方面進(jìn)行分類。 1.按印版類型分為凸版印刷機(jī)、平版印刷機(jī)、凹版印刷機(jī)、孔版印刷機(jī)。</p><p>　　2.按印刷幅面大小分為微型八開印刷機(jī)、小型四

41、開印刷機(jī)、對開印刷機(jī)、全張印刷機(jī)、雙全張印刷機(jī)。</p><p>　　3.按印刷紙張形式分為單張紙印刷機(jī)、卷筒紙印刷機(jī)。</p><p>　　4.按印刷色數(shù)分為單色印刷機(jī)、多色（雙色、四色、五色、六色、八色）印刷機(jī)。</p><p>　　5.按印刷面分為單面印刷機(jī)、雙面印刷機(jī)。</p><p>　　在各種印刷機(jī)中，雖分類方法很多，但其印刷過程

42、施加壓力的形式概括為三種，即：平壓平型印刷機(jī)（platen machine）、圓壓平型印刷機(jī)（flat-bed tylinder press）、圓壓圓型印刷機(jī)（rotary letterpress machine）。</p><p>　　1.2全自動高速彩色不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的概述</p><p>　　全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)，是一種用于制作彩色不干膠商標(biāo)紙的專用機(jī)械，它由印刷機(jī)主體、送紙

43、機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)等部分組成，能夠完成 自動送料、多色印刷、覆膜、膜切、排廢、成品裁紙等連貫作業(yè)，本文介紹一種能實現(xiàn)以上作業(yè)的可靠系統(tǒng)控制方案。</p><p>　　1.2.1全自動高速彩色不干膠商標(biāo)機(jī)的特點：</p><p>　　1、操作簡便，高速靈活，套位精確，自動送紙印刷覆膜，模切、切紙（復(fù)卷）至成品一貫 作業(yè)。</p><p>　　2、采用斜背式設(shè)計，印刷和模

44、切在機(jī)械驅(qū)動時以漸進(jìn)方式接觸使壓力得以平切，無論印大面積底色或細(xì)小文字都清晰無暇。</p><p>　　3、印刷部采用先進(jìn)的勻墨裝置：七支油墨棍搓墨，使搓墨均勻，承印物更完美，墨棍組鏈條采用進(jìn)口鏈條更能延長油墨棍使用壽命及承印產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　4、上光壓輪可整座抽出，從而操作簡易，易清洗，速度快，穩(wěn)定性高。</p><p>　　5、內(nèi)置集中自動供油系統(tǒng)

45、，保證機(jī)械使用過程中定轉(zhuǎn)正常無磨損。</p><p>　　6、全機(jī)采用自動控制系統(tǒng)：無紙自動報警停車，計張到設(shè)定值則自動報警停車。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計根據(jù)印刷機(jī)的作業(yè)要求，設(shè)計印刷機(jī)的主電路，以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送紙控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制的控制電路，進(jìn)行器件選型，并編制相關(guān)的PLC程序.</p><p>　　1.2.2全自動高速不干膠商

46、標(biāo)機(jī)的工作原理</p><p>　　印刷機(jī)進(jìn)行印刷整個過程是由PLC進(jìn)行控制的，在此系統(tǒng)中電氣與機(jī)械相配合，來完成不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的印刷工作。送紙電機(jī)，印刷主電機(jī)，吸風(fēng)電機(jī)，上光電機(jī)，裁紙電機(jī)等都是通過PLC對應(yīng)的輸入信號進(jìn)行相應(yīng)的動作，套印，上光等機(jī)械部分則是通過聯(lián)軸器與主電機(jī)相連完成相應(yīng)的程序。</p><p>　　1.2.3全自動不干膠商標(biāo)機(jī)的控制功能：</p><

47、;p>　　1）運(yùn)轉(zhuǎn)控制――實現(xiàn)對印刷紙張的拉料、商標(biāo)紙的多色套印、商標(biāo)紙的覆膜上光、半成品膜切以及膜切后的邊角料排廢，進(jìn)行全自動印刷和印張計數(shù)。</p><p>　　2) 寸動控制――用于印刷機(jī)出廠前或維修時的手動調(diào)試，調(diào)節(jié)印刷時印刷機(jī)的機(jī)械位置配合關(guān)系以及系統(tǒng)動作的協(xié)調(diào)性。</p><p>　　3) 定轉(zhuǎn)控制――用于印刷機(jī)換膜以及上色輪清洗時，使印刷機(jī)處于一個特殊位置，每按定轉(zhuǎn)按鈕

48、一次，印刷機(jī)完成一次印刷動作并停于此特殊位置。</p><p>　　4) 送紙控制――為印刷機(jī)提供自動送紙功能，防止拉料時阻力過大，造成套印錯位而使圖紙模糊。</p><p>　　5)裁紙控制――實現(xiàn)商標(biāo)紙成品自動裁切，用戶可以根據(jù)需要設(shè)定裁切方式，一旦裁切條件滿足，裁刀落下完成裁切并自動記錄裁切次數(shù)。</p><p>　　6)吸風(fēng)控制――當(dāng)印刷紙在工作臺面上移動時

49、，通過吸風(fēng)增加印刷紙的附著力。</p><p>　　1.2.4 系統(tǒng)的設(shè)計思路</p><p>　　全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的三大支柱是離合器、接近開關(guān)和程序控制器。全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)用傳感裝置有電感式接近開關(guān)、光敏傳感器 。</p><p>　　程序控制器是全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的核心部件，全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)在工作過程中，印刷機(jī)的送紙、吸風(fēng)、印刷、覆膜、裁切

50、等功能的實現(xiàn)，均由程序控制器控制。 </p><p>　　全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的自動控制系統(tǒng)，通過中央控制器控制送紙電機(jī)、主馬達(dá)、上光電機(jī)、裁紙電機(jī)等實現(xiàn)送紙、印刷、上光、裁切等工作，并實現(xiàn)多種安全保護(hù)功能。全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的自動化控制采用可編程控制器（PLC）來實現(xiàn)。</p><p>　　220V交流電經(jīng)變頻器，再經(jīng)變頻器變成三相交流電接2.2KV的主馬達(dá)，由PLC控制離合器動作

51、，從而使得主馬達(dá)與套印機(jī)械部分有機(jī)結(jié)合，完成套印動作。</p><p>　　印刷送紙過程，送紙電機(jī)為單相感應(yīng)式電機(jī)，采用電子控制電路進(jìn)行調(diào)速，同時與點動延時送紙控制方式互相配合完成送紙。套印一次，印刷凸塊靠近電感式接近開關(guān)一次，從而記錄印刷的張數(shù)。當(dāng)套印完成，紙張經(jīng)過光電傳感器，光電傳感器會切斷離合器電路，使得傳送帶停止動作，從而控制上光電機(jī)工作，對紙張進(jìn)行覆膜。在裁紙電路中，這里采用了兩個接近開關(guān)，記錄一次裁切

52、的紙張采用了光電傳感器，紙張經(jīng)過一次，光電傳感器動作一次，是得計數(shù)器計數(shù)一次，當(dāng)達(dá)到裁切的張數(shù)，PLC會控制裁紙電機(jī)進(jìn)行動作，控制裁刀裁切一次，此時電感式接近開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的動作，知道達(dá)到需完成的數(shù)量，PLC驅(qū)動相應(yīng)的指示燈進(jìn)行提醒。斷開裁紙電機(jī)。</p><p>　　1.2.5全自動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計原則：</p><p>　　（1）與生產(chǎn)工藝結(jié)合緊密 </p>

53、<p>　　每個控制系統(tǒng)都是為完成一定的生產(chǎn)過程，各種不同的生產(chǎn)工藝要求，就對應(yīng)有不同控制功能，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各設(shè)備工藝參數(shù)的差異，控制實現(xiàn)的方式也就不盡相同。各種控制邏輯、控制運(yùn)算都是由生產(chǎn)工藝決定的。程序設(shè)計人員必須嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求設(shè)計應(yīng)用軟件，不能隨心所欲。</p><p>　?。?）與硬件控制系統(tǒng)結(jié)合緊密</p><p>　　因為硬件系統(tǒng)可采用不同

54、廠家的不同系列所以軟件系統(tǒng)就隨之而變，不肯能采用一種語言形式進(jìn)行程序設(shè)計。</p><p>　?。?）設(shè)計人員需要具備計算機(jī)和自動化控制方面的重</p><p>　　第2章 PLC的歷史和發(fā)展 </p><p>　　2.1 PLC的定義</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指

55、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)

56、備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則。</p><p>　　2.2 PLC的組成部分</p><p>　　2.2.1 CPU運(yùn)算和控制中心 </p><p><b>　　起“心臟”作用。 </b></p><p>　　縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能

57、（系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。 </p><p>　　橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動器。 </p><p>　　組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成

58、在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。</p><p>　　2.2.2 存儲器 </p><p>　　具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。 </p><p>　　分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。 </p><p>　　系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、

59、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。 </p><p>　　用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機(jī)存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。</p><p>　　2.2.3輸入/輸出接口 </p><p><b>　?。?）輸入接口： </b></p

60、><p>　　光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。 </p><p>　　發(fā)光二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號。 </p><p>　　光電三級管：在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。 </p><p>　

61、　輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。 </p><p><b>　?。?）輸出接口 </b></p><p>　　PLC的繼電器輸出接口電路 </p><p

62、>　　工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作。 </p><p><b>　　三種類型： </b></p><p>　　繼

63、電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載 </p><p>　　晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負(fù)載 </p><p>　　晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負(fù)載 </p><p><b>　　2.2.4編程器 </b></p><p>　　編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實驗室使用的就是手持編程器。二種是

64、通過PLC的RS232口。與計算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件（或WINDOWS下軟件）向PLC內(nèi)部輸入程序。</p><p>　　2.3 PLC的特點</p><p>　　1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很

65、高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診

66、斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中

67、。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟

68、悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　4系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p&g

69、t;<p>　　5體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　　2.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計思想</p><p>　　由于可編程控制器具有操作方便、可靠性高、體積小、使用壽命長等優(yōu)點，故本

70、系統(tǒng)選用了西門子公司生產(chǎn)的S7-200作為控制核心。</p><p>　　根據(jù)印刷機(jī)的作業(yè)要求，系統(tǒng)控制功能由運(yùn)轉(zhuǎn)控制、寸動控制、定轉(zhuǎn)控制、送至控制、裁紙控制、吸風(fēng)控制等部分組成。其中：</p><p>　　運(yùn)轉(zhuǎn)控制——主要實現(xiàn)對印刷紙張的拉料、商標(biāo)紙的多色套印、商標(biāo)紙的覆膜上光、半成品膜切以及膜切后的邊角料排廢，進(jìn)行全自動印刷和印張計數(shù)。</p><p>　　寸動

71、控制——用于印刷機(jī)出廠前或維修時的手動調(diào)試，調(diào)節(jié)印刷時印刷機(jī)的機(jī)械位置配合關(guān)系以及系統(tǒng)動作的協(xié)調(diào)性。</p><p>　　定轉(zhuǎn)控制——為了方便印刷機(jī)換膜以及上色輪清洗，在進(jìn)行以上工作時，印刷機(jī)都必須處于一個特殊位置，定轉(zhuǎn)控制就是為此而設(shè)計，先在印刷機(jī)的聯(lián)動軸上安裝一個接近開關(guān)，通過寸動方式調(diào)節(jié)好最佳位置，以后每按定轉(zhuǎn)按鈕一次，印刷機(jī)完成一次印刷動作，檢測到這個固定位置后，停止工作。</p><

72、p>　　送紙控制——印刷機(jī)在自動印刷過程中需要源源不斷地提供印刷紙，為了防止拉料時阻力過大，造成套印錯位而使紙模糊，本系統(tǒng)設(shè)計了自動送紙控制功能，當(dāng)印刷紙的張力達(dá)到一定程度，送紙機(jī)構(gòu)就點動送紙一張。</p><p>　　裁紙控制——商標(biāo)紙成品需要進(jìn)行裁切，本系統(tǒng)設(shè)計了自動裁紙功能，用戶可以根據(jù)需要設(shè)計裁切方式，一旦裁切條件滿足，裁刀落下完成裁切并自動記錄裁切次數(shù)。</p><p>　

73、　吸風(fēng)控制——是印刷機(jī)工作過程中的一個輔助控制環(huán)節(jié)，工作臺面上開了很多小孔，這些小孔與吸風(fēng)管相連，當(dāng)印刷紙在工作臺面上移動時，通過吸風(fēng)管增加它的附著力。</p><p>　　第3章 硬件設(shè)計及工作原理</p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　根據(jù)輸入輸出點數(shù)和系統(tǒng)所需，決定采用西門子公司生產(chǎn)的S7-200作為控制核心</p>&l

74、t;p>　　圖3—1 西門子S7-200 CPU226 PLC外觀圖</p><p>　　3.2 電磁離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　3.2.1 結(jié)構(gòu)認(rèn)識（摩擦片式電磁離合器）：</p><p>　　電磁離合器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，主要由激磁線圈、鐵芯、銜鐵、摩擦片及聯(lián)接件等組成，一般采用直流24V作為電源。</p><p>

75、　　3.2.2動作原理分析：</p><p>　　主軸1的花鍵軸端，裝有主動摩擦片2，她可以沿軸向自由移動，因系花鍵聯(lián)接，將隨主動軸一起轉(zhuǎn)動，從動摩擦片3與主動摩擦片交替娤疊，其外緣凸起部分卡在與從動齒輪4固定在一起的套筒5內(nèi)，因而從動摩擦片可以隨同從動齒輪，在主動軸轉(zhuǎn)動時它可以不轉(zhuǎn)，當(dāng)線圈6通電后，將摩擦片吸向鐵芯7，銜鐵8也被吸住，僅僅壓住各摩擦片，依靠主、從動摩擦片之間的摩擦力，使從動齒輪隨主動軸轉(zhuǎn)動，線圈

76、斷電后，裝在內(nèi)外摩擦片之間的圈狀彈簧使銜鐵和摩擦片復(fù)原，離合器即失去傳遞力矩的作用，線圈一端通過電刷和滑環(huán)9輸入直流電，另一端可接地。</p><p>　　作用:電磁離合器是一種自動化執(zhí)行元件，它利用電磁力的作用來傳遞或中止機(jī)械傳動中的扭矩。</p><p>　　3.3接近開關(guān)和微動開關(guān)的選型及結(jié)構(gòu)</p><p>　　在此系統(tǒng)中，各個工序都是由接近開關(guān)和微動開關(guān)進(jìn)

77、行控制，從而印刷進(jìn)行相應(yīng)的動作。</p><p>　　3.3.1電感式接近開關(guān)</p><p>　　電感式接近開關(guān)體積小，重復(fù)定位精度高，外形結(jié)構(gòu)多樣，抗干擾性能好，輸出形式多，開關(guān)頻率高，且有電壓范圍寬，防塵，防震，防水，壽命長的優(yōu)點。同時這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。故我們選擇FOTEK臺灣陽明PL-05P電感式接近開關(guān)來控制印刷的定位，總紙張計數(shù)及裁紙控制。</p&

78、gt;<p>　　圖3—3—1 FOTEK臺灣陽明PL-05P電感式接近開關(guān)</p><p>　　圖3—3—2FOTEK臺灣陽明PL-05P電感式接近開關(guān)原理框圖</p><p><b>　　工作原理分析</b></p><p>　　電感式接近開關(guān)由三大部分組成：振蕩器、開關(guān)電路及放大輸出電路。</p><p

79、>　　電感式接近開關(guān)屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器和放大處理電路組成，利用金屬物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應(yīng)頭時，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識別出有無金屬物體接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是金屬物體。</p><p>　　FOTEK臺灣陽明PL-05P電感式接近開關(guān)規(guī)格</p

80、><p>　　輸出形式 PNP </p><p>　　感應(yīng)距離 5.0mm 前面感應(yīng)</p><p>　　電壓范圍 10—30V 800HZ</p><p>　　形 狀 圓柱形</p><p>　　3.3.2 光電傳感器</p><p>　　光電開關(guān)檢測距離達(dá)到20m(對射型

81、)、數(shù)字信號處理方式使抗干擾能力更強(qiáng)、高速響應(yīng)：1ms、可在狹窄空間檢測（窄光束型）、外部靈敏調(diào)節(jié)（漫反射型）、采用玻璃透鏡使其有更好的耐熱性能、IP66防護(hù)等級（IEC標(biāo)準(zhǔn)）。故我們選用了型號為BRP100-DDT（漫反射型）的光電傳感器來控制印刷紙張有無的監(jiān)督，上光電機(jī)的控制，及裁紙紙張的控制。</p><p>　　圖3—3—3 BRP100-DDT光電傳感器</p><p><

82、b>　　特性參數(shù)</b></p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體

83、進(jìn)行探測。</p><p>　　BRP100-DDT接近開關(guān)規(guī)格</p><p>　　電源電壓范圍廣泛:直流24～240V，交流24～240V。</p><p>　　輸 出 形 式：NPN集電極開路輸出</p><p>　　檢 測 距 離：100mm(1*) 400mm(2*)</p><p>

84、　　電 流 消 耗：max.45mA</p><p>　　3.3.3 微動開關(guān)選擇</p><p>　　印刷送紙是通過紙張受力而點動送紙的，在此系統(tǒng)中，采用WK1-04A微動開關(guān)控制送紙電機(jī)。</p><p><b>　　型號/規(guī)格</b></p><p>　　適用于電視機(jī)、收錄機(jī)、錄像機(jī)、空調(diào)、VCD、DVD

85、、語言復(fù)讀機(jī)、電扇、玩具、禮品等，家用電器及其它電子產(chǎn)品。</p><p>　　微動開關(guān)主要技術(shù)特性環(huán)境溫度： -40 ～ +70℃ </p><p>　　額定負(fù)載： 0.4A 60VDC /2A 250AC</p><p>　　接觸電阻： ≤0.02Ω 絕緣電阻： ≥100MΩ </p><p>　　耐壓：AC 250V（50HZ））/

86、 min</p><p>　　工作壽命：100000次動作力：60～70 g </p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　微動開關(guān)是一種施壓促動的快速開關(guān)，又叫靈敏開關(guān)。其工作原理是外機(jī)械力通過傳動元件（按銷、按鈕、杠 桿、滾輪等）將力作用于動作簧片上， 并將能量積聚到臨界點后，產(chǎn)生瞬時動作，使動作簧片末端的動

87、觸點與定觸點快速接通或斷開.當(dāng)傳動元件上的作用力移去后，動作簧片產(chǎn)生反向動作力，當(dāng)傳動元件反向行程達(dá)到簧片的動作臨界點后，瞬時完成反向動作。微動開關(guān)的觸點間距小、動作行程短、按動力小、通斷迅速。其動觸點的動作速度與傳動元件動作速度無關(guān)。  </p><p><b>　　3.4電機(jī)選型</b></p><p>　　印刷的整個過程都是由電動機(jī)帶動機(jī)械進(jìn)行動作。除

88、了主馬達(dá)采用三相電機(jī)外，其余都是單相感應(yīng)電機(jī).</p><p><b>　　單相感應(yīng)電機(jī)的特點</b></p><p>　　1.價格便宜、工作可靠、非常耐用</p><p>　　2.具有瞬時轉(zhuǎn)換正轉(zhuǎn)，逆轉(zhuǎn)功能。因采用平衡繞線方式，并內(nèi)裝簡易制動機(jī)3.構(gòu)，能正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，其正反旋轉(zhuǎn)特性同樣均勻且穩(wěn)定 4.運(yùn)載額定式30分鐘額定</p>

89、<p>　　5.改變它的轉(zhuǎn)速比較困難,通常采用的電阻、電容降壓法存在效率低、耗電大的缺點。本調(diào)速器采用電子控制電路來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,可以克服上述缺點,并具有6個轉(zhuǎn)速擋級供使用者任意選擇。</p><p>　　3.5變頻器的選擇、設(shè)置</p><p>　　3.5.1通用變頻器及其發(fā)展</p><p>　　上個世紀(jì)80年代初，通用變頻器實現(xiàn)了商品化。在近20

90、年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT(大電流的雙極結(jié)型晶體管) 到采用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)兩個大發(fā)展過程。其特點是容量不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)趨于小型化，逐步多功能和智能化，數(shù)字化控制，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。尤其是最近幾年來，IGBT的應(yīng)用正在迅速推進(jìn)，其開關(guān)頻率高，驅(qū)動電路簡單。用于通用變頻器時，有如下明顯的效果:</p><p>　　a.由于載波效率的提高(20KHz或更高)，負(fù)載電動機(jī)的噪聲明顯

91、減少，實現(xiàn)了低噪聲傳動。電動機(jī)的金屬鳴響聲因振動頻率超過了人耳可感知的程度而“消失”。</p><p>　　b.同樣由于載波頻率的提高，使電動機(jī)的電流(特別是低速時的電流)波形更加趨于正弦波，因而減少了電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動和電動機(jī)的損耗。</p><p>　　c.由于IGBT為電壓驅(qū)動型，因而簡化了驅(qū)動回路，使整個裝置更加緊湊，可靠性提高，成木降低。</p><p>　

92、　3.5.2 三菱變頻器小型\高性能FR-S500 0.4-7.5KW(單相220V,FR-E520S系列)特點</p><p>　　磁通矢量控制,1Hz運(yùn)行150%轉(zhuǎn)矩輸出,PID,15段速等多功能選擇.內(nèi)置RS485通信口,可選擇FR-PA02-02簡易型面板或FR-PU04-CH型LCD顯示面板 。</p><p>　　3.5.3 FR-S500 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如下表：<

93、/p><p>　　3.5.4多段速設(shè)定</p><p>　　3.5.5變頻器FR-S500的主要參數(shù)</p><p>　　3.5.6變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法</p><p>　　為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對所驅(qū)動的電動機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而FR-S500就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是:將曳引機(jī)制動輪與電機(jī)軸脫離，

94、使電動機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動電動機(jī)，讓變頻器自動識別并存儲電動機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對該電動機(jī)進(jìn)行最佳控制。</p><p>　　3.6 控制系統(tǒng)硬件電路組成</p><p>　　控制系統(tǒng)硬件電路由主電路、PLC接口電路、離合器控制電路、裁紙控制電路幾部分組成。</p>

95、<p><b>　　3.6.1主電路</b></p><p>　　220V交流電路經(jīng)主令開關(guān)后，再接熔斷器FU1，實現(xiàn)隔離與短路保護(hù)。然后，分成5路分別給裁紙馬達(dá)、吸風(fēng)馬達(dá)、排廢馬達(dá)、上光馬達(dá)、送紙馬達(dá)提供電源。其中，變頻器經(jīng)單相交流電220V輸入，成為三相交流電，接2.2KW的三相電動機(jī)，實現(xiàn)變頻主馬達(dá)的印刷機(jī)的主運(yùn)動，接觸器KM5實現(xiàn)零壓保護(hù)。吸風(fēng)馬達(dá)采用普通的單相交流電機(jī)；排

96、廢馬達(dá)與上光馬達(dá)采用帶減速機(jī)構(gòu)的小功率交流馬達(dá)，分別為40W與60W（具體選型見圖），并配有專門的調(diào)速器，控制其運(yùn)行速度，撥動開關(guān)K1與K2分別控制兩個電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，送紙馬達(dá)所需的功率小，采用單相感應(yīng)式馬達(dá)51K40G-C.5GN-15型，在KA1的控制下進(jìn)行點動送紙；裁紙馬達(dá)有兩個，一個完成裁切送紙運(yùn)動，選用單相感應(yīng)式馬達(dá)21K6G-C.2GN-5型，另一個控制裁刀進(jìn)行切紙，選用單相可逆馬達(dá)4RK.25GN-C.4GN-5型。<

97、/p><p><b>　　主電路圖見附錄一</b></p><p>　　3.6.2 設(shè)計I/O分</p><p><b>　　I/O資源配置表</b></p><p><b>　　表一 輸入端</b></p><p>　　3.6.3 I/O分配圖</

98、p><p>　　PLC接口電路是控制系統(tǒng)的核心部分，它控制著印刷機(jī)械最主要的設(shè)備——電磁離合器。因為所有的印刷動作的實現(xiàn)，都必須在離合器吸合后才能進(jìn)行，所以，通過PLC的邏輯運(yùn)算，控制離合器就能實現(xiàn)緊急停止、定位剎車、自動印刷運(yùn)行、定轉(zhuǎn)控制。</p><p>　　除此之外，PLC還承擔(dān)缺紙、總計數(shù)溢出報警、點動送紙、定位檢測等工作。還能通過接在X10~X13的撥盤開關(guān)，設(shè)定每次送紙延長時間。3

99、.7 離合器控制電路</p><p>　　前面已經(jīng)講到，離合器的控制是整個印刷機(jī)控制的核心，本系統(tǒng)選用EFUN200.KG-M20.DC24V/1.6A型電磁離合器，它能實現(xiàn)快速啟動與剎車。由27V交流經(jīng)橋式整流而得到24V直流電源，在KM2常開與常閉觸點的控制下進(jìn)行啟動與剎車。</p><p>　　第4章 PLC控制軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC內(nèi)部

100、軟元件設(shè)計</p><p>　　4.2動不干膠商標(biāo)印刷機(jī)的工作設(shè)計程序及分析</p><p>　　商標(biāo)印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，設(shè)定變頻器的運(yùn)行模式，使主馬達(dá)以一定的速度運(yùn)行，離合器得電，使得套印平板以一定的速度進(jìn)行印刷。當(dāng)紙張受到一定力時，SQ3被壓合，送紙電機(jī)得電進(jìn)行送紙，同時SQ4對紙張進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)缺紙時，進(jìn)行指示。套印完畢，進(jìn)行覆膜時，光電傳感器SQ7使得離合器失電，控制覆膜電機(jī)進(jìn)行動作。覆膜

101、，膜切完畢，送紙電機(jī)M6送紙，送一張紙，光電傳感器SQ5動作一次，計數(shù)器計數(shù)，達(dá)到一定數(shù)量，控制裁紙電機(jī)進(jìn)行裁切。裁切達(dá)到預(yù)設(shè)值，指示燈亮。</p><p>　　4.2.1運(yùn)轉(zhuǎn)程序流程圖</p><p><b>　　4.2.2程序分析</b></p><p><b>　　寸動控制</b></p><p&

102、gt;　　按下點動按鈕I0.2，或是觸摸屏M2.1,中間繼電器M0.2得電吸合，驅(qū)動接觸器KM2動作，離合器得電，主馬達(dá)與機(jī)械部分經(jīng)離合器相互配合進(jìn)行點動動作。用于印刷機(jī)出廠前或維修時的手動調(diào)試，調(diào)節(jié)印刷時印刷機(jī)的機(jī)械位置配合關(guān)系以及系統(tǒng)動作的協(xié)調(diào)性。當(dāng)松下點動按鈕I0.2或觸摸屏2.1時，完成寸動運(yùn)行。</p><p><b>　　程序：</b></p><p>&

103、lt;b>　　定轉(zhuǎn)控制</b></p><p>　　為了方便印刷機(jī)換膜以及上色輪清洗，在進(jìn)行以上工作時，印刷機(jī)都必須處于一個特殊位置，定轉(zhuǎn)控制就是為此而設(shè)計，先在印刷機(jī)的聯(lián)動軸上安裝一個接近開關(guān)，通過寸動方式調(diào)節(jié)好最佳位置，以后每按定轉(zhuǎn)按鈕一次，印刷機(jī)完成一次印刷動作，檢測到這個固定位置后，停止工作。按下定轉(zhuǎn)按鈕I0.3或觸摸屏M2.2,中間繼電器M0.5得電，驅(qū)動中接觸器KM2動作，離合器得電

104、運(yùn)行，當(dāng)凸塊靠近電感式接近開關(guān)SQ1時，SQ1常開點閉合，使得M1.0得電，繼而M0.4得電。M0.4長閉點斷開，使得M0.5失電，離合器斷電。完成一次印刷工作。</p><p><b>　　程序：</b></p><p><b>　　定位剎車</b></p><p>　　按下定位剎車按鈕I0.4或觸摸屏M2.3,中間繼電

105、器M0.3得電，定位指示燈亮，同時，驅(qū)動接近開關(guān)SQ1,當(dāng)凸塊靠近SQ1時，M1.0得電，接通中間繼電器M0.4，從而使得離合器斷電。使印刷部分處于一個特殊的位置。</p><p><b>　　程序：</b></p><p><b>　　運(yùn)轉(zhuǎn)控制</b></p><p>　　主要實現(xiàn)對印刷紙張的拉料、商標(biāo)紙的多色套印、商標(biāo)

106、紙的覆膜上光、半成品膜切以及膜切后的邊角料排廢，進(jìn)行全自動印刷和印張計數(shù)。按下運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕SB3或觸摸屏M2.0，中間繼電器M0.1得電，驅(qū)動KM2得電，從而使得離合器動作。在定轉(zhuǎn)時，凸塊靠近電感式接近開關(guān)SQ1，會使得離合器斷電。這是因為M0.5的得電，為M0.4動作做準(zhǔn)備。M0.4的相應(yīng)動作使得離合器失電。而在運(yùn)轉(zhuǎn)控制中，接近開關(guān)SQ1通過程序控制對運(yùn)轉(zhuǎn)電路無任何</p><p><b>　　送紙控制&

107、lt;/b></p><p>　　當(dāng)紙張承受一定張力時，微控開關(guān)SQ3動作，I1.6閉合，中間繼電器M0.7的電，M0.7常開點閉合，驅(qū)動接觸器KM3，使得送紙電機(jī)運(yùn)行。撥動撥碼開關(guān)K1~K4，使相應(yīng)的時間繼電器得電?？梢钥刂蒲訒r送紙的時間。</p><p><b>　　上光控制</b></p><p>　　套印完畢，紙張經(jīng)過光電傳感器S

108、Q7,SQ7常閉點I1.5斷開，使得離合器失電，紙張停止運(yùn)行，同時常開點閉合，控制上光電機(jī)對其進(jìn)行上光，并控制其PLC內(nèi)部時間繼電器，使得達(dá)到預(yù)設(shè)時間時，離合器得電繼續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>　　總計數(shù)控制</b></p><p>　　電感式接近開關(guān)SQ2安裝在聯(lián)軸器上，通入24V電壓。當(dāng)套印一次，凸塊靠近接近開關(guān)SQ2一次，使其常開點閉合一次，常開點I1.1

109、控制PLC內(nèi)部計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)C0一次。</p><p><b>　　裁紙控制</b></p><p>　　光電傳感器SQ5直接接220V交流電壓，當(dāng)紙張經(jīng)過送紙電機(jī)M6經(jīng)過SQ5一次，SQ5常開點I1.3相應(yīng)閉合一次，控制PLC內(nèi)部計數(shù)器C1計數(shù)一次，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值時，C1計數(shù)器動作，驅(qū)動KA9，接通切紙電機(jī)進(jìn)行裁切，裁切一次，電感式接近開關(guān)SQ6動作一次，I1.4控制

110、PLC內(nèi)部計數(shù)器C2進(jìn)行計數(shù)一次同時使得C1復(fù)位。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值，C2動作，指示燈HL1亮。斷開SA2、SA3.</p><p><b>　　缺紙控制</b></p><p>　　壓下I0.7,光電傳感器SQ4對紙張有無進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)缺紙時，SQ4復(fù)位，常閉點I1.2閉合，中間繼電器M0.6得電，驅(qū)動指示燈HA,亮及接近開關(guān)SQ1得電。當(dāng)凸塊靠近接近開關(guān)SQ1時，M1.0

111、得電。接通M0.4,使印刷停止。</p><p>　　總計數(shù)滿控制過程類似。本系統(tǒng)還有吸風(fēng)、排廢馬達(dá)配合以上（運(yùn)行、寸動、定轉(zhuǎn)）動作，它們分別由各自的調(diào)速器實現(xiàn)工作及調(diào)速控制。程序見附圖2</p><p><b>　　4.3觸摸屏的應(yīng)用</b></p><p>　　觸摸屏的應(yīng)用省略了原有的一些按鈕、指示燈、計數(shù)器、轉(zhuǎn)速表、時間繼電器及潤滑程控控

112、制器等元器件，降低了故障率，也減少了接線的工作量。臺達(dá)的人機(jī)編輯軟件－tp editor提供了7個等級密碼的保護(hù)，有利于使用廠家對某些特定的使用條件進(jìn)行了限定，保護(hù)了用戶的利益。因觸摸屏有3m的內(nèi)存，所以設(shè)計時在畫面中以走馬燈的形式提供了大量的報警信息，也設(shè)計了多屏plc輸入、輸出狀態(tài)監(jiān)視畫面，在系統(tǒng)幫助里詳細(xì)介紹了本機(jī)電氣操作及維修提示，使整機(jī)的電氣系統(tǒng)操作、使用、維修簡單方便，如圖</p><p><b

113、>　　設(shè)計心得</b></p><p>　　為期一個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，也意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這三年的學(xué)習(xí)時間里我學(xué)到了很多知識和技能。</p><p>　　作為一名電機(jī)電器專業(yè)的學(xué)生，我在大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活中，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了電氣及相關(guān)專業(yè)的各門課程。我們的課程以《電工基礎(chǔ)》、《數(shù)字電子》、《模擬電子》為基礎(chǔ)，進(jìn)一步又學(xué)習(xí)了《電力電子技術(shù)》、《自動控制技術(shù)》、

114、《機(jī)械基礎(chǔ)》、《交直流調(diào)速控制系統(tǒng)》《工廠供配電》等專業(yè)課程。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計使我掌握了做科學(xué)研究的基本方法和思路，也學(xué)了更多的專業(yè)知識及相關(guān)領(lǐng)域的課余科學(xué)知識，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計后，感受頗多，現(xiàn)將感受總結(jié)如下：</p><p>　　首先，通過查找有關(guān)材料，我涉及到了很多不同領(lǐng)域的知識，對這些知識都有了一定的了解，很好的拓展了我的知識面，這些知