剪板机PLC控制优化方案

图4.4-31所示为剪板机工作示意图。

图4.4-31 剪板机工作示意图

（1）控制要求

剪板机的控制，主要是完成对压钳和剪刀的动作控制。板材运动到位后，压钳向下运动压紧板材，当压力到达设置值时，压力继电器动作，使剪刀向下运动进行剪切，当剪刀到达剪断位后，压钳和剪刀同时退回到原始位，这一循环结束。

开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关SQ₁（X0）和SQ₂（X1）为ON。按下起动按钮SB（X10），首先板料右行（KM₁（Y0）为ON）至限位开关SQ₄（X3）动作，然后压钳下行（KM₂（Y1）为ON并保持），压紧板料后，压力继电器KP（X4）为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行（KM₂（Y1）为ON）。剪断板料后，SQ₃（X2）变为ON，压钳和剪刀同时上行（Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF），它们分别碰到限位开关X0和X1后，分别停止上行。都停止后，又开始下一周期的工作，剪完10块料后停止工作并停在初始状态。

对于一定长度的板材，要求裁剪的件数为10件。

（2）PLC的I/O配置和PLC的I/O接线

对于压钳的升降控制，在原始位置设置一个检测点，对压住板材后的检测则采用压力继电器实现。也就是说当压钳在原始位置时给出动作信号，则压钳向下运动直到压力继电器动作，此时等待剪刀工作，完成后退回到原始位置。

对于剪刀的控制，设置原始位置检测，并使用一个限位开关作为板材被剪断的位置检测。剪刀在压钳运动到位后，开始向下运动进行剪断工作，到达剪断位置后，剪刀与压钳同时退回到原始位置。

考虑到一张板材的剪断数量为10件，需要设置一个数目来使剪板机自动完成对整张板材的自动裁剪，这样就可以使用自动送料设备配合完成连续的剪切过程。

PLC的I/O配置见表4.4-10，PLC的I/O接线如图4.4-32所示。

表4.4-10 PLC的I/O配置

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图4.4-32 PLC的I/O接线

（3）设计顺序功能图

1）划分工作阶段。首先确定初始步，一个顺序控制过程都有一个初始步，初始步标志顺序控制过程的开始。剪板机由一个初始位置，即处于原位，压钳和剪刀都处于上限位置SQ₁、SQ₂。因此剪板机处于初始位置时的状态作为初始步。

其次确定工作步，由剪板机的工作过程可知，剪板机的一个工作循环包括5个阶段，即板料右行、压钳下行、剪刀下行、压钳和剪刀同时上行，可将这5个阶段作为工作步，另外由于时并行序列还需配置两个等待步。

因此剪板机的顺序控制过程有一个初始步、5个工作步、两个等待步。

2）确定转移和转移条件（见表4.4-11）。

表4.4-11 剪板机的工作阶段、状态继电器、负载、转移条件和转移目标

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（续）

3）设计顺序功能图

根据表4.4-11可设计出如图4.4-33所示的顺序功能图。图中有选择序列、并行序列的分支与合并，步S0是初始步，加计数器C0用来控制剪料的次数，每次工作循环中C0的当前值加1。没有剪完10块料时，C0的当前值小于设定值10，其动断触点闭合，转换条件##C0满足，将返回步S20，重新开始下一周期的工作，因此步S20是选择序列合并步。剪完10块料后，C0的当前值等于设定值10，其◎C0闭合，转换条件◎C0满足，将返回初始步S0，等待下一次起动命令，因此步S0也是选择序列合并步。

图4.4-33 剪板机的顺序功能图

步S22是并行序列分支步，步S23、S25与步S24、S26是并行分支结构的两个分支。步S25、S26是等待步，它们用来同时结束两个并行序列。只要步S25、S26都是活动步，就会发生步S25、S26到并行序列合并步S0或S20的转换。步S25、S26同时变为不活动步，而步S0或S20变为活动步。根据转移条件◎C0、#C0进行选择序列分支，进入步S0或S20。

（4）设计梯形图（见图4.4-34）

根据顺序功能图设计梯形图。

1）初始步S0的编程。初始步S0是选择序列C的合并步，初始脉冲继电器M8002用于初始起动，程序进入步S0。

图4.3-34 梯形图

2）步S20的编程。步S20是选择序列的合并步，是S0和S25或S26的合并步。步S0进入步S20的转移条件是◎X0·◎X1·◎X10；S25或S26进入步S20的转移条件是（◎C0、#C0），控制未剪完10块料后剪板机返回到初始工作步继续工作。

3）并行序列分支步S22的编程。由步S22进入步S23和步S24的转移条件是◎X2。

4）并行序列合并步的编程。步S25和S26是等待步，它们用来同时结束两个并行序列。只要步S25和S26都是活动步，就会发生步S25、S26到步S0或S20的转换，步S25和S26同时变为不活动步，而步S0或S20变为活动步。

步S25与步S26之后有一个并行序列的合并，当转换条件C0所有的前级步（即步S25和S26）都是活动步：

C0的触点◎C0为ON时，将会发生从S25、S26到步S0的转换，所以将S25、S26和C0的动合触点串联，来控制S0的置位和S25、S26的复位，使步S0变为活动步，步S25和步S26变为不活动步。

C0的触点#C0为ON时，将会发生从S25、S26到步S20的转换，所以将S25、S26和C0的动断触点串联，来控制S20的置位和S25、S26的复位，使步S20变为活动步，步S25和步S26变为不活动步。

5）加计数器C0用来控制剪料的次数，每经过一次工作循环C0的当前值加1。没有剪完10块料时，C0的当前值小于设定值10，其动断触点闭合，转换条件#C0满足，将返回步S20，重新开始下一周期的工作。剪完10块料后，C0的当前值等于设定值10，其触点◎C0闭合，转换条件◎C0满足，将返回初始步S0，等待下一次起动命令。

步S0是初始步，可用来复位C0。对C0加1的操作可以在工作循环中的任意一步进行，对C0的复位必须在工作循环之外的某一步进行。

（5）电路工作过程