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咸阳师范学院2011届本科毕业论文
2.2.4 跟踪纠偏
生产过程中会发生纸板跑偏现象，横向移动装置应随时自动地进行跟踪纠偏，它也可以手动横向移动进行纠偏，用两个光电开关作为纠偏的位置检测，用两个行程开关限制横向移动的行程范围。
3 PLC的选型及接线
3.1 PLC的简介
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、定数和算术操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
3.1.1 PLC的工作原理和运行状态及方式
作为电器控制装置，可编程控制器必须接入电路，与主令器件、传感器件及执行器件共同构成系统才能承担控制任务。可编程控制器是一种基于计算机的运算控制装置。它将工业控制中的各种控制信号存入自己的输入存储单元，也将运算的结果存入自己的输出存储单元，并且将运算结果作为输出信号去控制执行器件以完成工业控制。而作为输入存储单元及输出存储单元联系的应用程序则是控制的核心。 可编程控制器的运行大致可分为以下三个部分：
（1）上电处理。PLC上电后对系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模块硬件，I/O模块配置检查，停电保持范围设定等。
（2）扫描过程。以程序扫描执行而得名。一是扫描执行系统程序，二是扫描执行应用程序。每次执行应用程序前先完成输入处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。而执行不执行应用程序还和PLC的运行状态有关。
PLC的运行状态一般有STOP及RUN两种。状态的转换一般可以通过机箱上的硬件开关或编程设备切换。当CPU处于STOP方式时，PLC不执行应用程序，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式时，则执行用户程序和输出处理，再转入执行自诊断检查。
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瓦楞纸分切压痕机电气控制系统设计（软件）
扫描过程除去通信任务及内部特殊存储单元管理，扫描过程可分为输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。
（3）出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否正常，检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。
可编程控制器的运行方式是串行方式，扫描一遍遍地进行，程序一条条地执行。可编程控制器的运行方式是建立在计算机工作原理基础上的，CPU以分时操作来处理各条指令，所以只按程序顺序依次完成各响应电器的动作，这就是所谓的串行。
PLC的工作就是周而复始地循环扫描过程。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。以目前PLC的一般运行速度而言，这个周期为100ms左右。
3.1.2 PLC的选型
随着PLC的普及，PLC产品的种类越来越多，而且功能也日趋完善。PLC的结构形
式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，使用场合也各有侧重。合理选择PLC，对于提高PLC控制系统的经济技术指标具有重要作用。
机型选择的基本原则应是在功能满足要求的情况下，追求性能可靠，维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几个方面。
① 结构合理。对于工艺过程比较固定、环境条件比较好（维修量比较小）、控制规模不太大的场合，选用整体式PLC；其他情况选用模块式结构PLC。
② 功能合理。对于开关量控制的工程项目，控制速度无须考虑，一般的低档机就能满足要求；对于以开关量为主、带少量模拟量的工程项目，可选用带A/D、D/A转换、加减运算、数据传输功能的低档机；对于控制计较复杂、控制功能要求比较高的工程项目，例如要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可视控制规模及复杂的程度选用中档或高档机。中高档机除了功能强大外，具有较高的运算速度，可用于大规模过程控制系统等场合。
③机型统一。因为同一机型的PLC，其规模可互为备用，便于备品备件的采购和管理；其功能及编程方法统一，有利于技术力量的培训、技术水平的挺高和功能的开发；其外部设备通用，资源可分享，配以上位计算机后，可把多台PLC连接成一个多级分布式控制系统，相互通信、集成管理。因而，规模较大的控制系统中的PLC机型应尽量统一。
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④是否在线编程。PLC的特点之一式被控制设备的工艺过程改变时，只需修改程序，就能满足新的控制要求，给声场带来很大的方便。
PLC的编程分为离线编程和在线编程两种。离线编程的PLC主机和编程器共用一个CPU，在编程器上有一个“编程/运行”选择开关或键盘，选择编程状态时，CPU将失去对现场的控制，只为编程器服务。程序编好后，再选择运行状态，CPU则去执行程序并对现场进行控制。此类PLC，由于编程器的主机总用一个CPU，因此节省了大量的硬件和软件，价格比较便宜。中、小型PLC多采用离线编程。
3.1.3 输入输出的选择
①控制系统对PLC的I/O点数量需要的估算。系统对可编程控制器的I/O点的要求于接入的输入输出设备类型有关。如一个单线圈电磁阀用PLC控制时需要2个输入及1个输出；一个双线圈电磁阀需要3个输入及2个输出；按钮需1个输入；波段开关有几个波段就需几个输入。
对PLC输入输出规模的要求还与系统中设备的操控方式有关。如同样是交流异步电动机单向运行，需占用4个输入点及1个输出点。如需Y-△启动，则要4个输入点及3个输出点。
②输入输出口其他性能的考虑。PLC选择有关输入输出口还需考虑输入电流的种类及输入信号传送距离的远近。有些传感器需要直流电，一些主令器件适合交流电，PLC的输入口则有交流输入及直流输入。输入信号传送距离远时可选用输入电压高的种类。可编程控制器输入点有内部供电及外部供电框中供电方式，直流电压5V、12V、24V、60V、68V，交流115V‘220V可选。一般来说，5V输入电压时最远不能超过10m，其他电压时传送距离可由输入口最低输入电压结合器件及配线压降计算。另外，在对输入响应由需求时，还要考虑输入滤波时间的影响。
输出口类型的选择考虑开关速度及执行器件供电电流的类型。对于开关频率高、电感性、低功率因素的负载，推荐使用晶闸管输出模块，缺点是模块价格高，过载能力稍差。继电器输出模块的优点是适用电压范围宽，导通压降损失小，价格低；其缺点是寿命较短，响应速度慢。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。输出点的电流输出能力必须大于负载电流的额定值。
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3.2 本系统的PLC的选型及接线
通过对控制系统控制要求的分析可知，系统共需开关量输入点14个，开关量输出点8个，选CPU224可以符合要求。系统还需要1路模拟量输入和两路模拟量输出，选DM231四路模拟量输入模块一块及EM232两路模拟量输出模块一块。系统的器件安排见表一：
表一：瓦楞纸分切压痕机内输入器件安排表 名称 纠偏工作选择 左边检测光电开关 右边检测光电开关 左边限位开关 右边限位开关 磨刀方式选择 刀片1手动磨刀 刀片2手动磨刀 刀片3手动磨刀 刀片4手动磨刀 代码 SA1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SA2 SB1 SB2 SB3 SB4 编号 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X12 X13 X14 X15 端口 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
表二：瓦楞纸分切压痕机内输出器件安排表 名称 代码 编号 Y0 Y2 Y4 Y5 Y6 Y7 端口 Q0.0 Q0.2 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 左移动自动纠偏控制 KM1 右移动自动纠偏控制 KM2 磨刀1输出 磨刀2输出 磨刀3输出 磨刀4输出 YV1 YV2 YV3 YV4
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