铝塑门窗锯床控制系统及下料优化方法的研究

论文摘要

目前,在自动化领域主要的控制方式有继电器控制、微机控制和PLC控制三种。由于PLC控制系统与继电器控制系统及微机控制系统相比,具有设计、安装、接线、调试工作量小,研制周期短,可靠性高,抗扰能力强,故障率低,对工作环境要求低,维护方便等一系列优点,因此,己成为国内外锯床的首选控制方案。而继电器控制系统因技术性能差,功能单一,将逐渐被淘汰掉。本文针对铝塑门窗锯床改造这一具体的研究课题,提出了用PLC控制系统取代原有的继电器控制系统,采用伺服电机实现锯头精确定位,编制了下料优化软件实现了下料最优化配置,这对提升原有锯床下料精度、生产效率和降低成本都具有重要意义。论文主要分两部分:首先是执行系统部分的设计,在这部分中设计包括基于PLC和伺服系统总体方案,软、硬件设计与实现方案,给出了具体的输入/输出接线图,并对基于PLC的控制系统的电机电器控制线路作了详细阐述,设计了电动机电器控制线路,阐述了电动机主电路及其电器控制电路的设计过程,进行了用户程序的设计,其中包括公用程序、手动程序、半自动程序,并给出了上述程序的梯形图;其次在上位机部分阐述了优化下料的方法,给出了优化算法、编制了相应的优化下料程序并进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外关于金切锯床和锯床下料优化的研究现状
• 1.2.1 金属切削锯床研究现状及发展趋势
• 1.2.2 下料优化研究现状
• 1.3 本文的研究目标与应用前景
• 1.4 本课题主要研究内容
• 2 执行系统的设计
• 2.1 硬件系统的总体设计
• 2.2 PLC的选型
• 2.2.1 CJ1系列位置控制单元（NC）产品的特点
• 2.2.2 PLC的I/O电路
• 2.3 伺服电机的选择
• 2.3.1 伺服系统概述
• 2.3.2 执行电机的选择
• 2.4 本章小结
• 3 PLC控制系统硬件与控制线路设计
• 3.1 PLC控制系统电器元件的设计
• 3.1.1 PLC输入元件的配置
• 3.1.2 PLC输出元件的配置
• 3.2 PLC控制系统电器元件的选择
• 3.3 PLCI/O元件分配
• 3.3.1 PLC输入元件分配表
• 3.3.2 PLC输出元件分配表
• 3.4 绘制PLCI/O接线图和电动机电气控制原理图
• 3.4.1 绘制I/O接线图
• 3.4.2 绘制电动机电气控制原理图
• 3.5 PLC运动功能参数设置
• 3.6 本章小结
• 4 PLC控制系统软件设计与实现
• 4.1 PLC梯形图总体方案设计
• 4.1.1 PLC程序组成及各部分程序作用
• 4.1.2 PLC梯形图程序的总体结构
• 4.1.3 锯床加工过程流程图
• 4.1.4 控制程序流程图
• 4.2 PLC控制程序实现
• 4.2.1 CXP编程软件
• 4.2.2 PLC控制程序详细设计
• 4.3 PC/PLC通信
• 4.3.1 系统的构成
• 4.3.2 PLC与上位机的通信过程
• 4.3.3 PLC与上位计算机通信程序
• 4.4 本章小结
• 5 优化下料软件设计
• 5.1 下料问题的数学模型
• 5.1.1 一维优化下料问题的数学模型
• 5.1.2 整数规划算法
• 5.2 优化总体方案设计
• 5.2.1 下料方式的确定
• 5.2.2 后台处理
• 5.3 实例验算
• 5.3.1 运行实例
• 5.3.2 验算
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢