kvv型电缆定长剪切设备控制系统设计【字数：12828】
摘 要本课题主要运用当今功能强大的PLC对目前普遍在用的KVV 型控制电缆实现定长剪切切割的功能。现在伴随着科学以及社会发展迅速，传统的工业控制面临着更大的挑战和机遇。而PLC正是以其高性能、编程简单、价格适中等方面的优点占据着工业控制系统的一席之地，而PLC可编程控制系统已经在我们生活的各个地方发挥着巨大的作用，给人们带来了更多的便捷实用效果。作为使用对象KVV型电缆这是控制电缆的一种，它如今运用在许多场合比如管道，电缆沟以及承受较大机械拉力的地方。现在工业对电缆长度的精度要求不断的提高，传统的工艺已经无法保证足够的要求，现如今提出运用PLC控制系统来实现对电缆的定长剪切，能够保证高精度且安全，效率高，使用光电编码器为辅助测量电缆的长度，通过编码器输出脉冲信号给PLC间接转换成固定长度，当长度符合所设定要求时，剪切机构开始实现剪切功能，对电缆开始剪切。最后使用触摸屏的人工操作界面更直观简单操作完成整个控制系统。
Key Words: PLC; Photoelectric encoder; Fixed length shear; KVV cable; Touch screen 目 录
1.绪论 1
1.1 课题的目的与意义 1
1.2 课题研究的基础、现状和趋势 1
1.2.1 国内外研究现状及趋势 1
1.3 课题研究的主要内容 2
2.控制系统总体方案设计 3
2.1 系统控制要求 3
2.2 设计方案 3
2.3 手动控制方案 3
2.4 自动控制方案 4
2.5 控制方案的优化比较 4
2.6 控制方案经济及环境性分析 4
3.控制系统硬件设计 5
3.1 可编程控制器基础 5
3.1.1 PLC控制系统的特点 5
3.2 PLC的选型 6
3.3 PLC的I/O分配表 8
3.4 电动机的选型 8
3.4.1 输送电缆伺服电机选型 8
3.4.2 伺服驱动器的选型 10
3.5 传感器的选型 11
3.5.1 光电编码器原理 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
/> 3.5.2 光电编码器选型 11
3.5.3 光电编码器的脉冲计算 12
3.6 液压缸的设计 13
3.6.1 液压缸的选型计算 13
3.6.2 液压系统原理图 15
3.7 PLC外部接线图 16
4.控制系统软件设计 17
4.1 PLC设计思路 17
4.2 PLC程序的编写 17
4.2.1 PLC自动/手动控制方式的选择 18
4.2.2 PLC手动控制程序 19
4.3.3 PLC自动控制流程程序 22
5.触摸屏界面设计 26
5.1 触摸屏的选型 26
5.2 触摸屏的显示界面设计 27
5.2.1 触摸屏界面内容 27
5.2.2 触摸屏的欢迎界面设计 28
5.2.3 触摸屏的主界面设计 28
5.2.4 触摸屏手动控制界面设计 29
5.2.5 自动流程界面设计 29
结束语 30
参考文献 31
附录1.PLC软元件注释表 32
附录2.程序流程图 34
附录3.PLC程序梯形图 35
附录4.PLC接线原理图 41
附录5.元器件清单 42
附录6.元器件布置图 43
附录7.液压原理图 44
致谢 45
1.绪论
1.1 课题的目的与意义
本课题KVV型电缆是目前常熟一家某公司生产，目前在我国铁路交通信号接线方面得到广泛应用，在此基础上研究KVV型电缆的定长剪切控制系统。本课题的目的和意义是通过利用PLC的控制系统来实现对KVV型电缆的自动定长剪切的功能，通过PLC来实现整个系统的控制来达到对电缆的高精度定长剪切效果，这个过程实现了从早期人工操作到如今自动化的转变，也给技术人员对劳动强度减轻了许多压力和负担。
1.2 课题研究的基础、现状和趋势
KVV型绝缘电缆是聚氯乙烯控制电缆，经常用于信号、保护以及控制方面的电缆接线。由于具有良好的性能目前KVV型电缆在铁路交通信号方面得到广泛运用，由于电缆铺设在铁路方面，它的工作环境温度一般保持在30℃到60℃左右的位置，敷设温度理论上不应该低于标准的0摄氏度，以免对电缆性能造成损坏。有时候需要在野外进行定长剪切，这时候就要设计一个适合能够在野外进行工作的控制系统。中国是电缆使用大国，目前定长剪切的精度是一个待解决的问题，现在铺设电缆都需要很精确的长度，而目前工业设备80%使用PLC来实现各种控制功能需求，通过使用PLC来完成定长剪切控制系统再合适不过了，正是电缆的应用广泛和PLC功能丰富才会吸引越来越多的学者去研究和创新。
1.2.1 国内外研究现状及趋势
目前随着我国工业自动化以及科技实力不断的增强，我国电力也在不断的增高，所以电缆就成了我国电力系统不可或缺的材料，电缆应用越来越普遍，人们也希望对电缆长度进行更精确的剪切。 目前国内研究该问题也越来越重视，之前国内研究会产生诸多问题:
1、加工精度不高，加工精度以往都是通过人们手工皮尺来量取，所以精度难以保证。
2、 操作复杂，完成剪切工作都需要手工来完成，而且操作麻烦。
3、安全性不高，以往剪切机都需要手工完成，这就难免会出现意外事件发生。而到了80年代我国采用微机控制定长剪切，在技术上有了一定的进步和创新，但是精度还是得不到可靠的保证。而随着PLC的出现，通过PLC强大的控制功能可以足够解决这一工业难题。
基于上述情况，要实现更高精度的电缆剪切就需要更高设备来实现，所以在现在以及未来，做出一个能够实现更高精度的定长剪切控制系统将会是发展所需，也是迫切需要解决的问题。PLC依靠它的高可靠和安全性能以及它本身的具有强大的控制功能是本课题选择的最大因素之一。另外只需要电机，增量式光电编码器，PLC以及人机界面（触摸屏）就能够实现本系统的设计要求，不仅成本低，操作简单，只需要简单的程序，而且性能可靠，安全性高，这特别适合中小型企业的需求。随着时代的进步，利用PLC等一系列设备实现定长剪切控制将会得到更广泛的发展和应用。
Key Words: PLC; Photoelectric encoder; Fixed length shear; KVV cable; Touch screen 目 录
1.绪论 1
1.1 课题的目的与意义 1
1.2 课题研究的基础、现状和趋势 1
1.2.1 国内外研究现状及趋势 1
1.3 课题研究的主要内容 2
2.控制系统总体方案设计 3
2.1 系统控制要求 3
2.2 设计方案 3
2.3 手动控制方案 3
2.4 自动控制方案 4
2.5 控制方案的优化比较 4
2.6 控制方案经济及环境性分析 4
3.控制系统硬件设计 5
3.1 可编程控制器基础 5
3.1.1 PLC控制系统的特点 5
3.2 PLC的选型 6
3.3 PLC的I/O分配表 8
3.4 电动机的选型 8
3.4.1 输送电缆伺服电机选型 8
3.4.2 伺服驱动器的选型 10
3.5 传感器的选型 11
3.5.1 光电编码器原理 11
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/> 3.5.2 光电编码器选型 11
3.5.3 光电编码器的脉冲计算 12
3.6 液压缸的设计 13
3.6.1 液压缸的选型计算 13
3.6.2 液压系统原理图 15
3.7 PLC外部接线图 16
4.控制系统软件设计 17
4.1 PLC设计思路 17
4.2 PLC程序的编写 17
4.2.1 PLC自动/手动控制方式的选择 18
4.2.2 PLC手动控制程序 19
4.3.3 PLC自动控制流程程序 22
5.触摸屏界面设计 26
5.1 触摸屏的选型 26
5.2 触摸屏的显示界面设计 27
5.2.1 触摸屏界面内容 27
5.2.2 触摸屏的欢迎界面设计 28
5.2.3 触摸屏的主界面设计 28
5.2.4 触摸屏手动控制界面设计 29
5.2.5 自动流程界面设计 29
结束语 30
参考文献 31
附录1.PLC软元件注释表 32
附录2.程序流程图 34
附录3.PLC程序梯形图 35
附录4.PLC接线原理图 41
附录5.元器件清单 42
附录6.元器件布置图 43
附录7.液压原理图 44
致谢 45
1.绪论
1.1 课题的目的与意义
本课题KVV型电缆是目前常熟一家某公司生产，目前在我国铁路交通信号接线方面得到广泛应用，在此基础上研究KVV型电缆的定长剪切控制系统。本课题的目的和意义是通过利用PLC的控制系统来实现对KVV型电缆的自动定长剪切的功能，通过PLC来实现整个系统的控制来达到对电缆的高精度定长剪切效果，这个过程实现了从早期人工操作到如今自动化的转变，也给技术人员对劳动强度减轻了许多压力和负担。
1.2 课题研究的基础、现状和趋势
KVV型绝缘电缆是聚氯乙烯控制电缆，经常用于信号、保护以及控制方面的电缆接线。由于具有良好的性能目前KVV型电缆在铁路交通信号方面得到广泛运用，由于电缆铺设在铁路方面，它的工作环境温度一般保持在30℃到60℃左右的位置，敷设温度理论上不应该低于标准的0摄氏度，以免对电缆性能造成损坏。有时候需要在野外进行定长剪切，这时候就要设计一个适合能够在野外进行工作的控制系统。中国是电缆使用大国，目前定长剪切的精度是一个待解决的问题，现在铺设电缆都需要很精确的长度，而目前工业设备80%使用PLC来实现各种控制功能需求，通过使用PLC来完成定长剪切控制系统再合适不过了，正是电缆的应用广泛和PLC功能丰富才会吸引越来越多的学者去研究和创新。
1.2.1 国内外研究现状及趋势
目前随着我国工业自动化以及科技实力不断的增强，我国电力也在不断的增高，所以电缆就成了我国电力系统不可或缺的材料，电缆应用越来越普遍，人们也希望对电缆长度进行更精确的剪切。 目前国内研究该问题也越来越重视，之前国内研究会产生诸多问题:
1、加工精度不高，加工精度以往都是通过人们手工皮尺来量取，所以精度难以保证。
2、 操作复杂，完成剪切工作都需要手工来完成，而且操作麻烦。
3、安全性不高，以往剪切机都需要手工完成，这就难免会出现意外事件发生。而到了80年代我国采用微机控制定长剪切，在技术上有了一定的进步和创新，但是精度还是得不到可靠的保证。而随着PLC的出现，通过PLC强大的控制功能可以足够解决这一工业难题。
基于上述情况，要实现更高精度的电缆剪切就需要更高设备来实现，所以在现在以及未来，做出一个能够实现更高精度的定长剪切控制系统将会是发展所需，也是迫切需要解决的问题。PLC依靠它的高可靠和安全性能以及它本身的具有强大的控制功能是本课题选择的最大因素之一。另外只需要电机，增量式光电编码器，PLC以及人机界面（触摸屏）就能够实现本系统的设计要求，不仅成本低，操作简单，只需要简单的程序，而且性能可靠，安全性高，这特别适合中小型企业的需求。随着时代的进步，利用PLC等一系列设备实现定长剪切控制将会得到更广泛的发展和应用。
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