中密度纤维板生产线PLC自动控制系统设计

这是我根据网上资料汇总出来的一篇文章,本来是作为某人的本科毕业论文的,因没有用上,特共享之

PLC 中密度纤维板生产线自动控制系统设计

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摘要：本文根据中密度纤维板生产线中木片制备、纤维制备、铺装、热压、成品制备、砂光等工艺流程,选择C200H型PLC设计其自动控制系统，并介绍了I/O分配表等。

关键词：中密度纤维板;生产线;PLC;自动控制系统

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第一章 生产工艺流程简介

1.1生产线概述

中密度纤维板生产线包括木片制备、纤维制备、铺装、热压、成品制备、砂光等工段。其中木片制备工段包括削片、筛选、贮存等工序，为热磨解纤提供合格的木片。纤维制备工段包括热磨、干燥、调、施胶及纤维贮存等工序，提供经施胶的合格纤维。两者主要完成原料的加工。铺装工段包括铺装、预压、板坯锯截、板坯输送等工序， 主要完成铺装、预压、板坯的成型以及板坯向装板机的运输。热压工段主要完成板坯的热压成型。砂光工段是将规格的齐边板定厚砂去表面的预固化层，经砂光后的成品板表面光洁，并达到一定的厚度公差要求。作为生产线主要部分的铺装、热压、成品制备工段，其自动化程度要求较高。

1.2铺装工段的结构和生产工艺流程

加工好的原料经铺装成型机铺装成板坯。成型后的板坯送入预压机进行预压，以排除板坯中的气体，减少板坯的厚度，将板坯压缩成具有一定的强度，便于输送。当板坯经过光电开关sw1，启动加速滚台将成型板坯分离。标准的板坯经过光电开关sw2的前一信号启动推板滚台，后一信号启动推板器前进，将板坯送进装板机。

板坯回收装置设在板坯运输机下，当产生不合格的板坯时，则该板坯经加速运输

机被送入板坯回收装置将纤维回收。其结构示意图见图1-1。工艺流程图见图1-2。

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图1-1铺装工段结构图

图1-2铺装工段的工艺流程图

1.3热压工段的结构和生产工艺流程

热压工段的生产设备主要有装板机、热压机、卸板机。

装板机原有的生产线采用由下至上的装板方式，推板器将板坯送进装板机，等推板器退回，装板机上升一格。直到装板机上升到最高点，进板器前进，挡板油泵下降，进板器后退，挡板油泵上升。板坯进入热压机，热压机开始工作。

热压机热压机为多层结构，加压方式为下压式，有液压系统提供

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液压缸加压动力，热压板的热介质可用蒸汽或热油。热压机按预定的程序自动完成整个热压过程，根据中密度纤维板的制板工艺曲线设定热压程序。

卸板机采用至上而下的卸板方式。卸板机的初始位置在最高点，在装板机装板过程中，当进板器将板坯推进热压机的时候，同时将在热压机中的热压板推出了热压机，进入卸板机。进板完毕，卸板机下降，直到最下面的热压板接触出板机的行程开关，卸板机停止，启动出板机，将毛板送入成品制备工段。继续下降一格，直到最下面的热压板接触出板机的行程开关，卸板机停止，启动出板机，这样重复进行直到卸板机中的板卸载完毕。然后卸板机至顶。其结构如图1-3，工艺流程图如图1-4 。

1.4成品制备工段的结构和生产工艺流程

由出板机出来的毛板经称重运输机称重后，由运输机将毛板送入翻板冷却机冷却，冷却后的毛板，经纵锯、横锯锯成符合规格的齐边板，然后进行堆垛、贮存，待胶粘剂充分固化后，再用叉车把整垛板送入砂光线。其结构简图略，工艺流程图如图1-5。

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图1-3热压工段结构图

图1-4热压工段工艺流程图

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图1-5成品制备工段工艺流程图

1.5装板机装板流程的改进设计

1.5.1问题的提出

装板机的传统装板过程是:装板机在上升过程中依次装板，等装板机装完板后，进板器将板坯送进热压机，然后又退到最低点，重新进行装板。作者在现场安装过程中发现，由于液压缸工作的迟滞性，在回位过程中，浪费了许多时间，降低了生产效率。

1.5.2改进设计方案

为了提高生产线的生产率，提高装板机的装板速度。现对装板机的装板流程进行改进设计。方案如下:在装板机下降过程中，隔层装板;在上升一过程，把空位补齐。示意如图

1-6

图1-6装板机装板程序改进

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第二章 生产线自动控制系统的设计

2.1 PLC的选择

通过对各种PLC的价格/性能比，指令系统的功能进行比较，选用日本OMRON公司PLC。根据各阶段的输入/输出点的数量，以及便于以后的生产线改造，选用C200H型的PLC作为控制机。铺装工段选用一个8槽母板和一个5槽扩展母板。装板机、热压机、卸板机、成品运输阶段采用一个10槽母板和一个8槽扩展母板。PLC系统除CPU和电源模块外，选用若干个输入单元ID212和输出单元OC225以及需要的模拟量I/O单元。

2.2C200H可编程控制器概述

日本OMRON(立石)公司生产的SYSMAC C系列PC产品己广泛应用于材料处理、

食品加工和包装、机械加工、自动化制造和过程控制等行业。在我国引进及市场上销售的进口PC产品中，OMRON在小型机中占首位。

SYSMAC C系列PC有微型、小型、中型和大型四大类十几种型号。C200PI PLC是小型PLC的代表。采用紧凑型模块式结构如图3-I。可控制384点I/O，同时还可以配置智能I/O模块、网络他通信模块、模拟量I/O模块等，是一种小型高性能PLC。

图2-1 C200H PLC系统结构

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2.2.1C200H PLC母板I/O通道号及位号配置

PLC监测从按钮、传感器和限位开关等设备和元件传来的输入信号，根据存储器中的用户程序进行逻辑解算，然后给外部负载(如继电器、马达控制器、电磁阀、气阀、指示灯和报警器等)输出信号以达到控制目的。I/O继电器区实际上就是这些外部输入输出设备状态的映像区，PLC机通过I/O区中的各个位与外部物理设备建立联系。此区中的每个通道都可以映像一个I/O卡状态。而每个通道的每个位都可以映像一个I/0卡上的每个端

子的状态。总之，I/O继电器区就是为C200H PLC系统配置I/O卡准备的映像区，共有30个通道，编号000￣029。

一个C200H PLC系统中的CPU母板最多可带两个扩展母板，各母板的通道号配置如图2-2。

图2-2母板通道号配置

每通道寻址16位，在通道号后再加2位数字，用5位数表示UO继电器区中的一个位。位号寻址范围表如表3-1。

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表2-1 1/O

继电器区位号

2.2.2C200H PLC系统数据区通道号分配

C200H PLC的存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器分为系统程序存储区和系统数据存储区。用户存储器分为用户程序区和用户数据区。用户数据区用于存放输入、输出数据，程序用中间变量，提供计时器、计数器、寄存器等。C200H PLC系统将用户数据区分为九大类，分别为I/0继电器区，内部辅助继电器区，专用继电器区，暂存继电器区，保持继电器区，辅助继电器区，链接继电器区，定时/计数继电器区和数据存储区。对于各区的访问，C200H PLC系统采用通道的概念寻址，即将各个划区分为若干个连续的通道，每个通道包含16个二进制位，用2～4位数字组成通道号来标识各区和各个通道，有些区可以按位进行寻址，要在通道号后再加00～15二位数字组成位号来标识各个通道的位。C200H PLC系统数据区通道号分配如表2-2。

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表2-2 C200H PLC系统数据区通道号分配

2.2.3C200H PLC系统控制线路结构

输入量接在输入模块、模拟量转换模块等:输出量接在输出模块、模拟量转换模块。I/0模块通过母板总线连接。其结构图如图2-3。

图2-3 I/O结构图

2.3PLC软件设计

根据中密度生产线的整体控制要求和各工段的输入输出的点数，将铺装工段的输入输出分配在一个PLC中，将热压、成品制备工段的输入输出分配在一个PLC中。由于PLC的控制采用寻址方式，I/O继电器区实际上就是这些外部输入输出设备状态的映像区，PLC机通过

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区中的各个位与外部物理设备建立联系。因此，需将生产线设备进行输入输出定义，并分别分配地址号，即I/O。

2.3.1铺装、预压、成型、运输阶段PLC软件设计

（1）I/O分配表

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(2)梯形图设计

根据生产线的控制要求和I/O分配表，进行梯形图的设计。然后将梯形图转化为PLC的程序，通过编程器输入到PLC中。图略

(3) PLC程序清单

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2.3.2装板机、热压机、卸板机、成品运输阶段PLC软件设计

（1）I/O分配表

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(2)梯形图设计

根据生产线的控制要求和I/O分配表，进行梯形图的设计。然后将梯形图转化为PLC的程序，通过编程器输入到PLC中。图略

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