1 绪论
1 .1 切纸机的基本概况
我国的造纸工业技术水平仍停留在上世纪80年代初的水平，许多机器仍采用继电器控制电路，属于低水平加工制造业，而国外已普遍采用PLC控制电路。造纸工业是国民经济的基础产业之一，与社会经济发展和人民生活息息相关，纸和纸板的消费水平已成为一个国家现代化和文明程度的重要标志之一。
可编程控制器简称PLC，它是一种用作数字控制的专用计算机。它按照用户程序存储器里的指令安排，通过输入接口采集现场信号，执行逻辑或数值运算，进而通过输出接口去控制执行机构动作。它组态灵活、编程简单、维护方便、可靠性高，现已成为工业自动化核心技术之一。
本文介绍了柴河纸板厂继电器控制电路旧设备的改造。“PLC控制的`纸板切割机”作为控制系统中的一个典型的实验设计。柴河纸板厂的纸板切割机是特种工业用纸生产重要的配套设备之一，由于该设备仍采用继电器控制电路，设备老化，逻辑电路的接线较复杂。由于器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象是不可避免的，大大降低了系统的可靠性，继电器控制系统的维修工作不仅耗资费时,而且停产维修所造成的损失也不可估量,而现代化生产过程是不断变化的,生产工艺和市场需求也是不断地变化,所以用PLC取代继电器控制已是大势所趋。
1.2切纸机的基本设计要求
该控制系统的关键是在原继电器控制电路的基础上,经过合理的转换,从而设计出具有相同功能的PLC控制程序。在把继电器控制转换成PLC控制时要注意转换方法,以确保转换后系统的功能不变。
（1）根据原继电器电路和工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（2）分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是发送信号给PLC的，哪些外围设备是接收来自PLC的信号的。同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O进行分配，在此基础上确定PLC的机型。
（3）根据原继电器电路和控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况,设计PLC用户程序,此时采用梯形图形式的用户程序。
2切纸机的总体设计方案
2.1课题分析
PLC控制的纸板切割机，就是利用PLC作为纸板切割机控制电路的主控制器，PLC采用环扫描工作方式， 在系统软件控制下，扫描输入的状态，按纸板切割机工作程序进行运算处理，然后向输出发出响应的控制信号。整个工作过程可分为5个阶段：自诊段，与编程器或计算机等的通信，现场输入信号的采集，用户程序执行，输出结果。PLC经过这些5个阶段的工作过程，称为一个扫描周期。完成一个扫描周期后，又重新执行上述过程，扫描周期周而复始地进行。
本PLC控制系统的具体指标要求是：对导辊从造纸机上接纸板的线速度比造纸机上纸板传输度高1%-5%。纸板完全静止在切纸机导辊上的预定位置不能超过10mm。
2.2设计思路
本设计包括硬件配置和软件程序设计两部分。
硬件设计时，对被控设备的工艺要求和所选PLC的特点与性能有较全面的了解；软件设计时在对原继电器控制电路熟悉掌握的基础上，以步为核心，一步步设计，一步步修改直到完成整个程序的设计。
对于PLC程序设计采取以下几步：
（1） 根据原继电器控制电路和工艺要求确定被控系统必须完成的动作，确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（2） 分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给PLC的，哪些外围设备是接收来自PLC的信号的，同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应，对I/O进行分配。在此基础上确定PLC的机型。
（3） 根据原继电器电路、控制系统的控制要求、所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况，设计PLC用户程序，此时采用梯形图形式的用户程序。纸板切割机的加工工艺过程如下：
① 启动设备，切纸机导辊从造纸机上接到纸板传到预想位置。
② 导辊停止导纸，当纸板完全静止在切纸机导辊上预定位置时，切纸刀车开始切割，刀车运动到另一侧后，刀车电机与切刀电机停机。
③ 导辊向接纸台传送已切割完毕的纸板。
④ 送纸结束，切纸机导辊又恢复高速，等待造纸机下一副纸板的到来。刀车再由另一侧向原方向运动进行下一次切割过程。如此反复。
（4）控制要求：
① 导辊的速度由主传动机控制。主传动电机是CYT—4型三相交电磁调速电动机。调整器外装两只电位器，当导辊从造纸机上接纸板时为了顺利地从造纸机上接到纸板，根据纸板的密度，原料和定量的不同情况，导辊速度要比造纸机上纸板传输速度高1%—5%，由电位器W1设定。当导辊向接纸台传送已切割完毕的纸板时，由光电管E2发出切割完毕信号，经继电器Z5，Z9调速器和电位器W2投入，由电位器W2设定。
② 当切纸机导辊从造纸机上接到纸板传到预想位置时，由光电管E1向时间继电器ST2发出信号，经中间继电器K1，控制继电器Z3，Z8及C4。调速器与电位器W1同时脱机发出零速度信号，导辊停止导纸。
③ 导辊停止后，纸板在导辊上仍然存在惯性滑动，由时间继电器ST2的延时作用来调节纸副的位置。
④ 当纸板完全静止在切纸机导辊上预定位置时，由时间继电器ST3向切纸刀发出开始的命令。刀车电机MZ与切刀电机M3，M4，M5同时启动切割纸板。当刀车离开纸板，运动到光电管侧端后，由光电管发出切割完毕信号，刀车电机与切刀电机均断电停机。
⑤ 送纸结束后，主传动输出恢复高速，由于时间继电器SJ1延时时间达到，接点断开，继电器Z6，Z7失电，使K1失电，Z9，C4得电。由调速器和电位器W1投入实现。......
