文献综述
在纸张纸板、金属板材等工业生产领域，经常需要将原材料切边、矫直后进行高精度定长切割。所采用的技术就是横切的应用，所需要的设备就是横切机。过去传统的横切机缺点很多，具体表现为：1、自动化程度不够高，剪切过程大都由人工控制，整个生产过程人工干预过多，这样不仅浪费了人力物力财力，生产出来的产品也存在不可避免的缺陷；2、剪切速度慢，剪切精度低，满足不了现在社会对所需产品的数量以及质量要求，效率低下[1]。图1为现代工业生产所用横切机实物图。
图1 横切机实物图
随着家电工业、汽车工业、装潢业的迅速发展，作为板材领域重要的生产设备，市场对精整薄材、箔材等需求日益增大，对其精度要求越来越高[2]。横切机的剪切精度、剪切速度、自动化程度直接影响直接影响到生产效率和产品的质量，因此对其技术要求非常高。人们对生产效率以及产品质量的要求越来越高，传统的横切技术已经不能满足人们的需求 [3]。因此必须建立合适的横切模型作为改进。
在横切的应用中，我们往往看到在带材的加工过程中，常需要一卷料定长切断，误差要小；落料段数能自动计数，自动分组；切断时能自动压紧，连续切断。进料、压紧、切断都必须按一定的先后顺序循环往复[4]。对于这样的控制要求，传统的控制系统很难实现。可喜的是，随着PLC、单片机技术的发展，传统的控制系统逐渐被新型智能控制系统取代[5]。鉴于PLC的控制精度高，自动化程度高，在本文中，主要研究PLC在横切技术领域的应用。众所周知，PLC自动控制技术在当前电气自动控制中属于非常重要的应用技术之一，且应用范围在不断延伸[6]。PLC是现今最常用的控制设备，几乎可以完成工业控制领域的所有任务。其实，现在的PLC对模拟量也有很强的处理能力。所以在大多数工业控制系统中，PLC已取代工控机（IPC）作为主控器来完对成复杂的工业自动控制任务[7]。目前世界上着名的PLC生产厂家有美国的AB通用电气公司、日本的三菱、欧姆龙、德国的西门子以及法国的施耐德等等。PLC自产生后，生产厂家不断涌现，品种不断翻新，为控制行业带来了新一轮的革命[8]。随着科学技术的快速发展，PLC技术在电气自动控制系统中获得了良好的发展空间，逐渐成为电气自动控制的重要发展趋势。传统的电气自动控制系统在运行中存在较大弊端，无法满足电气自动控制的需求，而PLC技术的使用可以提高系统的运行效率，降低成本,达到良好的社会经济效益，实现电气工程的可持续发展[9]。PLC自动控制技术具有非常强的可靠性，把PLC技术应用于电气自动控制中具有很大的优势，PLC电气自动控制系统一方面可以提高生产产品的质量，另一方面还可以最大限度的提高工作效率，减少企业投入的成本，使企业获 得良好的经济效益[10]。因此出于对PLC的自动化程度高的考虑，我们可以将PLC与横切机相结合，从而提高横切机的自动化程度，剪切精度以及剪切速度。所以开展对PLC的研究很有必要。目前我国包装行业所使用的横切机多为20世纪70年代引进的国外产品，其控制系统采用Z80CPU及中小规模集成电路[11]；Z80CPU已退出主流市场，复杂的电气结构和元器件的老化，以及系统抗干扰能力较差，给维修工带来极大的麻烦；不友好的人机接口和缺乏生产数据统计功能已不能适应现代企业的管理需求，目前国内也有一些公司在生产该类控制系统，他们大都采用直流电机或者无刷直流电机为核心[12]。据实际考察及用户介绍这些产品普遍存在以下缺点：
（1）直流电机调速设备造价较高[13]；
（2）直流电机工作的可靠性要低于交流电机；
（3）调速不稳定。
所以，用Z8，0CPU等其他中小规模集成电路作为控制系统很难做到尽善尽美。然而随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展[14]，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱[15]。所以用PLC作为控制系统的关键很有必要，本课题中，决定采用以PLC控制三台伺服电机为组成控制系统实现横切机的模型搭建。图2为PLC与伺服驱动器的接线图，用于驱动电机，为达到横切的目的做基础。
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