PLC在印花機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目PLC在印花機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 系 （院）自動(dòng)化系專 業(yè)電氣工程與自動(dòng)化班 級(jí)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師職 稱二一 年 6 月 16 日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名: 二 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。

2、本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名: 二 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系（院）自動(dòng)化系專業(yè)電氣工程與自動(dòng)化班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師職稱論文題目有關(guān)PLC在印花機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用起止時(shí)間自2009 年12月1日起至2010年6月10日一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目來(lái)源： 指導(dǎo)教師命題。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的基本要求：1.在充分調(diào)研、查閱資料

3、和研讀資料的基礎(chǔ)上，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告；2.查閱專業(yè)參考書(shū)3冊(cè)以上，專業(yè)文獻(xiàn)6篇以上；3.到工廠車間或與設(shè)計(jì)課題有關(guān)的單位進(jìn)行實(shí)地考查或?qū)嵙?xí)，開(kāi)展有關(guān)研究；4.作出畢業(yè)設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)圖，寫(xiě)出5000字以上畢業(yè)設(shè)計(jì)文字說(shuō)明；5.請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)與評(píng)議；6.完成一篇3000漢字以上的外文資料的翻譯工作。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容：1印花機(jī)控制系統(tǒng)概述2控制系統(tǒng)方案3硬件設(shè)計(jì)4軟件設(shè)計(jì)5結(jié)論四、進(jìn)度安排：2009年12月01日2009年12月20日 下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；2009年12月21日2010年01月12日 課題調(diào)研，查詢與閱讀文獻(xiàn)資料；2010年01月13日2010年02月2

4、8日 整理文獻(xiàn)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告；2010年03月01日2010年03月14日 給出課題設(shè)計(jì)技術(shù)方案；2010年03月15日2010年03月28日 按照方案進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，包括理論分析、軟硬件制作與調(diào)試等；2010年03月29日2010年4月11日 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查；2010年04月12日2010年05月09日 列出論文提綱，撰寫(xiě)初稿；2010年05月10日2010年05月30日 論文定稿，完成外文翻譯；2010年05月31日2010年06月09日 論文、外文翻譯評(píng)閱；2010年06月10日2010年06月20日 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯；2010年06月20日2010年06月25日 上交畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)材

5、料。五、主要參考文獻(xiàn)資料：1 路秀芬，王淑紅 用于印花機(jī)的PLC控制 期刊科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì) 2005年 第07期2鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第三版）M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，20013賀哲榮，石帥軍.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱FX2系列）M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20064周萬(wàn)珍.PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,20045韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社，20006胡學(xué)林.可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇）（實(shí)訓(xùn)篇）M.電子工業(yè)出版社，2003指導(dǎo)教師（簽字）: 年 月 日教研室主任（簽字）： 年 月 日注：本表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，經(jīng)教研室主任審定后下發(fā)給學(xué)生。P

6、LC在印花機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要當(dāng)前，在工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域無(wú)論是從國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，無(wú)論是興建工程項(xiàng)目，還是舊設(shè)備的改造，大多都普遍利用了一種新型控制設(shè)備可編程控制器。目前，可編程控制器以其高可靠性和一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化領(lǐng)域已形成一種工業(yè)控制趨勢(shì)。近年來(lái)PLC機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。如果用PLC控制技術(shù)對(duì)這些系統(tǒng)實(shí)施改造，則具有普遍的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義。關(guān)鍵詞： 三菱FX2N PLC 毛巾印花機(jī) 變頻器The PLC in the printing mac

7、hine control systemAbstractAt present, the field of industrial automation control from abroad, whether automated production line，Or self-designed automatic control system，Whether the construction project, or the transformation of old equipment，Most generally use a new type of control equipment - -Pr

8、ogrammable controllers. At present, the programmable controller for its high reliability and a unique set of advantages, in the automation control has become an industry trend. In recent years the field of PLC machine control applications in industry more widely, its control performance, group machi

9、ne cycle and hardware cost, the comprehensive advantages demonstrated, is difficult to compare with other industrial products. If the PLC control technology with the implementation of reform of these systems are universal technical and economic sense.Key words：Mitsubishi FX2N PLC Towel printing mach

10、ineInverter目 錄摘要IAbstractII目錄i第一章緒論11.1毛巾印花機(jī)簡(jiǎn)介21.2 PLC的簡(jiǎn)介21.3 PLC的特點(diǎn)31.4印花機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC的優(yōu)勢(shì)4第二章印花機(jī)控制系統(tǒng)PLC控制線路設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求52.2分析任務(wù)要求及解決方案5第三章硬件選型63.1 PLC產(chǎn)品的比較63.1.1歐姆龍PLC簡(jiǎn)介63.1.2西門(mén)子PLC簡(jiǎn)介83.1.3三菱FX系列PLC簡(jiǎn)介83.2 PLC的選擇83.3 變頻器的選擇8第四章PLC控制程序的設(shè)計(jì)104.1 I/O分配表104.2 PLC控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖104.3程序原理分析12第五章總結(jié)13參考文獻(xiàn)14謝辭15第一章 緒

11、論1.1毛巾印花機(jī)簡(jiǎn)介毛巾印花機(jī)用于紡織物的印花，通常設(shè)有導(dǎo)帶進(jìn)退機(jī)構(gòu)、平網(wǎng)升降機(jī)構(gòu)、導(dǎo)帶清洗機(jī)構(gòu)和花位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。液壓驅(qū)動(dòng)的毛巾印花機(jī)一般要求既能實(shí)現(xiàn)正常印花時(shí)的自動(dòng)工作循環(huán)，又能實(shí)現(xiàn)花位調(diào)節(jié)時(shí)的手動(dòng)操作。毛巾印花機(jī)通常采用常規(guī)液壓閥組成的液壓系統(tǒng)，采用繼電器控制系統(tǒng)，不但接線復(fù)雜，而且可靠性差，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障，使印花機(jī)不能保證在較為理想的狀況下運(yùn)行?？删幊炭刂破鳎≒LC）被日益廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備等的電器控制系統(tǒng)中，采用PLC 控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，可以把機(jī)械設(shè)備的效率、可靠性等提高到一個(gè)新的水平。1.2 PLC的簡(jiǎn)介Programmable Logic Controller 簡(jiǎn)稱

12、為PLC，即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Prog

13、rammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。PLC的定義有許多種。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)

14、算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。1.3 PLC的特點(diǎn)1) 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或

15、有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。2) 豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3) 配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。

16、多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 4) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工作量小、維護(hù)方便、容易改造PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。5) 體積小、重量輕、能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm ，重量小于150g 能耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備

17、。1.4毛巾印花機(jī)控制中應(yīng)用PLC的優(yōu)勢(shì)毛巾印花機(jī)是毛巾織造行業(yè)的主要設(shè)備，由于采用了很多渦輪渦桿傳動(dòng)和落后的繼電器控制，致使整機(jī)噪聲大、效率低、機(jī)件損壞嚴(yán)重，且操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品質(zhì)量差。現(xiàn)配合機(jī)械傳動(dòng)部分的改造，采用變頻器和PLC對(duì)其電氣部分進(jìn)行了全面改造，重新設(shè)計(jì)制作了電氣控制系統(tǒng)。第二章毛巾印花機(jī)PLC控制線路設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)要求印花機(jī)的正常工藝流程共有6步，周而復(fù)始的循環(huán)，如圖1.1所示：模板上升導(dǎo)帶高速導(dǎo)帶低速模板下降正刮反刮圖1.12.2分析任務(wù)要求及解決方案開(kāi)始時(shí)印花模板上升，升到位后導(dǎo)帶帶動(dòng)毛巾前進(jìn)，到位后導(dǎo)帶再慢速運(yùn)行并定位停車，然后印花模下降壓在毛巾上面，接著刮板帶

18、著顏料正刮一次對(duì)毛巾印花，正刮到位后再反刮一次，如此完成一個(gè)印花周期6個(gè)工步的循環(huán)，再返回開(kāi)始處進(jìn)入第二個(gè)周期的運(yùn)行。除了以上自動(dòng)運(yùn)行的流程外，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到為了調(diào)試及檢修的方便，還要系統(tǒng)能分別對(duì)每一工步單獨(dú)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)、單步和正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，或只運(yùn)行某幾步程序。綜合以上工藝流程要求和控制設(shè)想，我們對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了調(diào)試、手動(dòng)、單步、周期及自動(dòng)等五種操作方式：1調(diào)試：各工步都可單獨(dú)分別運(yùn)行，運(yùn)行到位后即停止；2手動(dòng)：各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行；3單步：按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行一個(gè)工步，到位即停。再按啟動(dòng)，則進(jìn)入下一工步運(yùn)行；4周期：從初始位置開(kāi)始，按啟動(dòng)按鈕，程序自動(dòng)完成一個(gè)周期的6步動(dòng)作后返回到第一步

19、開(kāi)始位置停止。5自動(dòng)：按啟動(dòng)按鈕，程序完成一個(gè)周期的6步動(dòng)作后又接著從第一步開(kāi)始運(yùn)行，自動(dòng)循環(huán)。在自動(dòng)方式下，中途若按下復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)要繼續(xù)運(yùn)行到第一步開(kāi)始位置才停止；若按下停止按鈕，則運(yùn)行立即停止，此時(shí)若再按啟動(dòng)，系統(tǒng)即從該位置運(yùn)行到第一步開(kāi)始處停止。整個(gè)印花機(jī)組采用三臺(tái)交流電機(jī)拖動(dòng)，其中模板電機(jī)M1為1.5KW，正反轉(zhuǎn)；導(dǎo)帶電機(jī)M2為3.5KW，需快、慢速運(yùn)行及正反轉(zhuǎn)；刮板電機(jī)M3為2.5KW，正反轉(zhuǎn)。由于導(dǎo)帶電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)工藝要求隨時(shí)調(diào)節(jié)，故考慮M2采用變頻器來(lái)拖動(dòng)。毛巾印花工序的濕度較大，同時(shí)為了保證印花機(jī)定位準(zhǔn)確，提高產(chǎn)品質(zhì)量，各工步到位檢測(cè)擬采用密封無(wú)觸點(diǎn)的傳感器。第三章 硬件選

20、型3.1 PLC產(chǎn)品的比較3.1.1歐姆龍PLC簡(jiǎn)介日本OMRON（立石公司）電機(jī)株式會(huì)社是世界上生產(chǎn)PLC的著名廠商之一。SYSMAC C系列PLC產(chǎn)品以其良好的性能價(jià)格比被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品加工、材料處理和工業(yè)控制過(guò)程等領(lǐng)域，其產(chǎn)品在日本其銷量?jī)H次于三菱，居第二位，在我國(guó)也是應(yīng)用非常廣泛的PLC之一。OMRON C系列PLC產(chǎn)品門(mén)類齊、型號(hào)多、功能強(qiáng)、適應(yīng)面廣。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大類產(chǎn)品。整體式結(jié)構(gòu)的微型PLC機(jī)是以C20P為代表的機(jī)型。疊裝式（或稱緊湊型）結(jié)構(gòu)的微型機(jī)以CJ型機(jī)最為典型，它具有超小型和超薄型的尺寸。小型PLC機(jī)以P型機(jī)和CPM型機(jī)最為典型，這兩種

21、都屬堅(jiān)固整體型結(jié)構(gòu)。具有體積更小、指令更豐富、性能更優(yōu)越，通過(guò)I/O擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)10140點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的靈活配置，并可連接可編程終端直接從屏幕上進(jìn)行編程，CPM型機(jī)是OMRON產(chǎn)品用戶目前選用最多的小型機(jī)系列產(chǎn)品。OMRON 中型機(jī)以C200H系列最為典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型號(hào)產(chǎn)品。中型機(jī)在程序容量，掃描速度和指令功能等方面都優(yōu)于小型機(jī)，除具備小型機(jī)的基本功能外，它同時(shí)可配置更完善的接口單元模塊，如模擬量I/O模塊、溫度傳感器模塊、高速記數(shù)模塊、位置控制模塊、通訊聯(lián)接模塊等?？梢耘c上位計(jì)算機(jī)、下位PLC機(jī)及各種外部設(shè)備組成具有各種用途的

22、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型PLC機(jī)要比大、中型機(jī)的應(yīng)用更廣泛。在電氣設(shè)備的控制應(yīng)用方面，一般采用小型PLC都能夠滿足需求。3.1.2 西門(mén)子PLC簡(jiǎn)介德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。 西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如

23、S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。（1）SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。 （2）SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速的指令運(yùn)算速度；用

24、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開(kāi)關(guān)，操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就

25、不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫(xiě)用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過(guò)編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 （3）SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。S7-400 PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)

26、，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。（4）人機(jī)界面（HMI）硬件 HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過(guò)軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PL

27、C使用。3.1.3 三菱FX系列PLC簡(jiǎn)介FX系列PLC是由三菱公司近年來(lái)推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來(lái)又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)3.2 PLC的選擇經(jīng)過(guò)對(duì)幾家公司生產(chǎn)的PLC主要從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境及設(shè)計(jì)資金等各個(gè)方面因素的考慮，本系統(tǒng)采用三菱FX2N系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.3 變頻器的

28、選擇變頻器選用富士的FRN3.7G11S4CX型。富士產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很廣，2002年度的中國(guó)變頻器市場(chǎng)調(diào)查富士變頻器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率排名第二，足見(jiàn)其影響之大。富士變頻器有如下特點(diǎn)：1接線簡(jiǎn)單，噪聲低，安裝使用維護(hù)方便。2啟動(dòng)或制動(dòng)的轉(zhuǎn)速、時(shí)間、轉(zhuǎn)矩都可以人為設(shè)定，電機(jī)可在低速下以大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，加速或減速過(guò)程更平穩(wěn)迅速，沖擊小。3可通過(guò)面板編程設(shè)定各種功能，來(lái)控制電機(jī)運(yùn)行。還可通過(guò)編程設(shè)置多步頻率，最多可達(dá)15步的不同頻率值，以適應(yīng)各種復(fù)雜的調(diào)速要求。4完善的保護(hù)功能。變頻器運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、頻率、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)都可以在線監(jiān)視，若超過(guò)設(shè)定值就會(huì)自動(dòng)報(bào)警或保護(hù)停機(jī)。對(duì)地短路、過(guò)熱及內(nèi)部電路故障等

29、也都會(huì)使保護(hù)功能動(dòng)作而強(qiáng)制性停機(jī)，有效的保護(hù)了電機(jī)和變頻器本身的安全。各工步到位傳感器采用NJK-5002螺栓型霍爾開(kāi)關(guān)，其安裝調(diào)試簡(jiǎn)單方便，靈敏度高。8個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)傳感器的直流電源取自PLC的+24V直流輸出。為了便于統(tǒng)計(jì)毛巾產(chǎn)量，控制箱面板上還裝置了電子數(shù)顯式計(jì)數(shù)器，由反刮到位信號(hào)驅(qū)動(dòng)其計(jì)數(shù)。每班上班時(shí)先將其顯示數(shù)據(jù)復(fù)零，再開(kāi)始統(tǒng)計(jì)本班產(chǎn)量。在控制箱面板上設(shè)置了各工步到位及電源、故障等相應(yīng)的指示燈，給值車工一個(gè)醒目的提示，以避免錯(cuò)誤操作。由于主要操作按鈕都在控制箱面板上，為方便使用，在機(jī)臺(tái)操作位置上還增設(shè)了啟動(dòng)和急停兩個(gè)按鈕?？紤]到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，干擾較大，我們對(duì)PLC 交流供電采用38

30、0/220V的隔離變壓器，對(duì)其進(jìn)行懸浮供電，以隔離由電網(wǎng)引入的干擾。在PLC的每個(gè)輸出端都要并聯(lián)上RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，以吸收抑制接觸器、電磁閥等感性負(fù)載開(kāi)斷時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓；線路敷設(shè)時(shí)，將PLC控制信號(hào)線與交流電源線分開(kāi)布線，最大限度的降低靜電和電磁感應(yīng)干擾。在控制箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分注意到變頻器的散熱問(wèn)題，對(duì)此我們采取了如下措施：一是變頻器四周留有足夠的空間以利于散熱，同時(shí)因熱量向上散發(fā)，變頻器應(yīng)安裝在控制箱上部，且其上方不再安裝其它設(shè)備；二是由于變頻器運(yùn)行時(shí)，底部散熱板的溫度可達(dá)900，所以要把變頻器安裝在耐高溫的金屬底版上；三是因考慮防塵問(wèn)題，控制箱體需要密閉，如若周圍環(huán)境溫度較高，影響變

31、頻器散熱的話，在控制箱體上還應(yīng)設(shè)置散熱風(fēng)扇。本系統(tǒng)控制箱由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元件排列時(shí)考慮了設(shè)備散熱的影響，所以未設(shè)置散熱風(fēng)扇。第四章 PLC控制程序的設(shè)計(jì)4.1 I/O分配表通過(guò)I/O分析后，確定了本裝置的I/O分配表，如圖4.1所示：輸入輸出X000 復(fù)位Y000 初始狀態(tài)X001 開(kāi)始按鈕Y001 機(jī)爪夾緊X002 機(jī)爪初始位Y002 機(jī)爪下降X003 機(jī)爪下限T001 浸泡計(jì)時(shí)X004 烘干位置Y003 機(jī)爪上升X005 模板上限，導(dǎo)帶高速Y004 機(jī)爪前進(jìn)X006 導(dǎo)帶低速T002 烘干計(jì)時(shí)X007 導(dǎo)帶停止，模板下降Y005 機(jī)爪下降 X010 模板初始位Y006 機(jī)爪放松X011 刮

32、板下限Y007 模板上升X012 正刮上限Y010 導(dǎo)帶高速X013 反刮上限Y011 倒帶低速X014 刮板上限Y012 模板下降T003 下料計(jì)時(shí)Y013 刮板下降Y014 正刮Y015 反刮Y016 刮板上升Y017 模板上升Y020 導(dǎo)帶高速Y021 初始位圖4.14.2 PLC控制系統(tǒng)狀態(tài)流程圖 根據(jù)PLC的控制線路圖和I/O分配表，畫(huà)出其狀態(tài)流程圖，如圖4.2所示：Y000T003X001Y001X001原位機(jī)爪夾緊Y002Y001機(jī)爪下降T001X003浸泡Y003T001機(jī)爪上升Y004X002機(jī)爪前進(jìn)T002X004烘干Y005T002機(jī)爪下降Y006X003機(jī)爪放松Y007

33、Y006模板上升Y010X005導(dǎo)帶高速Y011X006導(dǎo)帶低速Y012X007模板下降下料X010Y013T003刮板下降Y014X011正刮Y015X012反刮Y016X013刮板上升Y017X014模板上升Y020X005導(dǎo)帶高速Y021Y020復(fù)位X000X010X002圖4.2：狀態(tài)流程框圖4.3程序原理分析初始狀態(tài)當(dāng)機(jī)爪、模板、刮板都在原位時(shí)。按下啟動(dòng)按鈕機(jī)爪抓緊毛巾，然后下降，當(dāng)?shù)竭_(dá)下限時(shí)，行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，機(jī)爪降停止，開(kāi)始浸泡，并且定時(shí)；時(shí)間到后，停止浸泡，機(jī)爪升，到上限后上限行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，機(jī)爪前進(jìn)，進(jìn)到一定程度然后烘干，同樣也用定時(shí)器控制，然后機(jī)爪降，降到下限時(shí)機(jī)爪松開(kāi)把毛巾放在

34、模板上，模板升，傳送帶高速，當(dāng)快要到達(dá)印染位置時(shí)開(kāi)始低速，到達(dá)印染位置后時(shí)模板降，到了下限開(kāi)始下料，然后刮板降，正刮反刮，刮板升，模板退。此時(shí)一塊毛巾染好，循環(huán)進(jìn)行。第五章 總結(jié)系統(tǒng)制作安裝調(diào)試完成后，應(yīng)該能承受住盛夏高溫和潮濕的環(huán)境考驗(yàn)，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)的使用對(duì)提高毛巾印花產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、減少機(jī)配件消耗、改善生產(chǎn)環(huán)境、降低操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面都起到了很好的作用，使這套老舊設(shè)備通過(guò)機(jī)電一體化的更新改造重新煥發(fā)出青春與活力。 在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)

35、。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。參考文獻(xiàn)1萬(wàn)泰福,唐賢永.可編程控制器原理及其應(yīng)用M.重慶:重慶大學(xué)出版社,1994:8-13.2三菱微型可編程控制器使用手冊(cè)M.日本三菱電氣公司,2000:40-45.3周萬(wàn)珍.PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,2004.4可編程控制在控制溫度中的應(yīng)用技術(shù)J.河南理工大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(2)

36、5丘公偉.可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社,2000.3.6胡學(xué)林.可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇）（實(shí)訓(xùn)篇）M.電子工業(yè)出版社，2003.7三菱微型可編程控制器使用手冊(cè)M.日本三菱電氣公司,2000.8鐘用昆. 印花機(jī)的構(gòu)造和操作方法. 紡織工業(yè)出版社，1996.9易傳祿.可編程序控制器應(yīng)用指南M.上?？破粘霭嫔?，2002.10王兆義.可編程序控制器教程M.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11AT98C51 DATA SHEEP Philips semiconductors，1999.dec.12Johuayers. Taking the mystery out of winder control. Power transmission Design 1998,30(4):27-34. 謝 辭 選定題目后，感覺(jué)困難很大。在指導(dǎo)老師的幫助下，查看了一些資料后，頭腦里開(kāi)始有了設(shè)計(jì)思路和方向。在設(shè)計(jì)中走了一些彎路，幸虧在指導(dǎo)老師的啟發(fā)指點(diǎn)下，及時(shí)改正，發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)問(wèn)題；另外通過(guò)鉆研課本，請(qǐng)教老師和同學(xué)，及時(shí)解決每一個(gè)問(wèn)題，最終完成了本次設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)是在我的指導(dǎo)老師悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染