基于PLC的光纜護(hù)套90擠塑機(jī)組電氣控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目光纜護(hù)套90擠塑機(jī)組電氣控制設(shè)計(jì)專 業(yè) 物理學(xué)（電子信息） 前言隨著信息時(shí)代的到來，信息的傳送量呈爆炸性增長。作為大容量、長距離傳輸?shù)挠行侄?，光纖光纜得到了大量應(yīng)用，增長速度令人稱奇。行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)著技術(shù)的進(jìn)步。新的光纜結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，制造技術(shù)得到改進(jìn)。光纜技術(shù)方面的研究非?；钴S。光纜的生產(chǎn)技術(shù)也得到了很大的提高，各生產(chǎn)設(shè)備也不斷的在更新，在生產(chǎn)技術(shù)要求方面也提出了很高的要求。因此，光纜的生產(chǎn)技術(shù)也需要不斷的改進(jìn)，對設(shè)備的控制技術(shù)和電氣設(shè)計(jì)也同樣要不斷地更新。而光纜護(hù)套的生產(chǎn)，是為了保護(hù)里面的光纖不受到外界環(huán)境的影響，護(hù)套生產(chǎn)質(zhì)量的高低也直接影響到光纜的使用壽命。

2、而光纜護(hù)套生產(chǎn)質(zhì)量的好與壞，其主要因素取決于生產(chǎn)設(shè)備。因此就要求我們不但要熟悉各生產(chǎn)設(shè)備的性能和使用方法，更重要的是我們應(yīng)用什么樣的技術(shù)對這種生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，使其發(fā)揮最大的作用，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高效的商品。在現(xiàn)在的光纜護(hù)套生產(chǎn)設(shè)備中，已經(jīng)有了多種型號的護(hù)套生產(chǎn)機(jī)器，這也對我們的控制和操作提出了更高的要求，因此我們也要對不同的設(shè)備作出符合其要求的控制設(shè)計(jì)，達(dá)到對設(shè)備的良好控制。本課題的研究，主要是針對光纜護(hù)套生產(chǎn)設(shè)備的控制。通過設(shè)計(jì)控制電氣圖和plc程序的編寫，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)控制，提高設(shè)備的利用率和產(chǎn)品的質(zhì)量。在本次的研究和設(shè)計(jì)過程中，雖然遇到了多方面的問題，但是通過查閱大量的資料和對實(shí)際

3、生產(chǎn)的觀察和研究，以及得到了大家的支持和幫助，不但使得問題得到了解決，而且使我在這種設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)到了更多的知識。這種知識和經(jīng)驗(yàn)的積累，將會(huì)對控制設(shè)計(jì)有更大的促進(jìn)作用。此次的設(shè)計(jì)，在很多方面還存在著不足，但我相信，在今后的工作過程中，通過實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累和技術(shù)的不斷提高，設(shè)備的不斷更新，各控制技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)備的控制理論的不斷研究，將會(huì)使得這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加完善，控制系統(tǒng)更加優(yōu)越。目 錄前言 1摘要 3關(guān)鍵詞 3第1章 590控制系統(tǒng)、plc介紹 41.1 英文資料 41.2 翻譯 61.3 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)、 590控制、6ra23直流調(diào)速系統(tǒng)介紹 81.4 plc發(fā)展及控制簡介 9第2

4、章 光纜護(hù)套生產(chǎn)線系統(tǒng)組成122.1 系統(tǒng)主要設(shè)備配置簡圖122.2 各設(shè)備簡要介紹 132.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖舉例132.4 生產(chǎn)工藝流程圖 14第3章 光纜護(hù)套各機(jī)組電氣控制設(shè)計(jì)153.1 系統(tǒng)框圖 153.2 各電氣設(shè)計(jì)簡要介紹，本課題的實(shí)際設(shè)計(jì)部分153.3 履帶式牽引機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)153.3.1 牽引機(jī)控制概述 153.3.2 牽引機(jī)電氣控制設(shè)計(jì) 163.3.3 牽引機(jī)控制電氣原理圖 163.3.4 牽引機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制 173.4 主機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)173.4.1 主機(jī)控制要求及概述 173.4.2 機(jī)身溫度控制電氣原理圖設(shè)計(jì) 173.4.3 機(jī)身溫度加熱電氣控制原理圖 193.5 主機(jī)驅(qū)動(dòng)

5、控制 193.6 減速器、油箱壓力、機(jī)頭壓力控制 193.7 電氣信號處理20第4章 系統(tǒng)同步控制 21第5章 t型圖及plc處理 24結(jié)束語 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32摘要本文詳細(xì)闡述了光纜護(hù)套生產(chǎn)過程中的電氣控制設(shè)計(jì)，它包括以下部分：主機(jī)控制、牽引控制、電氣信號處理、同步控制（plc）。首先，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求對主機(jī)和牽引控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，得出電氣控制原理圖。再通過對各個(gè)電氣信號的分析，處理；并實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的同步控制。最后，制作出信號處理的t型圖，并編寫程序。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了590直流控制系統(tǒng)、6ra23直流控制裝置等設(shè)備。關(guān)鍵詞：光纜，直流調(diào)速，電氣控制，同步控制，plc程控abs

6、tractthis text is particular expatiating the design of electric control in the production course at the producing of ray cable jacket.it includes of the mainframe control,draught control,the manage of electric signal,in-phase dominate(plc).frist we base the production of craftwork to design the main

7、frame and the draught control,educeing the chart of the electric command elements.repass analyse and transact the electric signal;and in-phase control the whole system.finally,do the t-chart of the disposal signal,and write the formality.in this design,we adopt the 590 direct current control system.

8、the 6ra23 direct current equipment.key words: the ray cable,direct current timing,electric control,in-phase control,plc formality control第1章 590控制系統(tǒng)、plc介紹1.1 英文資料system designthe 590 series converter is designed for use in suitable enclosure,with associated control equipment.the unit accepts standar

9、d three-phase ac supply voltages in the range 110v to 660v,depending upon the model, and is suitable for the powering of dc shunt filed and permanent magnet motors,providing controlled dc output voltage and current for armature and field.all units are designed for simple and economical panel mountin

10、g using keyhole slots.plug-in control connectors simplify the fitting and removal of the unit to the panel.where possible,standard parts are used throughout the range thereby reducing the variety of spare parts required to maintain a multi-drive system.for example,the same basic control boards are u

11、sed in all types of three-phase armature controller regardless of horsepower or bridge configuration.the control circuit is totally isolated from the power circuit thus simplifying the interconnection of controllers within a system and improving operator safety.the coding circuitry adjusts automatic

12、ally to accept supply frequencies between 45-65hz and possesses high immunity to supply-borne interference.the armature controllers are phase rotation insensitive.control and communicationsthe converter is controlled by a 16 bit microcontroller proving advanced features such as:complex control algor

13、ithms which are not achievable by simple analog techniques.software-configurable control circuitry built around standard software blocks.serial link communications with other drives or a pc for advanced process systems.the integral man-machine interface(mmi),with a two-line 16 character display,is a

14、 powerful diagnostic tool.it provides access to all alarms,inputs and principal software blocks in the controller,whilst the front panel led indicators give an immediate status display of the drive,key inputs and outputs.regenerative and non-regenerative modelthe motor armature controllers include b

15、oth regenerative and non-regenerative modeks:regenerative and non-regenerative modwelsthe motor armature controuers include both regenerative and non-regenerative motels:regenerative controuers consist of two fully-controlled thyristor bridges and a field bridge with full transients and overload pro

16、tection,together with sophisticate electronic control of acceleration and deceleration,speed and torque in both clirections of rotation.non-regenerative controllers consist of one fully-controlled thyristor bridge and a field bridge with full transient and overload protection,together with its assoc

17、iated electronic control circuitry, and procide accurate speed and/or toruew control in one selected direction of rotation non-regenerative controllers considt of one fully-controlled thyridtor bridge and a field bridge with full transient and overload protection, together with its associated electr

18、onic control circuitry, and provide accurate speed and/or torque control in one selected direction of rotation .field regulator a field regulator is fitted as standard the regulator consists of a full-wave half controlled single phase thyristor bridge with transient and overload protection. it provi

19、des either a fixed voltage of fixed current source, depending upon the selected mode of operation for constant torque applications the filed current mode of operation can be further enhanced to provide field weakening for drive control motors which require extended speed or constant horsepower contr

20、olequipment inspection and storage check for signs of transit damage check the product code on the rating label conforms to your requirement if the unit is not being installed immediately, store the unit in a well-ventilated place away from high temperatures, humidity, dust, of metal particles. refe

21、r to chapter2:”an overview of the converter “to check the rating label/product code.refer to chapter8:”routine maintenance and repair” for information on returning damaged goods.refer to chapter11:”technical specifications”-environmental details for the storage temperature.packaging and lifting deta

22、ils.the packaging is combustible and, if disposed of in this manner incorrectly, may lead to the generation of lethal toxic fames.save the packaging in case of return .improper packaging can result in transit damage.use a safe and suitable lifting procedue when moving the drive. never lift the drive

23、 by its terminal connections. the larger drives are fitted with lifting points.prepare clear, flat surface to receive the drive before attempting to move it. do not damage any terminal connections when purring the drive down. refer to chapter11:”technical specifications”-mechanical details for unit

24、weights about this manual this manual is intended for the installer, user and programmer of the 590 converter. it assumes a reasonable level of understanding in these three disciplines.note: please read all safety information before proceeding with the installation and operation of this unit. enter

25、the “model no” from the rating label into the table at the front of seeing in the table in chapter 10. it is important that you pass this manual on to any new user of this unit.three phase regenerative, four quadrant armature controllers.590-for currents up to 720a598-external stack option for curre

26、nts exceeding 720athree phase non-regenerative, two quadrant armature controllers:591-for currents up to 720a599_external stack option for currents exceeding 720a590h and 591h (further detail is provided in separate addendum manual)initial steps use the manual to help you plan the following:installa

27、tionknow your requirements:certification requirements, ce/ul/c-ul conformanceconformance with local installation requirements supply and cabling requirements1.2 翻譯系統(tǒng)設(shè)計(jì)590 系列是被設(shè)計(jì)用來作適當(dāng)?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)而使用的,基于其聯(lián)合的控制器件.該系統(tǒng)模型由三相交流電壓從110v到660v范圍內(nèi)供電。而且直流分路對永磁電機(jī)的動(dòng)力供給有著適當(dāng)?shù)墓烙?jì)性能,提供控制直流電的輸出電壓和電樞電壓的領(lǐng)域。所有的控制單位被設(shè)計(jì)成鍵孔來使用。由于鍵孔在

28、控制連接器的使用，使得其簡單和節(jié)儉的嵌板架設(shè)計(jì)對嵌板的單位可以進(jìn)行裝配和排除。在可能的情況下,標(biāo)準(zhǔn)的零配件在正在藉此減少但必需維持一個(gè)多的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。例如：基本的控制板在所有的類型三相的電樞控制器中被用的不管是馬力或跨越試結(jié)構(gòu)的一樣多的后備元件中的多樣性的各地方范圍內(nèi)被使用。控制線路完全地從以電力驅(qū)動(dòng)的線路供給的，是在一個(gè)被隔離的系統(tǒng)中，通過單一化的安全的控制器互相連接的。這種驅(qū)動(dòng)電路能自動(dòng)地調(diào)整頻率在45-65之間的供給，且不受任何影響。這種電樞控制器使得旋轉(zhuǎn)裝置能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速系統(tǒng)的逐步運(yùn)行?？刂坪屯ㄐ胚@種16位的微型控制器證實(shí)了進(jìn)一步的特征，例如：合成物的運(yùn)算法則不是藉著簡單的類比技術(shù)可以做

29、的成的。軟件- 結(jié)構(gòu)的控制電路建造在標(biāo)準(zhǔn)軟件平臺。把信息和其他的驅(qū)動(dòng)或者一個(gè)簡單的pc機(jī)按順序連接起來以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的程序系統(tǒng)。一個(gè)完整的人機(jī)接口（mmi），包含一個(gè)雙排16字符的排列，是一個(gè)強(qiáng)有力的診斷工具。在控制器中提供所有的警報(bào)存取，該控制器是輸入最主要的軟件平臺，當(dāng)引導(dǎo)指壓計(jì)的前面嵌板給驅(qū)動(dòng)，主要輸入和輸出呈一個(gè)立即的排列。再生的和非再生的模型電機(jī)的電樞控制器含再生的和無再生的模型 再生的和非再生的組件電機(jī)的電樞控制器含再生的和非再生的存儲(chǔ)器再生的控制器由二個(gè)完全-被完整的暫態(tài)和過量負(fù)荷保護(hù)控制閘流體結(jié)橋和一個(gè)領(lǐng)域結(jié)橋所組成，連同在旋轉(zhuǎn)裝置的兩端中的加速度和減速度，速率和扭矩的模糊電子控

30、制。 而再生的控制器完全由一個(gè)完全的被全部的暫態(tài)和過量負(fù)荷保護(hù)控制閘流體結(jié)橋和一個(gè)領(lǐng)域結(jié)橋所組成,和它的電子控制電路聯(lián)合在一起, 和正確速率及扭矩在他里面控制選擇旋轉(zhuǎn)裝置的方向控制。一種非再生的控制器完全- 控制了閘流體結(jié)橋和一個(gè)領(lǐng)域結(jié)橋是由于他完整的暫態(tài)和過量負(fù)荷保護(hù),和它的電子控制電路聯(lián)合一起, 而且提供正確速率及扭矩在他里面控制選擇旋轉(zhuǎn)裝置的方向。 范圍調(diào)整器一個(gè)領(lǐng)域調(diào)整器被適合標(biāo)準(zhǔn)的如調(diào)整器由控制單一相閘流體的一個(gè)全波半份和暫態(tài)克服并有過載保護(hù)裝置所組成。它提供或有固定來源的一個(gè)固定的電壓,由于操作的被選擇模態(tài)為不變的扭矩，應(yīng)用操作命令的發(fā)送，現(xiàn)實(shí)的模態(tài)可能是進(jìn)行比較進(jìn)一步提高提供領(lǐng)域

31、而變?nèi)?，因?yàn)轵?qū)動(dòng)控制需要廣大的速率或不變的馬力電動(dòng)機(jī)控制。設(shè)備檢驗(yàn)和存儲(chǔ)檢查受損的標(biāo)志，檢查定額標(biāo)簽上的產(chǎn)品密碼是否符合你的需求，如果不是立刻被安裝,儲(chǔ)存單位應(yīng)保存在一個(gè)井通風(fēng)的場所中，遠(yuǎn)離高的溫度，濕度,灰塵,金屬制的粒子。表示2:檢查定額標(biāo)簽/產(chǎn)品密碼的“概述”。關(guān)于正在發(fā)現(xiàn)被損壞的產(chǎn)品，請參照8:“常式維護(hù)和修補(bǔ)” 。關(guān)于倉儲(chǔ)溫度參照11:“技術(shù)上的規(guī)范”- 環(huán)境的詳述。包裝搬運(yùn)注意事項(xiàng)包裝是易燃的,如果以不正確的方式丟棄,可能導(dǎo)致致命的有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。 維護(hù)包裝以免被退回，以至在運(yùn)輸中造成損害。在移動(dòng)搬運(yùn)時(shí)要保證合理的搬運(yùn)方法。從不消除端子的驅(qū)動(dòng)連接。比較大的驅(qū)動(dòng)配備顯示裝置。準(zhǔn)備妥當(dāng)

32、, 平的表面作好準(zhǔn)備在嘗試移動(dòng)它之前接受驅(qū)動(dòng)。不損害任何的端子連接的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)。關(guān)于單位壓重參照 11:“技術(shù)上的規(guī)范”- 機(jī)械的詳述關(guān)于這本手冊這本手冊對 590調(diào)速裝置使用人和程序師是有嚴(yán)格要求的。它承擔(dān)合理水平的在這三種訓(xùn)練方面了解。注意:在用這個(gè)單位的裝置和操作著手進(jìn)行之前請讀了所有的安全數(shù)據(jù)。在第10章中的看見的前面進(jìn)入來自定額標(biāo)簽的“模型”之內(nèi)。再生的三個(gè)相,四個(gè)四分圓電樞控制器。590-為電流達(dá)到 720a 598- 外面棧電流超出 720a再生的三個(gè)相，無二個(gè)四分圓電樞控制器：591-為電流達(dá)到 720a 599_ 外面棧電流超出 720a590h 和 591h(進(jìn)一步的闡述被提

33、供在分開的各自手冊中) 開始階段 使用手冊幫助你計(jì)劃下列各項(xiàng): 裝置 了解你的需求: 證明需求有地方性的裝置需求供給和打海底電報(bào)需求 1.3 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)、590控制系統(tǒng)簡介 1、雙閉環(huán)控制系統(tǒng)介紹轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好，應(yīng)用最廣泛的直流調(diào)速系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者之間實(shí)行嵌套連接，從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上可以看出電流環(huán)在內(nèi)，轉(zhuǎn)速環(huán)在外，形成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般采用pi調(diào)節(jié)器，由于pi調(diào)節(jié)器其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的，后面

34、需要pi調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止，根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計(jì)算有關(guān)反饋系數(shù)：其中由設(shè)計(jì)者決定，受運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓電源的限制。idm也是設(shè)計(jì)者選定，取決于電動(dòng)機(jī)的容許過載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度。而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中有如下作用：（1）、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用：、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，使用pi調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)無靜差 、載變化起抗擾作用 、其輸出限幅決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流（2）、電流調(diào)節(jié)器的作用：、 作為內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，它使電流緊緊跟隨其給定電壓變化、 對電網(wǎng)

35、電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用、 在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用，一旦故障消失，系統(tǒng)立即恢復(fù)正常，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。2、590控制系統(tǒng)590控制系統(tǒng)也是一種雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主要是電流和轉(zhuǎn)速的控制調(diào)節(jié)。其工作原理是：電流環(huán)從速度環(huán)或者直接從現(xiàn)場接收電流給定，并形成誤差信號，它是給定與平均反饋值之間的差值。誤差信號被送到比例積分調(diào)節(jié)器，它產(chǎn)生電流環(huán)的輸出，即觸發(fā)信號。在590傳動(dòng)裝置中，以兩種不同的確形式生成不同誤差信號。平均誤差計(jì)算如上，并被送到p+i算法的積分部分，而瞬時(shí)誤差計(jì)算則是瞬時(shí)值與瞬時(shí)

36、反鎖值之間的差值。這一誤差被送到p+i算法的比例部分，產(chǎn)生較高的瞬時(shí)效能，因?yàn)榕c平均值不同，不含有任何時(shí)間滯后。而平均值含有電源周期1/6的固有滯后。但平均值是轉(zhuǎn)矩的真實(shí)量度；而轉(zhuǎn)矩是受電流的控制，而且在達(dá)到零穩(wěn)態(tài)誤差中，不受很小的時(shí)間滯后的影響。該590控制中的勵(lì)磁包括電流控制和電壓控制。勵(lì)磁電流回路可直接接受來自設(shè)備或外部削弱磁場回路的要求，并形成誤差信號，這是給定與反饋的差值。誤差信號被送到p+i補(bǔ)償器，后者產(chǎn)生勵(lì)磁回路輸出，即勵(lì)磁觸發(fā)角信號。觸發(fā)角信號被轉(zhuǎn)換成距電源過零點(diǎn)的時(shí)間延遲，并生成觸發(fā)指令，在穩(wěn)態(tài)每1/2個(gè)電源周期向勵(lì)磁橋發(fā)送一個(gè)指令。而勵(lì)磁電壓則是按規(guī)定的“輸出輸入比例”控制

37、，系統(tǒng)預(yù)設(shè)為90%。這是在單相整流電路中，對指定的交流均方根輸入能獲得的最大直流電壓，即415伏交流電源為370伏直流。這一定的比例直接確定控制器工作的觸發(fā)角，所以不補(bǔ)償勵(lì)磁電阻的熱效應(yīng)和電源電壓的變化。用這種方式，勵(lì)磁過電流報(bào)警是無效的。3、6ra23直流調(diào)速裝置simoreg整流器可用裝于電子設(shè)計(jì)板上一個(gè)簡單的操作員控制板上的三個(gè)鍵盤和三個(gè)七段顯示器來設(shè)置參數(shù)。整流器也可用一臺常用的pc機(jī)及其相應(yīng)的軟件通過電子或運(yùn)行過程中的故障檢測，這樣它就成了一個(gè)服務(wù)性接口。對于單象限運(yùn)行的整流器，電機(jī)電樞由一個(gè)三相全控橋供電，而對于四相限運(yùn)行的整流器，則由兩組無環(huán)流反并聯(lián)結(jié)構(gòu)的三相全控橋供電。對于額定

38、電流為15a的整流器，功率部分包括門極驅(qū)動(dòng)，裝在一塊印刷電路板上。對于額定電流為15a600a的整流器，電樞和勵(lì)磁的功率部分采用隔離的晶閘管模塊，這樣其散熱器就是電隔離的。強(qiáng)電連接部分的屏蔽罩子和端子蓋在整流器附近工作時(shí)的意外觸碰。所有的接線端子都可從前部接入。勵(lì)磁由一個(gè)不可控單相橋整流器供電。所有的開環(huán)和閉環(huán)傳動(dòng)控制功能和通信由一個(gè)功能強(qiáng)大的16位微處理器實(shí)現(xiàn)。1.4 plc發(fā)展及控制簡介1.4.1 plc的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(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，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的

39、。1968年美國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)（簡稱pc）發(fā)展起來后，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programmablelogiccontroller（plc），現(xiàn)在，仍常常將plc簡稱pc。plc的定義有許多種。國際電工委員會(huì)（iec）對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，

40、用來在其內(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)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)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。plc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。plc在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制

41、中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。1.4.2 plc的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式plc包括cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1.4.3 cpu的構(gòu)成cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個(gè)cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)

42、入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。cpu主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細(xì)分析cpu的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。cpu的控制器控制cpu工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。cpu速度和內(nèi)存容

43、量是plc的重要參數(shù)，它們決定著plc的工作速度，io數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。1.4.4 i/o模塊plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的i/o分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220vac、110vac、24vdc，按隔離方式分，有繼電

44、器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20ma,0-20ma）、電壓型（0-10v,0-5v,-10-10v）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用io外，還有特殊io模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按i/o點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，i/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受cpu所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。1.4.5 電源模塊plc電源用于為plc各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24v的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vac）1.4.6 底板或機(jī)架

45、大多數(shù)模塊式plc使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使cpu能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。1.4.7 plc系統(tǒng)的其它設(shè)備1、編程設(shè)備：編程器是plc開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控plc及plc所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器plc一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。2、人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。3、輸入輸出設(shè)備

46、：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如eprom、eeprom寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。1.4.8 plc的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。plc具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使plc與plc之間、plc與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)plc具有rs-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。plc的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，iec規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，plc各廠家均有采用。對于一個(gè)自動(dòng)化工程(特

47、別是中大規(guī)模控制系統(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。第2章 光纜護(hù)套生產(chǎn)線的系統(tǒng)組成2.1 系統(tǒng)主要設(shè)備配置簡圖2.2 各設(shè)備簡要介紹fd-2000型導(dǎo)軌式放線裝置和800-1215固定式放線裝置20放線行走角度控制裝置100張力控制裝置松套光纖放線架平行鋼絲放線架縱包裝置ss-90/25df型塑料擠出機(jī)水槽干燥器tqd-800型履帶

48、牽引機(jī)、 d-2000型導(dǎo)軌式放線裝置和800-1215固定式放線裝置。fd-2000型導(dǎo)軌式放線裝置是主動(dòng)放線的交流電機(jī)組成。pn800-1215固定式放線裝置為固定式，電動(dòng)升降及夾緊線盤，放線張力為磨擦式。2、20放線行走角度控制裝置。由導(dǎo)輥、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)組成，控制放線行走的角度。、100張力控制裝置。100張力控制裝置由100導(dǎo)輪、擺干及支架組成，100導(dǎo)輪的最低位置到最高位置之間的夾角為40度，40度內(nèi)的任意位置由電位器發(fā)訊控制，支架的調(diào)節(jié)高度為800-1200mm。4、松套光纖放線架。主要用于對生產(chǎn)中心束管光纜時(shí)，對松套光纖的放出及張力控制。5、平行鋼絲放線架。它用于鋼絲被動(dòng)放

49、線，可對鋼絲進(jìn)行張力調(diào)節(jié)。6、縱包裝置。它由放帶座、軋紋裝置、縱包成型臺三部分組成，采用被動(dòng)放線。軋紋裝置為主動(dòng)軋紋，由直流電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)軋紋頭，軋紋深淺可以調(diào)節(jié)，縱包成型臺按生產(chǎn)的攬徑配置縱包的模具，模具可以進(jìn)行上下左右前后的調(diào)整，以適應(yīng)成型的要求。7、ss-90/25df型塑料擠出機(jī)主要由機(jī)筒、機(jī)身、擠塑螺桿、減速箱等組成。擠出機(jī)由75kw直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速，直接帶動(dòng)螺桿作擠壓塑料的運(yùn)動(dòng)，機(jī)身分五個(gè)加熱區(qū)，每個(gè)區(qū)均有鑄鋁管狀加熱器，加熱溫度分別在0-300范圍內(nèi)設(shè)定，另有三個(gè)區(qū)對機(jī)頭進(jìn)行加熱，并設(shè)有溫度控制儀的自動(dòng)控制，而且每個(gè)區(qū)除了有溫度控制用的熱電偶外，機(jī)頭五個(gè)加熱區(qū)還安裝有冷卻

50、用的風(fēng)扇，使擠塑溫度調(diào)節(jié)控制在正負(fù)10，顯示溫度偏差在正負(fù)15，還可以放置玻璃溫度計(jì)以便于實(shí)際觀察校對。8、水槽。它由優(yōu)質(zhì)不銹鋼制作，由12段水槽分段安裝，總長約為36m9、干燥器。它用于吹干光纜成品從水槽中帶出來的水。10、tqd-800型履帶牽引機(jī)。履帶牽引機(jī)主要由橡膠平帶、氣缸、鑄件機(jī)器與變速箱等組成，整機(jī)裝于一鑄鐵底板上。平帶由7.5kw直流電機(jī)經(jīng)齒輪變速箱和錐齒箱的傳動(dòng)，變速箱設(shè)置二級排擋，結(jié)合直流電機(jī)調(diào)速，調(diào)速可以選擇牽引線速度，平帶有上下兩根，各設(shè)置有四只壓緊氣缸和一只漲緊氣缸，在線攬行走通道中形成牽引力，壓緊與漲緊氣缸的氣壓可以分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，它是通過開關(guān)對電磁閥的控制來實(shí)現(xiàn)的。

51、2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖舉例2.4 生產(chǎn)工藝流程圖第3章 光纜護(hù)套各機(jī)組電氣控制設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)框圖3.2 各電氣設(shè)計(jì)簡要介紹及本課題的實(shí)際設(shè)計(jì)部分由于光纜護(hù)套生產(chǎn)各機(jī)組中，牽引控制和主機(jī)控制占了整個(gè)生產(chǎn)中的大部分的電氣控制，下面就對這兩項(xiàng)進(jìn)行電氣控制的設(shè)計(jì)。3.3 履帶式牽引機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)3.3.1 牽引機(jī)控制概述本控制采用的是590控制系統(tǒng)。在前面已經(jīng)介紹過了。為了確保光纜生產(chǎn)過程中護(hù)套層能夠滿足生產(chǎn)要求的一定的張力要求，需要在生產(chǎn)線上安裝牽引設(shè)備，使?fàn)恳龑?shí)現(xiàn)光纜在行走通道中形成牽引力，實(shí)現(xiàn)履帶的壓緊、漲緊的控制、計(jì)米控制和氣壓控制。并且牽引機(jī)的速度決定了整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度，因此還要通過調(diào)速的

52、控制以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)速度的控制。該履帶式牽引機(jī)結(jié)構(gòu)如上圖中的第6部分。在該生產(chǎn)的計(jì)米控制系統(tǒng)中，計(jì)米控制采用cc系列電腦控制儀，該長度控制儀采用國外先進(jìn)的工業(yè)控制型單片機(jī)，基本工作方框圖為：用于計(jì)量長度、定量長度測量，可任意設(shè)定測量盤周長，測得的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，測量精度優(yōu)于1/1000米。若發(fā)現(xiàn)儀器測量長度顯示（l）與實(shí)際長度（l）不符，可重新設(shè)置周長值，其方法如下：設(shè)原周長設(shè)置為d，則重新設(shè)定的周長值為：d=(l*d)/l即將周長設(shè)置值接d重新設(shè)定，儀器測量長度顯示便可以與實(shí)際長度值相符合，從而達(dá)到千分之一米的測量精度。計(jì)算公式：3.3.2 牽引機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)首先在電氣控制

53、圖電源引入的接口應(yīng)該接上一個(gè)空氣開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電路的過流保護(hù)。在熔斷器輸出端應(yīng)接緊停中間繼電器，該繼電器由一個(gè)按鈕開關(guān)來控制，這樣就可以控制整個(gè)電路的通斷，并且接上指示燈，這樣在實(shí)際操作的時(shí)候就可以很直觀地了解該電路是否在帶電工作。由于履帶式牽引的平帶是采用氣壓來控制的，因此我們采用繼電器來控制氣缸的氣壓，來達(dá)到平帶的壓緊和漲緊。由于氣壓是否滿足設(shè)定值決定了該履帶牽引機(jī)能否工作，故在導(dǎo)氣管與氣缸之間接入一氣壓開關(guān)，確保當(dāng)氣壓達(dá)到要求時(shí)才能實(shí)現(xiàn)對平帶進(jìn)行控制。而電磁閥地通斷則也用繼電器和旋鈕開關(guān)來操作。用三相導(dǎo)通電磁閥來對氣缸進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)平帶的壓緊和漲緊，而把旋鈕開關(guān)關(guān)閉，從而降低氣缸

54、的壓力而使平帶松開。這樣就實(shí)現(xiàn)了對履帶牽引機(jī)的控制。3.3.3 牽引機(jī)控制電氣原理圖3.3.4 牽引機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制牽引的同步控制電機(jī)采用kmd08b電機(jī)同步控制器，該電機(jī)調(diào)速同步控制裝置，內(nèi)部采用計(jì)算機(jī)為核心的全數(shù)字化設(shè)計(jì)，每臺控制器同時(shí)能控制八臺電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，可對線速度、位移、張力、距離等進(jìn)行控制，是電機(jī)控制的良好選擇。該控制器有數(shù)字化、功能強(qiáng)大、高精度、通用性、使用簡便、工作可靠的特點(diǎn)。牽引機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制主要是通過主機(jī)的同步控制來實(shí)現(xiàn)的，而牽引機(jī)的速度又決定了整條生產(chǎn)線的線速度，要對它實(shí)行控制，就要求將其速度給定信號直接由開關(guān)按鈕調(diào)節(jié)設(shè)定后送入plc。在生產(chǎn)過程中，改變牽引的速度給定值不僅改變了牽引機(jī)本身的速度，還使其他各傳動(dòng)單元