利用plc實(shí)現(xiàn)恒線速卷繞修改完

1、題目: PLC實(shí)現(xiàn)恒線速卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要卷繞系統(tǒng)是一種常用的控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于塑料收卷、鋼鐵、包裝、造紙、印刷、染織等生產(chǎn)過(guò)程中。它要求系統(tǒng)能連續(xù)地控制料帶再設(shè)備上運(yùn)行時(shí)的張力，并且要在規(guī)定的速度范圍內(nèi)能有效控制，包括加速、減速及勻速運(yùn)行。工業(yè)生產(chǎn)上常采用閉環(huán)張力控制系統(tǒng)，由張力傳感器直接檢測(cè)料帶的實(shí)際張力值，然后把張力值轉(zhuǎn)換成張力信號(hào)反饋給張力控制器，通過(guò)與預(yù)先設(shè)定的張力值進(jìn)行比較，計(jì)算出控制信號(hào)，自動(dòng)控制執(zhí)行單元即使實(shí)際張力值與給定張力值相等，從而達(dá)到張力穩(wěn)定的目的。 本系統(tǒng)主要以PLC為控制核心，組態(tài)軟件作為監(jiān)控層，對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行采集和控制。放卷采用磁粉離合器的被動(dòng)放卷張力控制方式，

2、主牽引采用三菱FR-A540-1.5K變頻器控制交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行牽引驅(qū)動(dòng)，收卷采用常州宏大HVSG三相直流可控硅調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)進(jìn)行主動(dòng)收卷張力控制方式。在放卷和收卷中均使用三菱LE-40MTA-E張力控制器產(chǎn)品對(duì)張力進(jìn)行檢測(cè)和控制。在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中為了防止產(chǎn)品在卷繞過(guò)程中產(chǎn)生偏移，放卷時(shí)利用氣動(dòng)液壓自動(dòng)糾偏裝置，收卷時(shí)應(yīng)用光電糾偏裝置對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。這樣使得生產(chǎn)工藝更完善，產(chǎn)品質(zhì)量更好。關(guān)鍵字：卷繞系統(tǒng)；張力控制；恒線速；PLC目錄第一章 收、放卷張力控制應(yīng)用概述41.1行業(yè)應(yīng)用41.2收、放卷張力控制分類(lèi)41.3卷取方式分類(lèi)比較51. 4分設(shè)計(jì)選用51.4.1放卷方式的選用51.4.2收卷

3、方式的選用6第二章 卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況72.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介72.2系統(tǒng)構(gòu)成及原理82.3系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)92.4 FX2N-4DA詳細(xì)說(shuō)明92.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則10第三章 系統(tǒng)主要部件設(shè)計(jì)123.1張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)123.1.1放卷張力控制123.1.2收卷張力控制133.2 主牽引設(shè)計(jì)143.3收卷驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)153.4 糾偏裝置設(shè)計(jì)163.4.1放卷糾偏173.4.2 收卷糾偏17第四章 卷繞系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)194.1 電氣原理圖設(shè)計(jì)194.2 PLC發(fā)展史224.3 PLC的概念及特點(diǎn)224.3.1 PLC的概念224.3.2 PLC的特點(diǎn)234.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)234.5 PLC的工作原理254.6

4、PLC的性能指標(biāo)254.7 PLC程序設(shè)計(jì)264.8組態(tài)軟件設(shè)計(jì)28第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)29參考文獻(xiàn)30附錄31致謝33第一章 收、放卷張力控制應(yīng)用概述1.1行業(yè)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的很多行業(yè)，都要卷繞生產(chǎn)線對(duì)物料進(jìn)行放卷，加工，收卷，其中放卷和收卷時(shí)要保持張力的恒定，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。諸如造紙、印刷印染、包裝、電線電纜、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠、冶金等行業(yè)都被廣泛應(yīng)用。在變頻技術(shù)還沒(méi)有成熟以前，通常采用直流控制，以獲得良好的控制性能。隨著變頻技術(shù)的日趨成熟，出現(xiàn)了矢量控制變頻器、張力控制專(zhuān)用變頻器等一些高性能的變頻器。其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、性價(jià)比、使用、維

5、護(hù)等很多方面都優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī)，矢量變頻控制正在這些行業(yè)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，有取代直流控制的趨勢(shì)。張力控制，就是要控制卷取物體時(shí)保持物體相互拉長(zhǎng)或者繃緊的力。早期的工業(yè)應(yīng)用中，張力控制并未引起人們足夠的重視。直到人們對(duì)卷取材料的質(zhì)量和表面質(zhì)量提出越來(lái)越嚴(yán)格要求的時(shí)候，張力控制技術(shù)才逐漸被各國(guó)電氣工程師重視起來(lái)，特別是張力應(yīng)用最廣泛的纖維、造紙、塑料薄膜、電線、印刷品、磁帶等輕工業(yè)中，帶材或線材的收放卷張力對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。在許多包裝機(jī)械設(shè)備上，如分切機(jī)、印刷機(jī)、復(fù)合機(jī)等在卷材的生產(chǎn)加工過(guò)程中，即在收卷和放卷的過(guò)程中，卷筒直徑是變化的，直徑的變化會(huì)引起卷材張力的變化，張力太小，卷材容

6、易松弛產(chǎn)生向漂移:張力太大，則又會(huì)導(dǎo)致卷材表面起皺甚至斷裂。因而在收卷和放卷的過(guò)程中，為保證生產(chǎn)的質(zhì)量及效率，保持恒定的張力是很重要的。1.2收、放卷張力控制分類(lèi)放卷出的物料通過(guò)主牽引引出后不可能自行卷取，所以收卷都是主動(dòng)收卷。它和主動(dòng)放卷方式分法大體相同，可分為：動(dòng)力+阻尼直流電機(jī)力矩電機(jī)交流電機(jī)伺服電機(jī)放卷軸上無(wú)主動(dòng)力，它的動(dòng)作要靠其他設(shè)備牽引，這樣的方式叫被動(dòng)放卷。放卷軸上自身提供動(dòng)力，它的動(dòng)作不需要其它設(shè)備牽引，這樣的方式叫做主動(dòng)放卷。一、按被動(dòng)放卷方式分磁粉離合器氣動(dòng)抱閘二、按主動(dòng)放卷方式分直流電機(jī)交流電機(jī)力矩電機(jī)伺服電機(jī)其中力矩電機(jī)又可以分為直流力矩電機(jī)和交流力矩電機(jī)1.3卷取方式

7、分類(lèi)比較1、直流電機(jī) 具有調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性平滑，過(guò)載能力較強(qiáng)，起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較大。通過(guò)改變輸入電壓就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此可以用降低電壓的方法獲得較低的轉(zhuǎn)速；但同步性能不怎么好，響應(yīng)慢。2、力矩電機(jī) 力矩電機(jī)具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過(guò)載能力強(qiáng)、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動(dòng)小等機(jī)械特性；但張力控制不穩(wěn)定，線性不好。3、交流電機(jī) 用交流電機(jī)變頻調(diào)速取代直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速，借助松緊架實(shí)現(xiàn)織物張力恒定和線速度一致，故障率低、同步性能好；但致命缺點(diǎn)是起動(dòng)沖擊大，會(huì)對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備造成不利影響。4、伺服電機(jī) 具有自動(dòng)調(diào)整、高速高響應(yīng)、低振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)；但伺服電動(dòng)機(jī)控制成本高，不易推廣。5、氣動(dòng)抱閘 成本低、

8、轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)；但具有較大的沖擊力，需單獨(dú)連接氣源。1. 4分設(shè)計(jì)選用1.4.1放卷方式的選用磁粉離合器是利用電磁效應(yīng)下的磁粉來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基成線性關(guān)系、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種多用途性能優(yōu)越的自動(dòng)控制元件。應(yīng)用示意圖(用于張力控制)如圖1-1所示。圖1-1應(yīng)用示意圖放卷的張力由放卷裝置中的磁粉離合器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制，隨著卷繞物的卷徑的不斷減小必須不斷減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，圖中用張力檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)卷繞物的張力，由張力控制儀自動(dòng)控制磁粉離合器的轉(zhuǎn)矩，使張力恒定。當(dāng)激磁電流保持不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩將會(huì)穩(wěn)定的傳遞，不受滑差的影響。因此，只要控制電流，即

9、能控制轉(zhuǎn)矩的大小。可用很小的激磁電流控制很大的傳遞功率。在轉(zhuǎn)矩超載情況下，自動(dòng)滑差運(yùn)行起到過(guò)載保護(hù)作用。所以，本設(shè)計(jì)選用磁粉離合器的被動(dòng)防卷方式。1.4.2收卷方式的選用根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化與卷材卷徑成正比的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)恒張力控制?？梢圆恍枰欧壑苿?dòng)器/磁粉離合器，直接通過(guò)張力控制儀及張力傳感器調(diào)節(jié)直流調(diào)速器控制直流電機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)恒張力控制。在保證設(shè)計(jì)要求的條件下，具有經(jīng)濟(jì)、可靠、運(yùn)行平穩(wěn)、負(fù)載能力強(qiáng)、維修成本低的特點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的直流電機(jī)收卷方式。第二章 卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制的收放卷生產(chǎn)線系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)械裝置、PC機(jī)、PLC、張力控制器、變頻器、直流調(diào)速

10、機(jī)、糾偏控制器等組成。可以通過(guò)自動(dòng)操作和手動(dòng)操作控制生產(chǎn)線的運(yùn)行。系統(tǒng)的側(cè)視圖和俯視圖如下圖2-1所示。圖2-1側(cè)視圖和俯視圖2.2系統(tǒng)構(gòu)成及原理卷繞系統(tǒng)是一種常用的控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于造紙，印刷，染織等生產(chǎn)過(guò)程中。本系統(tǒng)運(yùn)用PLC為控制核心，PLC不僅具有較強(qiáng)的開(kāi)關(guān)處理能力，還具有模擬量處理能力。但PLC本身的監(jiān)控能力較差，將計(jì)算機(jī)與PLC結(jié)合使用，既可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的人機(jī)對(duì)話功能，提高PLC的控制能力和范圍，又可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。同時(shí)PLC具有體積小，編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。卷繞生產(chǎn)線系統(tǒng)由一臺(tái)交流電機(jī)和一臺(tái)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，交流電機(jī)轉(zhuǎn)速由變頻器控制，為了控制前后張力，采用放卷

11、張力控制器和收卷張力控制器各一臺(tái)，放卷張力控制器控制磁粉離合器，從而調(diào)節(jié)放卷輥的轉(zhuǎn)速。收卷張力控制器控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，前后張力控制器分別控制磁粉離合器和直流電動(dòng)機(jī)，使前后張力趨于平衡。為防止所卷產(chǎn)品縱向偏移，在前后各安裝氣動(dòng)糾偏裝置和光電糾偏裝置。圖2-2為系統(tǒng)原理圖。圖2-2系統(tǒng)原理圖根據(jù)系統(tǒng)的功能要求,我們采用三菱公司FX2N-64MR、FX2N-4DA、FX2N-4AD分別作為下位機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。PLC是本系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集和處理，對(duì)于各種開(kāi)關(guān)量來(lái)說(shuō)，較簡(jiǎn)單的控制采用PLC直接驅(qū)動(dòng)，對(duì)于功率較大和復(fù)雜的控制，則由PLC與控制器一起來(lái)控制

12、，整個(gè)系統(tǒng)可以采用自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種工作方式。檢測(cè)信號(hào)由變送器送入PLC的A/D模塊，參數(shù)設(shè)定值通過(guò)D/A送入目標(biāo)控制器，控制變頻器和張力控制器的給定值，達(dá)到控制張力和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。A/D，D/A模塊均是4通道模塊，4個(gè)A/D通道用來(lái)轉(zhuǎn)換交、直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及放卷輥與收卷輥的半徑，變送器把轉(zhuǎn)速和卷徑信號(hào)送入A/D，再?gòu)纳衔粰C(jī)上讀出。4個(gè)D/A通道用來(lái)把上位機(jī)設(shè)定的交、直流電動(dòng)機(jī)及前后張力控制器的參數(shù)設(shè)定值轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，分別控制轉(zhuǎn)速和張力。上位機(jī)采用組態(tài)王6.5作為生產(chǎn)線的監(jiān)控層，用可視化界面，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)，并可配打印進(jìn)行瞬時(shí)和定時(shí)報(bào)表打印，還可在設(shè)備出現(xiàn)故障

13、或被控量超出控制范圍時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控和操作。2.3系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)1、生產(chǎn)線的最大線速度： 30m/min2、生產(chǎn)線的最小卷徑： 100mm3、生產(chǎn)線的最大卷徑： 500mm4、生產(chǎn)線的張力精度： ±0.21kg5、生產(chǎn)線的糾偏精度： ±0.5±1mm6、生產(chǎn)線的功率： 6.5kw2.4 FX2N-4DA詳細(xì)說(shuō)明三菱FX2N-4DA是一款模擬量模塊。首先給大家介紹一下模擬量模塊的工作原理。模擬量模塊是將壓力、液位、溫度等信號(hào)轉(zhuǎn)化為 1-5V，4-20mA（也有別的信號(hào)的，如0-10V，0-5V等）然后交給PLC進(jìn)行處理的。

14、PLC是不知道具體電壓或者電流信號(hào)的大小的。所以，我們要用一個(gè)數(shù)字來(lái)表示它的大小，然后告訴PLC，PLC才能知道輸入的電壓、電流信號(hào)具體有多大。數(shù)字量輸入輸出信號(hào)就是開(kāi)關(guān)量信號(hào)，1或者0。模擬量信號(hào)有2種，電壓或者電流信號(hào) ，一般是變送器傳過(guò)來(lái)的信號(hào)，比如用壓力變送器檢測(cè)水管壓力，它會(huì)輸出一個(gè)模擬信號(hào)4-20ma或者0-10V的信號(hào)給PLC，PLC來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，我們現(xiàn)在測(cè)到溫度是20度（量程0-50度，輸出范圍是1-5V），此時(shí)溫度傳感器產(chǎn)生的電壓值是 (5-1)*20/50=1.6V（儀表特性必須是線性的才可以這么算）。PLC的模擬量輸入模塊收到1.6V的輸入后，會(huì)將其轉(zhuǎn)變

15、成一個(gè)數(shù)字量。例如，我們用的模擬量輸入模塊的分辨率是 0-4000對(duì)應(yīng)1-5V的。那么，2.0V 就應(yīng)該對(duì)應(yīng) (4000-0)/(5-1)*1.6=1600。就是說(shuō)，PLC在讀到模擬量輸入模塊給它的數(shù)字1600之后它就能知道，從溫度傳感器感應(yīng)到的溫度是20度。在上面例子中，傳感器的量程和輸出范圍是由傳感器來(lái)決定的。而模擬量輸入模塊的分辨率是由模擬量模塊決定的。模擬量輸出模塊的作用剛好和輸入模塊相反，它是將數(shù)字信息轉(zhuǎn)化成 1-5V、4-20mA時(shí)用的。FX2N-4DA參數(shù)：項(xiàng)目輸出電壓輸出電流模擬量輸出范圍：DC-10至10V 外部負(fù)載電阻2千歐到1兆歐：0至20mA 外部負(fù)載電阻：500歐 數(shù)

16、字輸出帶符號(hào)的16位2進(jìn)制 對(duì)數(shù)值有效位：11位和符號(hào)位（1位） 分辨率5mV(10V×1/2000)20mA20mA×1/1000 總體精度±1% 滿量程10V)±1% (滿量程20mA)轉(zhuǎn)換速度4通道2.1ms（使用的通道數(shù)變化不會(huì)改變轉(zhuǎn)換速度）隔離在模擬和數(shù)字電路之間光電隔離直流/直流變壓器隔離主單元電源在模擬通道之間沒(méi)有隔離桌面快捷鍵。 三菱FX2N-4DA有4個(gè)輸出通道。提供了12位高精度分辨率的數(shù)字輸入。轉(zhuǎn)換速度為2.1ms/4通道，使用的通道數(shù)變化不會(huì)改變轉(zhuǎn)換速度。輸出的形式可為電壓，也可為電流。其選擇取決于接線不同。電壓輸出時(shí)，兩個(gè)模擬輸

17、出通道輸出信號(hào)為010V DC，05V DC；電流輸出時(shí)為420mA DC。分辨率為2.5mV（010V DC）和4uA（420mA）。數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換特性可進(jìn)行調(diào)整。本模塊需占用8個(gè)I/O點(diǎn)。適用于FX1N、FX2N、FX2N子系列。其他的性能與FX2N-2DA相似。 可編程控制器基本單元與FX2N-4DA之間的數(shù)據(jù)通訊也是由FROM/TO指令來(lái)執(zhí)行的。讀寫(xiě)操作是對(duì)FX2N-4DA的緩沖寄存器BFM進(jìn)行操作的，緩沖器區(qū)由32個(gè)16位的寄存器組成，編號(hào)為BFM031。2.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)應(yīng)具有高度的可靠性，同時(shí)要求簡(jiǎn)潔、實(shí)用、性能價(jià)格比高。在安全可靠的前提下，應(yīng)盡量節(jié)省一次性投資。在保證可

18、靠性和實(shí)時(shí)性的前提下，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有一定的實(shí)用性、良好的可編程性能和可擴(kuò)展性能。1 安全可靠在確保設(shè)備安全可靠的前提下，采用性能價(jià)格比較好的設(shè)備和元器件，盡可能采用新技術(shù)、工藝和設(shè)備。系統(tǒng)中信號(hào)分布較廣，在系統(tǒng)中必須采取嚴(yán)格的接地措施，在傳感器的安裝位置需有接地點(diǎn)，屏蔽線傳輸中采用在集中控制室統(tǒng)一接地，另一端通過(guò)電容接地以減少外部干擾。另外所有信號(hào)在接入控制系統(tǒng)時(shí)都盡可能采用隔離方式，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。2 操作簡(jiǎn)單在機(jī)柜面板設(shè)計(jì)上應(yīng)美觀、各元器件布置合理、整齊，充分考慮了人體結(jié)構(gòu)特征及視覺(jué)特征進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，操作方便、簡(jiǎn)單。3 經(jīng)濟(jì)實(shí)用以安全可靠為第一原則，選用實(shí)用經(jīng)濟(jì)的控制與檢測(cè)設(shè)備。系統(tǒng)

19、響應(yīng)速度快，控制功能可靠，編程及組態(tài)方便，對(duì)控制方式、功能、設(shè)置的改變靈活方便。4 維護(hù)方便在機(jī)柜設(shè)計(jì)、內(nèi)部元器件端子排的布局上，充分考慮了維護(hù)人員檢修接線的方便性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以滿足標(biāo)書(shū)設(shè)計(jì)的要求，嚴(yán)格參照標(biāo)書(shū)所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)、指標(biāo)和要求，以及規(guī)定的和指明的工藝、控制流程進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。第三章 系統(tǒng)主要部件設(shè)計(jì)3.1張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)構(gòu)成如圖3-1所示，涉及到收卷和放卷的張力檢測(cè)和控制，所卷產(chǎn)品的張力通過(guò)張力檢測(cè)輥，作用在荷重傳感器上，張力控制器通過(guò)荷重傳感器檢測(cè)實(shí)時(shí)張力，并與設(shè)定張力進(jìn)行比較、運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)磁粉制動(dòng)器或直流電機(jī)執(zhí)行張力的控制。該部分采用三菱LE-40MTA-E

20、張力控制器。3-1張力控制結(jié)構(gòu)圖3.1.1放卷張力控制在放卷端采用磁粉離合器控制時(shí)，當(dāng)實(shí)際張力大于設(shè)定張力，張力控制儀的激磁電流減小，制動(dòng)器的阻尼減小，使物料張力返回到設(shè)定值。當(dāng)實(shí)際張力小于設(shè)定張力時(shí)，張力控制儀的激磁電流增大，制動(dòng)器的阻尼也增大，使物料張力返回設(shè)定值。如此形成負(fù)反饋，使張力保持恒定。原理框圖如圖3-2。3-2放卷張力控制原理框圖電氣原理圖如3-3，張力控制器接受PLC的張力信號(hào)，再通過(guò)左右邊的兩個(gè)張力檢測(cè)器檢測(cè)的信號(hào)與給定信號(hào)比較，控制磁粉離合器的制動(dòng)阻尼大小從而控制放卷張力。使其與設(shè)定值保持一致。同時(shí)輸出張力信號(hào)到PLC的A/D模塊上，顯示于上位機(jī)，供作業(yè)員操作觀察。圖3-

21、3放卷張力控制電氣圖3.1.2收卷張力控制在收卷端通過(guò)張力檢測(cè)裝置傳送信號(hào)給直流驅(qū)動(dòng)電源，當(dāng)檢測(cè)的張力與給定張力不相等時(shí)，調(diào)節(jié)直流驅(qū)動(dòng)電源，改變直流電機(jī)的勵(lì)磁電流從而改變張力，直與給定張力相等。原理框圖如圖3-4。圖3-4收卷張力控制原理框圖收卷電氣原理與放卷控制相似，也是通過(guò)PLC給定信號(hào)與檢測(cè)的張力信號(hào)相比較，但控制的是直流驅(qū)動(dòng)電源，從而控制直流電機(jī)的勵(lì)磁電流改變力矩，調(diào)節(jié)張力。圖3-5收卷張力控制電氣圖3.2 主牽引設(shè)計(jì)牽引的目的是提供動(dòng)力給放卷，因此就應(yīng)滿足運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速范圍廣等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用交流變頻調(diào)速，運(yùn)用三菱公司的FRA5401.5K變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)。該產(chǎn)品功率可達(dá)1.

22、5 kw, 采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整功能，可拆御接線端子，維護(hù)方便；內(nèi)含柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行；內(nèi)置RS485通信口，PID等多種先進(jìn)功能。2和5是速度給定，可由上位機(jī)組態(tài)軟件通過(guò)PLC的DA?？旖o定，AM和5號(hào)端口接至PLC的AD模塊上由組態(tài)軟件的界面顯示，通過(guò)改變變頻器的頻率改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。同時(shí)還有報(bào)警輸出，一旦出現(xiàn)故障，立即發(fā)出信號(hào)。圖3-6變頻器電氣原理圖注意：安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書(shū)上正確接線、拆卸。在詳細(xì)了解產(chǎn)品性能的條件下，認(rèn)真閱讀操作說(shuō)明書(shū)才使用。非專(zhuān)業(yè)人士不得隨便拆卸。3.3收卷驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)我們將采用常州宏大HVSG系列三相直流可控硅調(diào)速裝置，它廣泛吸收

23、了德國(guó)西門(mén)子公司、AEG公司、英國(guó)BBC公司同類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)，是國(guó)產(chǎn)新一代的性能調(diào)速裝置，并通過(guò)省級(jí)鑒定（鑒定號(hào)：941203），用于直流電單機(jī)或多機(jī)聯(lián)動(dòng)調(diào)速，可直接替代進(jìn)口產(chǎn)品，廣泛用于紡織、印染、化纖、造紙、冶金、煤礦、電線、電纜、塑料機(jī)械等領(lǐng)域。原理圖如下。圖3-7直流控制器原理圖1、主要特點(diǎn)a) 調(diào)速范圍：電樞電壓反饋為1:20測(cè)速反饋為1:100構(gòu)成多單元同步傳動(dòng)系統(tǒng)為1:10b) 靜差調(diào)速精度：測(cè)速反饋±0.2% 電壓反饋±0.2%2、技術(shù)參數(shù)c) 三閉環(huán)系統(tǒng)即位置環(huán)、速度（電壓）環(huán)、電流環(huán)、調(diào)速范圍寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可直接組成同步系統(tǒng)、恒張力系統(tǒng)等。d) 集成化、

24、模塊化結(jié)構(gòu)，強(qiáng)、弱電完全隔離，采用分層布置結(jié)構(gòu)，體積小，運(yùn)行安全可靠。e) 全系列控制板通用性強(qiáng)，維護(hù)調(diào)試方便。f) 自動(dòng)保護(hù)功能完善，抗干擾能力強(qiáng)。3、工作環(huán)境g) 海拔高度：<1000mh) 環(huán)境溫度：10-45i) 相對(duì)溫濕：不大于85%（無(wú)露凝）j) 室內(nèi)安裝，通風(fēng)條件良好，無(wú)劇烈振動(dòng)與沖擊。k) 無(wú)導(dǎo)電粉塵。     3.4 糾偏裝置設(shè)計(jì)自動(dòng)糾偏裝置又稱卷筒紙（薄帶）邊緣位置控制器，簡(jiǎn)稱EPC。根據(jù)感受邊緣位置方式的不同，又可分為氣動(dòng)液壓自動(dòng)糾偏裝置和光電液壓自動(dòng)糾偏裝置。它們分別采用微氣流放大原理及光電轉(zhuǎn)化放大原理。而執(zhí)行部分都是應(yīng)用液

25、壓伺候控制技術(shù)，從而對(duì)卷筒的基材進(jìn)行自動(dòng)導(dǎo)向和糾偏。廣泛應(yīng)用于各種金屬薄膜、塑料薄膜以及其他卷筒材料的生產(chǎn)過(guò)程（如造紙、制箔、塑料復(fù)合印刷、塑料印刷、涂布機(jī)、分切機(jī)、印染、膠卷、鋼帶軋制等行業(yè)）中自動(dòng)導(dǎo)向及糾偏控制。本系統(tǒng)采用了兩種類(lèi)型的糾偏裝置，放卷糾偏采用氣液糾偏控制器，收卷糾偏采用光電糾偏控制器。3.4.1放卷糾偏1、 工作原理氣動(dòng)液壓自動(dòng)糾偏裝置由邊緣位置監(jiān)測(cè)器（又稱氣流噴嘴）微差壓放大器、液壓伺服控制器及液壓油缸所組成。檢測(cè)器檢測(cè)薄膜的邊緣位置，薄膜邊緣的左右移動(dòng)引起氣流噴嘴壓力大小的變化，經(jīng)過(guò)微氣流差動(dòng)放大，推動(dòng)伺服閥使液壓油缸動(dòng)作，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。控制器將先進(jìn)的微氣流放大原理

26、與液壓伺服技術(shù)綜合在一起，由一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)油泵和恒壓風(fēng)機(jī)，產(chǎn)生液壓能源及自動(dòng)控制。用的氣源，縮小了體積，節(jié)約了能源，控制器采用一對(duì)上下氣流噴嘴檢測(cè)薄膜邊緣的橫向位移，具有抗干擾能力強(qiáng)靈敏度高和線性度好等特點(diǎn)。微氣流放大器采用差動(dòng)放大原理，提高了放大倍數(shù)，增加了靈敏度及穩(wěn)定性。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)以及氣流變化時(shí)都不會(huì)影響控制器的控制精度。經(jīng)過(guò)調(diào)試能夠滿足工藝要求。2、 技術(shù)性能指標(biāo)電動(dòng)機(jī)               功率0.75千瓦，電壓380伏，轉(zhuǎn)速2950

27、轉(zhuǎn)/分油  泵               流量8升/分（也可12升/分）工作壓力   2.5mpa   一般用0.81.4mpa 恒壓風(fēng)機(jī)             風(fēng)壓200毫米水柱高，風(fēng)量38升/分 油  缸 

28、60;             行程150250毫米（根據(jù)具體情況而定）最大推力   600kgf（5880N）調(diào)節(jié)速度范圍        0120毫米/秒（油缸速度）重復(fù)精度            0.1毫米0.3毫3.4.2 收卷糾偏1、 工作原理 在物料卷繞過(guò)程中

29、，由光電傳感器檢測(cè)邊或線的位置，以拾取邊或線位置偏差信號(hào)。再將位置偏差信號(hào)傳遞給光電糾偏儀進(jìn)行邏輯運(yùn)算，向機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，修正物料運(yùn)行時(shí)的蛇形偏差，保證物料直線運(yùn)動(dòng)。左、右限位開(kāi)關(guān)防止系統(tǒng)失控。2、技術(shù)指標(biāo) 跟蹤標(biāo)志寬度：對(duì)線工作 標(biāo)志線寬度2mm對(duì)邊工作 邊標(biāo)志側(cè)保持5mm以上同色區(qū)光電傳感器與物料的距離： 12 mm + 2mm響應(yīng)時(shí)間： 10 ms靈 敏 度： + 0.1mm糾偏速度： 1530 mm/s輸出容量： 由電機(jī)的輸出功率決定3、 光電傳感器的位置安裝在收卷車(chē)上，隨車(chē)移動(dòng)，距離卷軸距離大于倍料寬。光電糾偏控制器驅(qū)動(dòng) “步進(jìn)電機(jī)+滾珠絲杠”，使收卷車(chē)跟

30、蹤物料，始終保持料邊與卷軸垂直，最終使收料卷整齊。如圖所示第四章 卷繞系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)4.1 電氣原理圖設(shè)計(jì)電氣設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)中重要的組成部分，設(shè)計(jì)需保證產(chǎn)品工作安全、走線合理、易于安裝、方便維護(hù)和檢修的原則進(jìn)行。其中包括電氣原理圖、控制面板、元件布置的設(shè)計(jì)。（控制面板圖和元件布置圖見(jiàn)附錄）圖4-1電氣原理圖4.2 PLC發(fā)展史可編程控制器是60年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用來(lái)取代繼電器。以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。提出PLC概念的是美國(guó)通用汽車(chē)公司。PLC的基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)功能完善、靈活、

31、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫(xiě)入控制器的用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi),使控制器和被控對(duì)象連接方便。70年代中期以后，PLC已廣泛地使作為中用微處理器央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時(shí)的PLC已不再是僅有邏輯(Logic)判斷功能，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)可編程控制器作了如下的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用

32、來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)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)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的設(shè)計(jì)?？删幊炭刂破鲗?duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。可編程控制器是面向用戶的專(zhuān)用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)。 4.3 PLC的概念及特點(diǎn)4.3.1 PLC的概念 可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Person

33、al Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫(xiě)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)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)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了

34、一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購(gòu)到所需的PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。4.3.2 PLC的特點(diǎn)1. 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。3. 編程方便，易于使用。4. 功能強(qiáng)大，成本低。5. 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短。6. 維護(hù)方便。4.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的構(gòu)成： PLC的類(lèi)型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。PLC

35、的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.2.1所示：圖4-2 PLC的結(jié)構(gòu)示意圖1CPU的構(gòu)成及功能CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，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。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(chǎng)輸入裝置送來(lái)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(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)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(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。2存儲(chǔ)器內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程

36、序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。不同機(jī)型的PLC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。3I/O模塊及I/O擴(kuò)展1）I/O模塊PLC內(nèi)部輸入電路的作用是將PLC外部（如行程開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器等）提供的符合PLC輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過(guò)光電耦合電路送至PLC內(nèi)部電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，輸入響應(yīng)時(shí)間一般在0.10.5ms之間。根據(jù)輸入信號(hào)形式的不同，可分為模擬量I/O單元，數(shù)字量I/O單元兩大類(lèi)。根據(jù)輸入形式的不同，可分為基本I/O單元。擴(kuò)展I/O單元兩大類(lèi)。2）I/O擴(kuò)展接口可編程控制器利用I/O擴(kuò)展

37、單元與PLC的基本單元實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)基本I/O單元的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠使用時(shí)，可以用I/O擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/O端子4電源模塊電源單元的作用是把外部電源（220V的交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源，通過(guò)PLC內(nèi)部配有的一個(gè)專(zhuān)用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源（直流5V、±12V、24V），并為外部輸入元件（如接近開(kāi)關(guān)）提供24V直流電源(僅供輸入端點(diǎn)使用)，而驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的電源由用戶提供。5外設(shè)接口外設(shè)接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能通過(guò)外設(shè)接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過(guò)PC

38、/PPI電纜或使用MPI卡通過(guò)RS-485接口與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程、控制、連網(wǎng)等功能。6底板或機(jī)架大多數(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(wèn)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。7PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備1) 編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編寫(xiě)程序、對(duì)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(chǎng)控制運(yùn)行。某些PLC也配有手持型編程器，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(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）

39、式的一體式操 作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面也非常普及。3) 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫(xiě)入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。8PLC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(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)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

40、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(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來(lái)講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開(kāi)放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來(lái)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)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)議和機(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(chǎng)環(huán)境適用性等具體問(wèn)題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。4.5 PLC的工作原理PLC的工作原理：PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中

41、的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。4.6 PLC的性能指標(biāo)可編程控制器的技術(shù)指標(biāo)很多，作為可編程控制器的用戶應(yīng)了解清楚。1. 輸入輸出點(diǎn)數(shù)（即I/O點(diǎn)數(shù)）I/O點(diǎn)數(shù)是指可編程控制器外部輸入和輸出端子總數(shù)，這是可編程序控制器最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，PLC可外接的輸入開(kāi)關(guān)器件和輸出控制器件就越多，控制規(guī)模就越大。一般按可編程控制器點(diǎn)數(shù)

42、多少來(lái)區(qū)分機(jī)型的大小。2. 掃描速度掃描速度一般以執(zhí)行1000不指令所需時(shí)間衡量，故單位為ms/千步；也有以執(zhí)行以步指令的時(shí)間計(jì)算的，例如us/步。掃描速度越快，執(zhí)行指令的時(shí)間就越短。3. 指令種類(lèi)和條數(shù)指令的種類(lèi)和條數(shù)是衡量可編程控制器軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)?？删幊绦蚩刂破骶哂械闹噶罘N類(lèi)和條數(shù)越多，說(shuō)明軟件功能越強(qiáng)，控制能力越強(qiáng)。4. 存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量是可編程控制器內(nèi)有效存放用戶程序的存儲(chǔ)容量（也稱為內(nèi)存）。在可編程控制器中，程序指令是按“步”存放的（一條指令往往不止一步），一步占用一個(gè)地址單元，一個(gè)地址單元一般占用兩個(gè)字節(jié)。內(nèi)存的大小決定了PLC可以容納用戶程序的長(zhǎng)短和控制系統(tǒng)的水平。

43、5. 高功能模塊可編程控制器除了主機(jī)模塊外，還可以配接各種高功能模塊。主機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)基本控制功能，高功能模塊則可實(shí)現(xiàn)某種特殊的功能。衡量可編程控制器產(chǎn)品水平高低的重要指標(biāo)是它的高功能模塊的多少及強(qiáng)弱。常見(jiàn)的高功能模塊主要是A/D模塊、D/A模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、速度控制模塊、溫度控制模塊、位置控制模塊、軸定位模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、高級(jí)語(yǔ)言編程模塊以及各種物理量轉(zhuǎn)換模塊等。高功能模塊使可編程控制器不僅能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，而且還能進(jìn)行模擬量控制，可進(jìn)行精確定位和速度控制，可以和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，可以直接用高級(jí)語(yǔ)言編程，給用戶提供了強(qiáng)有力的工具。4.7 PLC程序設(shè)計(jì)PLC 程序設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)行：（1）確

44、定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作及完成這些動(dòng)作的順序。（2）分配輸入/輸出設(shè)備，即哪些外圍設(shè)備是送信號(hào)到 PLC 的，哪些外圍設(shè)備是接收來(lái)自 PLC 信號(hào)的，并將 PLC 的輸入、輸出口與之對(duì)應(yīng)進(jìn)行分配。（3）程序框圖設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝要求，繪制出程序流程圖及各功能單元的詳細(xì)功能框圖。 （4）應(yīng)用程序的編寫(xiě)。先畫(huà)出梯形圖，梯形圖能體現(xiàn)出按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系，比直接設(shè)計(jì)語(yǔ)句表更方便快捷。（5）程序調(diào)試。在計(jì)算機(jī)上對(duì) PLC 的梯形圖用軟件直接轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表，打印出完整程序。若沒(méi)有轉(zhuǎn)換軟件，可對(duì)梯形圖進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換。然后將語(yǔ)句表輸入 PLC，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。 （6）存已完成的程序，編寫(xiě)

45、程序說(shuō)明書(shū)。以上六步中，前兩步屬程序設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。編程準(zhǔn)備工作包括對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的分析和理解，弄清楚系統(tǒng)要求的全部控制功能，以硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，確定出軟件的功能和作用。 顯然，在建立一個(gè) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，必須首先把需要的 I/O 數(shù)量確定下來(lái)，然后按需要確定各種控制動(dòng)作的順序和各個(gè)控制裝置彼此之間的相互關(guān)系。確定控制上的相互關(guān)系之后，就可進(jìn)行編程的第二步分配輸入/輸出設(shè)備。在分配了 PLC 的輸入/輸出點(diǎn)、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器之后，就可以設(shè)計(jì)程序框圖了。 系統(tǒng)的PLC部分程序采用三菱公司提供的GX編程軟件編程。程序的主要功能是：控制整機(jī)聯(lián)動(dòng)、張力系統(tǒng)、變頻牽引及收放卷糾

46、偏系統(tǒng)。程序功能分手動(dòng)和自動(dòng)兩部分。檢測(cè)工藝設(shè)備是否有故障，現(xiàn)場(chǎng)控制條件是否滿足。一切正常后，即可啟動(dòng)設(shè)備，上位機(jī)將設(shè)定的參數(shù)經(jīng)PLC的D/A傳送給變頻器，張力控制器，并將變送器傳來(lái)的電壓信號(hào)經(jīng)PLC傳給上位機(jī)顯示。圖4-2中的D0D3為四個(gè)模擬量檢測(cè)值，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，送入計(jì)算機(jī)。D4D7為四個(gè)模擬量輸出值，是由上位機(jī)設(shè)定的參數(shù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)變而來(lái),去控制張力的大小和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的值。D5和D7經(jīng)過(guò)比例積分后，限值輸出。圖4-2 部分梯形圖4.8組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用亞控公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王軟件。該軟件為通用型工業(yè)控制軟件，對(duì)每個(gè)控制項(xiàng)目采用人機(jī)對(duì)話方式進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，具有開(kāi)發(fā)方式簡(jiǎn)單，直觀高效，運(yùn)行

47、可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。其主要開(kāi)發(fā)步驟有：創(chuàng)建工程：為工程創(chuàng)建一個(gè)目錄以存放與工程有關(guān)的文件創(chuàng)建設(shè)備并編輯數(shù)據(jù)庫(kù)：根據(jù)實(shí)際工程使用的采集設(shè)備建立設(shè)備，并在相應(yīng)的設(shè)備中編輯與當(dāng)前設(shè)備有關(guān)的變量l 制作監(jiān)控畫(huà)面：制作與工藝過(guò)程相象的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景l(fā) 動(dòng)畫(huà)連接：以多媒體的形式表達(dá)設(shè)備的狀態(tài)l 編寫(xiě)后臺(tái)語(yǔ)言：用系統(tǒng)內(nèi)部程序來(lái)完成對(duì)被控設(shè)備的監(jiān)控l 配置系統(tǒng)：設(shè)置工程運(yùn)行時(shí)的初始畫(huà)面、連接采集設(shè)備、設(shè)置后臺(tái)命令語(yǔ)言的更新時(shí)間l 保存工程并對(duì)其進(jìn)行編譯組態(tài)監(jiān)控畫(huà)面圖4-3系統(tǒng)運(yùn)行圖 第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在大學(xué)生活結(jié)束過(guò)程的一次非常好的歷練，它可以使我能夠綜合利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，合理地運(yùn)用到實(shí)踐，而且還大大開(kāi)闊了我們的視野，使我們學(xué)習(xí)到許多專(zhuān)業(yè)課未見(jiàn)識(shí)到的許多知識(shí)，總之，此次設(shè)計(jì)給我們提供了一次難得的設(shè)計(jì)鍛煉機(jī)會(huì)。是對(duì)我們大學(xué)三年學(xué)習(xí)的最后一次，也是最綜合性的一次檢驗(yàn)。在這次檢驗(yàn)中，我們付出了許多心血，也學(xué)到了許多東西，看到了自身的不足。更重要的是，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們以前所學(xué)的理論真正實(shí)際相結(jié)合起來(lái)了，從而更加理解和掌握了。此次設(shè)計(jì)的題目是卷繞生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要傾向和動(dòng)機(jī)是如何集機(jī)、電于一體，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)控制和操作，雖然此次設(shè)計(jì)的機(jī)、電結(jié)合并不是機(jī)電的高級(jí)結(jié)合，而是機(jī)與光電的結(jié)合，是比較簡(jiǎn)單的機(jī)電結(jié)合，但它畢竟是超出了我們平常所學(xué)的單一的課程，是一次比較系統(tǒng)的綜合。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)