【正文】 系統(tǒng)邏輯實(shí)現(xiàn)過程 ................................................................................ 39 結(jié) 束 語(yǔ) .......................................................................................................................... 41 致 謝 ................................................................................................................................ 42 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................... 43 附錄 Ⅰ .............................................................................................................................. 44 附圖 Ⅰ 1 ................................................................................................................... 45 附圖 Ⅰ 2 ................................................................................................................... 46 附圖 Ⅰ 3 ................................................................................................................... 47 附圖 Ⅰ 4 ................................................................................................................... 48 附圖 Ⅰ 5 ................................................................................................................... 49 附圖 Ⅰ 6 ................................................................................................................... 50 附圖 Ⅰ 7 ................................................................................................................... 51 附圖 Ⅰ 8 ................................................................................................................... 52 附圖 Ⅰ 9 ................................................................................................................... 53 附圖 Ⅰ 10 ................................................................................................................. 54 附圖 Ⅰ 11 ................................................................................................................. 55 附圖 Ⅰ 12 ................................................................................................................. 56 附圖 Ⅰ 13 ................................................................................................................. 57 附圖 Ⅰ 14 ................................................................................................................. 59 基于 S7200PLC 文化紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 1 1 緒論 目的和意義 本次課題主要研究基于 S7200 文化紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。通過對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)控制的研究使我們了解文化紙機(jī)傳動(dòng)的工藝與要求、掌握交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在文化紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用、掌握文化紙機(jī)變頻傳動(dòng) PLC 控制的特殊問題、培養(yǎng)我們對(duì)現(xiàn)埸總線在文化紙機(jī)變頻傳動(dòng) PLC 控制中的應(yīng)用和文化紙機(jī)變頻傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 為了 縮小我國(guó)造紙機(jī)械的裝備水平，提高我國(guó)的造紙機(jī)械加工能力和電氣控制的水平，部分引進(jìn)和消化吸收高新技術(shù)并有所創(chuàng)新，逐步提高紙機(jī)裝備國(guó)產(chǎn)化比例是較現(xiàn)實(shí)的道路。特別是盡快提高國(guó)內(nèi)紙機(jī)的自動(dòng)化水平是從事電氣控制工作的人們的職責(zé)所在。通過對(duì)本課題的設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)自己分析與解決問題的能力，同時(shí)也能對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用到的如：電動(dòng)機(jī)、變頻器、 PLC、通訊技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線、操作屏等有更深一步的理解。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制方法運(yùn)用更為深入。 課題背景 紙機(jī)變頻傳動(dòng)國(guó)外始于 80年代中期 ， 國(guó)內(nèi)大約在 90年代初期 。 變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng) 用在風(fēng)機(jī)水泵等領(lǐng)域取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益 ， 在某些機(jī)械行業(yè)也發(fā)揮了重要作用 。 造紙機(jī)是一種負(fù)載基本恒定、轉(zhuǎn)速恒定的穩(wěn)速系統(tǒng) ， 其最大的特點(diǎn)是要求速度長(zhǎng)期穩(wěn)定 ，同時(shí)要求動(dòng)態(tài)恢復(fù)時(shí)間盡可能短 。 因此 ， 紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)要求的是高穩(wěn)定性和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng) 。 進(jìn)入 90年代 ， 國(guó)內(nèi)一些中小紙廠對(duì)紙機(jī)變頻調(diào)速由嘗試到廣泛應(yīng)用 ， 使得這些企業(yè)確實(shí)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 造紙產(chǎn)業(yè)是一個(gè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)文明建設(shè)息息相關(guān)的重要產(chǎn)業(yè)。近幾十年，世界各國(guó)工業(yè)向著大型化、連續(xù)好和綜合化的方向發(fā)展。為了提高競(jìng)爭(zhēng)能力，造紙工業(yè)正在不斷 地提高自動(dòng)化水平，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源和增強(qiáng)企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。造紙工業(yè)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)決定了其控制的復(fù)雜性。目前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家造紙企業(yè)依靠科技創(chuàng)新，調(diào)整技術(shù)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化科技資源配置、廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等技術(shù)使造紙的技術(shù)集成化程度和自動(dòng)化程度大大提高，制漿、造紙?jiān)O(shè)備也向著大型化、自動(dòng)化、高效化方向發(fā)展。 我國(guó)是一個(gè)消費(fèi)紙的大國(guó)，造紙產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。目前，我國(guó)造紙工業(yè)的特點(diǎn)是： 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型 、 技術(shù)密集型產(chǎn)品明陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 2 顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家 、 生產(chǎn)要素決定性作用正 在削弱 、 產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大 、 企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 近十幾年以來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，我國(guó)造紙工業(yè)也取得了快速的發(fā)展。我國(guó)造紙工業(yè)國(guó)際化、集中化、專業(yè)化的格局已初步形成，而且國(guó)內(nèi)許多造紙企業(yè)引進(jìn)了很多國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)裝備，國(guó)內(nèi)許多大的造紙企業(yè)已經(jīng)完全與國(guó)際接軌。這都是我國(guó)造紙工業(yè)國(guó)際化的趨勢(shì)。各個(gè)造紙企業(yè)都在向生產(chǎn)名牌專業(yè)產(chǎn)品而努力。但是從世界范圍看，雖然可以說我國(guó)已經(jīng)是一個(gè)造紙大國(guó)，但并不是一個(gè)造紙強(qiáng)國(guó)。目前 我國(guó)的造紙企業(yè)約有幾千家，雖然涌現(xiàn)出一批國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際出名的造紙企業(yè)，但絕大多數(shù)企業(yè)由于歷史原因，規(guī)模偏小，技術(shù)和裝備落后，生產(chǎn)和管理水平低，環(huán)境污染嚴(yán)重，再加上原料結(jié)構(gòu)不合理，以及其他一些客觀因素的影響，紙張產(chǎn)品質(zhì)量差、檔次低，原材料消耗大、成本高，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此全面提升我國(guó)造紙行業(yè)整體的管理、裝備和自動(dòng)化水平，使我國(guó)造紙行業(yè)進(jìn)入低污染、低消耗、高效益的強(qiáng)國(guó)之列。為了適應(yīng)紙機(jī)不斷向高速、寬幅發(fā)展的需求，造紙機(jī)傳動(dòng)形式也在更新。并隨著紙機(jī)更高功能需求、控制精度、系統(tǒng)可靠性和功能化以及降低運(yùn)行周 期成本變化而變化。概括地將造紙機(jī)傳動(dòng)形式經(jīng)歷了四大階段和各自的特點(diǎn)。 (1)交直流總軸傳動(dòng)階段。在該傳動(dòng)形式下，各個(gè)分部的傳動(dòng)比例分配是靠機(jī)械調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。該傳動(dòng)形式的結(jié)夠復(fù)雜、占地面積大、效率低。 (2)直流分部傳動(dòng)階段。當(dāng)直流控制理論與控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成熟可控硅的制造技術(shù)已經(jīng)成熟的情況下逐步發(fā)展起來的。其控制精度可滿足紙機(jī)對(duì)傳動(dòng)控制的需要。 (3)交流變頻分部傳動(dòng)階段。交流變頻技術(shù)是應(yīng)實(shí)際中交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。并隨著新的控制理論和技術(shù)如：矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、無速度傳感器控制及基于模糊控制 、滑模變結(jié)構(gòu)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制等理論的逐步完善，使交流變頻技術(shù)日益成熟。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)在許多性能指標(biāo)如：調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、零速轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)、運(yùn)行效率和使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等中有些方面甚至超過了直流調(diào)速系統(tǒng)。因此在許多領(lǐng)域交流變頻調(diào)速系統(tǒng)有逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)的趨勢(shì)，得到了廣泛的應(yīng)用。 (4)交流變頻分部直接傳動(dòng)階段。該階段是在對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)形式和對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)特性的深入研究探討和實(shí)際紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。它是在大功率電機(jī)和大功率變頻單元的日益成熟的前提下，為適應(yīng)紙機(jī)傳動(dòng)的高穩(wěn)態(tài) 性和高動(dòng)態(tài)性而采用的方案。該傳動(dòng)控制方式已經(jīng)被 ABB 公司成功地運(yùn)用到大型高速紙機(jī)的傳動(dòng)中，使用效果是非常理想的。現(xiàn)在正被大力使用。 紙機(jī)的類型及工藝流程 按造紙機(jī)網(wǎng)部結(jié)構(gòu)的不同，造紙機(jī) [1]有下列幾種主要的類型：長(zhǎng)網(wǎng)類型、圓網(wǎng)類基于 S7200PLC 文化紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3 型、夾網(wǎng)類型、疊網(wǎng)類型和帶有飾面輥等一些結(jié)構(gòu)比較特殊的造紙機(jī)網(wǎng)造紙機(jī)是造紙工業(yè)中最廣泛使用的一種造紙機(jī)。造紙機(jī)可以看作是一種由多臺(tái)設(shè)備組成的聯(lián)動(dòng)機(jī)。通?？煞譃闈癫亢透刹?jī)纱蟛糠?。濕部包括漿料流送設(shè)備、網(wǎng)部和壓榨部；干部包括干燥部、壓光機(jī)和卷紙機(jī)。經(jīng)過配漿、施膠、加填和凈化以后 ，具有適于抄紙的性能的漿料，在 ～ %的濃度下進(jìn)入造紙機(jī)的漿料流送設(shè)備。在這里，紙料經(jīng)過漿流分布器和流漿箱對(duì)漿流的分布和勻整以后，均勻而穩(wěn)定地流送到運(yùn)動(dòng)著的成形網(wǎng)的網(wǎng)面上。漿流在網(wǎng)案的胸輥中心線附近上網(wǎng)以后，逐漸地過濾、脫水，形成連續(xù)的濕的紙幅。網(wǎng)案上通常設(shè)有案輥、真空吸水箱、伏輥等成形 脫水元件。當(dāng)濕紙幅脫水到一定干度 (通常是 20%左右 )，便可以從網(wǎng)面剝離，送至壓榨部繼續(xù)脫水。造紙機(jī)的壓榨部是由若干組輥式壓榨組成。濕紙幅是由壓榨毛毯支托著，在壓輥間用機(jī) 械擠壓的方法脫水的。為了保持壓榨毛毯的良好 脫水性能，壓榨上輥配設(shè)有毛毯洗滌裝置。經(jīng)壓榨部后，濕紙幅的干度一般可達(dá) 40%左右。濕紙幅在紙機(jī)上進(jìn)一步脫水，通常是用加熱蒸發(fā)干燥的方法。造紙機(jī)的干燥部通常是 由許多用蒸汽從內(nèi)部加熱的烘缸組成。烘缸上包覆著干毯 (或帆布、干網(wǎng) )，目的是將紙幅緊壓到缸面上，提高傳熱效率和增進(jìn)紙幅的表面質(zhì)量。干燥后，通常使用由 6～ 8 輥組成的壓光機(jī)來提高紙幅表面質(zhì)量。最后用卷紙機(jī)卷成紙筒，供整飾工段進(jìn)一步加工使用。 長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的用途廣泛，可以生產(chǎn)絕大多數(shù)品種的紙張。小型長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的生產(chǎn)能力每天只有數(shù)噸大型長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的日產(chǎn)量可達(dá) 500 噸以上。各種用途和大小的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)基本上是類似的，它們有相同的工作原理和相似的結(jié)構(gòu)組成，只是由于生產(chǎn)能力和產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)上有一些局部的差異。長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的傳動(dòng)點(diǎn)依據(jù)紙機(jī)的大小不同而配置不同。小型紙機(jī)只有一個(gè)主傳動(dòng)點(diǎn)，真空伏輥，此類紙機(jī)傳動(dòng)比較容易控制，沒有特殊要求。中大型紙機(jī)網(wǎng)部采用多電機(jī)傳動(dòng)，主傳動(dòng)點(diǎn)有真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥，有些紙機(jī)還有導(dǎo)網(wǎng)輥傳動(dòng)。這類紙機(jī)在傳動(dòng)控制中應(yīng)設(shè)有負(fù)荷分配。網(wǎng)部負(fù)荷變化在造紙機(jī)中是最劇烈、最大的，所以網(wǎng)部負(fù)荷分配控制比較復(fù)雜。網(wǎng)部真空伏輥包角比較小，在沒有開真空度時(shí)與網(wǎng)摩擦力較小，而且 上漿后真空度的變化引起負(fù)荷的變化，會(huì)造成打滑現(xiàn)象。當(dāng)網(wǎng)較為松弛時(shí)，負(fù)荷分配調(diào)節(jié)有可能造成驅(qū)網(wǎng)輥打滑。所以網(wǎng)部負(fù)荷分配應(yīng)充分考慮到這幾種工作狀態(tài)，必須設(shè)置負(fù)荷不平衡度限制和速度限幅保護(hù)功能。有導(dǎo)網(wǎng)輥的紙機(jī)由于導(dǎo)網(wǎng)輥傳動(dòng)功率在網(wǎng)部所占比例非常小，不能讓其參與負(fù)荷分配運(yùn)算，只能把其當(dāng)作從機(jī)，利用軟特性和負(fù)荷分配調(diào)節(jié)配合完成負(fù)荷分配功能。 圓網(wǎng)造紙機(jī)與長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的組成基本相同，也是由網(wǎng)部、壓榨部、干燥部和卷紙機(jī)等組成。與長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)不同之處，主要是在于網(wǎng)部是主網(wǎng)籠