【正文】 中，按“減速”按鈕，機器將停止加速，并維持在當前線速度上運行。當新料卷的外周把切刀擺臂上的光電開關擋住以后，翻轉停止，同時新放卷軸開始旋轉。S7— 200支持多種通信協(xié)議，如 PPI、 MPI、自由端口模式。在自由端口模式下，使用發(fā)送指令 XMT和接受指令 RCV，可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 三菱變頻器專用協(xié)議 在自 由口模式下， PLC與變頻器通信遵循三菱變頻器專用協(xié)議。 PLC與變頻器的連接 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 14 PLC S7200與三菱變頻器通信采用 RS485接口的串行方式。中斷程序的作用是為了正確接收變頻器發(fā)回的每組數(shù)據(jù)，以監(jiān)示變頻器的轉速。本文主要完成了一下幾個方面的工作： (1) 在對張力控制系統(tǒng)進行理論分析的基礎上，建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型； (2)進行了 PLC和變頻器硬件部分的設計； (3)實現(xiàn)了 PLC和變頻器的自由口通信。 Control System． 1988： 3132 [10] 王鵬．矢量變頻器在印刷張力控制上的應用．制造業(yè)自動化． 2021． 25(7)： 6364． [11] 周希章，周全．電動機 的起動、制動和調(diào)速． 2021年 7月第 2版．北京：機械工業(yè)出版社， 2021：128130． [12] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社． 2021： 305310． [13] 左云．凹版印刷機張力控制系統(tǒng)數(shù)學建模與仿真．沈陽：東北大學． 2021 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 17 致謝 我要衷心的感謝我的指導老師 xx老師， x老師在繁忙的教學工作之余，精心輔導我的課題，讓我在基礎理論和實際應用等方面都得到了很大的進步。 。他在教學工作中親歷親為、嚴謹 認真的治學態(tài)度也時刻鼓勵著我。 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 16 參考文獻 [1] 西門子公司． SIMATIC S7200可編程序控制器系統(tǒng)手 冊． 2021年 2月 02版： 415． [2] 張燕賓．變頻調(diào)速應用實踐．北京：機械工業(yè)出版社． 2021： 6265． [3] 何煒德．塑料印刷入門．浙江科學技術出版社． 1999年 5月： 9192 [4] 郁漢琪主編，電氣控制與可編程序控制器應用技術 [M]．南京：東南大學出版社， 2021： 141154。 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 15 結束語 張力控制是印刷工藝中的重要環(huán)節(jié)，直接影 響著印刷制品的質(zhì)量。 T X D +T X D R X D +R X D SG3 D +8 D 5 GND 圖 16 PLC與變頻器的連接 程序設計 PLC通信程序框圖如圖 17所示，分為三大部分，由主程序、子程序和中斷程序組成。其次通信采用以下步驟： 1． 向變頻器發(fā)送要求數(shù)據(jù)；2． 經(jīng)變頻器等待時間后； 3． 從變頻器向 PLC發(fā)送返回數(shù)據(jù)； 4． 等待變頻器處理事件后； 5． 進行再處理。通過指定的通信端口 (PORT)發(fā)送存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。 由于 三菱變頻器規(guī)定了通信協(xié)議， S7200必須遵守該協(xié)議才能與之通信。 5 PLC自由口通信的實現(xiàn) S7200的自由口模式 S7— 200系列 PLC是西門子公司主要產(chǎn)品之一。正常自動接料裁切動作，只有在主機啟動狀態(tài)下有效。按“壓輥離／合”按鈕，各個印刷單元的壓印膠輥壓下。具有功能強、尋址方法靈活方便、通信功能強大等優(yōu)點。其動力學模型的推導也類似，其受力分析如圖 12所示。有一個情況例外，當系統(tǒng)上電建立初始化張力時，料膜的初始張力為零，電動機處于電動狀態(tài)，當達到穩(wěn)態(tài)時，料膜張力與電機的電磁轉矩 相等。最后一級傳動軸是小齒輪與滾筒同軸，且小齒輪與輸出軸相連，而齒輪箱的輸出軸是用來驅動兩個滾筒的。 通常 360maxuk? （ maxu 為電位計的供電電壓）為線性系數(shù)，由電位計自身參數(shù)決定。 ODA擺輥BH0L0L2L1F0T1 圖 6 浮輥系統(tǒng)的平衡狀態(tài) O擺輥BHLFTC?? 圖 7 浮輥處于某一位置時的狀態(tài) 上述圖中： L 氣缸端點 B到浮輥的氣缸軸線方向距離； 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 7 1L O點到浮輥中心的位置； 2L O點到連桿的 A點的位置： F 氣體對浮輥的推力； T 張力； H 氣缸內(nèi)氣體的高度； ? 氣缸的仰角； ? 輥的擺角。 各環(huán)節(jié)建模 浮輥模型 浮輥在凹版印刷系統(tǒng)中的作用非常重要，如圖 5所示，它主要由浮輥和氣缸組成，浮輥和氣缸之間有一個連桿連接，浮輥的一端 O點固定，浮輥繞 O點擺動，通過連桿帶動氣缸的活塞運動，而氣缸的一端固定在 B點，氣缸繞 B點擺動。 擺棍 氣缸 圖 5 浮輥系統(tǒng)示意圖 由于本印刷系統(tǒng)沒有配備直接的張力檢測機構和線速度實時檢測機構，使得浮輥在張力控制系統(tǒng)中承擔著相當重要的作用。 收卷部分 收卷部分與放卷部分大致相同，它們的不同點在于： (1)收卷部分沒有也不需要轉徑自動測量的功能，因為它的新卷直徑就是空軸的直徑，預先可知，不用測量。 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 5 刮刀壓印輥筒墨盆 圖 4 印刷部分示意圖 壓印滾筒通常不需要驅動裝置，而是由印版滾筒與之接觸產(chǎn)生的摩擦力帶動產(chǎn)生旋轉 。牽引部分有自己的傳動機構，能在一定的程度上協(xié)調(diào)系統(tǒng)的張力，使各個環(huán)節(jié)的張力保持相對恒定。 (3)新料卷加速到同步， PLC程序根據(jù)人機界面上設定的新料卷直徑，以及當前機組的線速度給定，對新料卷進行加速，加速到與舊料卷同步。 整流電路 直流中間電路 逆變電路 控制電路 交流電 頻率或電壓可調(diào)的交流電 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設計 4 旋轉方向新卷 舊卷初始位置 圖 3 回轉架示意圖 放卷部分的一大特點是可以自動測量新料卷的直徑，并在高速印刷過程中進行料卷的不停機自動切換，大大地促進了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)效率。 當工作環(huán)境發(fā)生變化 (如材料松緊程度、機器運行速度、收放卷的直徑大小等 )，張力隨即改變，浮動輥的位置也發(fā)生變化，浮輥電位器反饋給 PLC的電壓隨之改變， PLC的 PID控制器將調(diào)整輸出指令，變頻器也就控制電機做出相應的加減速動作，以恢復張力的平穩(wěn)。 變頻器的工作原理如圖 2所示，將動力電源經(jīng)過三相全波整流、直流平滑以后，通過 PWM(脈寬調(diào)制 )方式對逆變電路得 半導體開關元件進行開閉，并通過調(diào)整輸出脈沖的寬度，將平滑電路輸出的直流電源轉換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源，來實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。浮動輥上的電位器檢測當前浮動輥位置，亦即張力狀況，以模擬電壓