【正文】 。 A/D 轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法。 。 32 位數(shù)字輸出模塊 SM 322 D032*24DC/ 數(shù)字輸出模塊將 S7300 的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為控制過(guò)程所需的外部信號(hào)電 平。 SM321 數(shù)字 輸入模塊具有 32 位獨(dú)立的輸入點(diǎn)，用于連接開(kāi)關(guān)或 2 線(xiàn)接近開(kāi)關(guān) (BERG)。與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進(jìn)行通訊。 通訊處理器模塊 CP343 一 5 CP343 5 通訊處理器是用于 PROFIBUSFMS 總線(xiàn)系統(tǒng)的 SIMATICS7 300 的通訊處理器。 IM361 接口模塊安裝在 S7300 的 1 號(hào) 到 3 號(hào)的機(jī)架上 。具有指示系統(tǒng)狀態(tài)和故障的發(fā) 光二極管 LED。 接口模塊 IM360 和 IM361 當(dāng) PLC 系統(tǒng)的規(guī)模較大時(shí)，一個(gè)機(jī)架不能容納所有的模塊時(shí)，就要增添擴(kuò)展 機(jī)架，這時(shí)裝有 CPU 的機(jī)架 稱(chēng)為主機(jī)架。此外，還有 38 個(gè)系統(tǒng)功能塊 SFC 集成在操 作系統(tǒng)中供用戶(hù)調(diào)用 。 CPU 響應(yīng)哪個(gè)事 件，操作系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用該事件的組織塊 OB o CPU315 可調(diào)用 128 個(gè)功能塊 FB (0 一 127)。圖 24 給出了本項(xiàng)目中配置的 S7 300PLC 模板的型號(hào)和數(shù)量，下面對(duì)使用的這些模塊作具體介紹〔 }210 PLC 的中央處理器 CPU3152DP CPU31*)2DP 是 S7 一 300 的大腦，其裝載存儲(chǔ)器的基本容量為 48K 字節(jié)或 80K 字節(jié)，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器，最大容量可達(dá)到 312。 4. 3 個(gè)數(shù)字量輸出模塊 SM322 關(guān)量輸出通道 。此外， S7300 系列 PLC 還 具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性?xún)r(jià)比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。 SIMATIC S7300 所具備的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)， 抗沖擊性，更使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。 根據(jù)對(duì)上述控制任務(wù)的分析，本項(xiàng)目選擇了 Siemens 的模塊化中小型 PLC 系 統(tǒng) S7300，它能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該包裝機(jī)控制系統(tǒng)需要配置如下的不同性 質(zhì)的 I/0 點(diǎn) : 80 個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入 。 它們的選擇都是以在保證功能的前提下盡可能地選擇可靠性高和使用方便的產(chǎn)品 為依據(jù)，具體情況如下 : 工控機(jī) 本系統(tǒng)上位機(jī)選用研 華 IPC610 工控機(jī)， 128M 內(nèi)存， lOG 硬盤(pán)，內(nèi)部底板 上有 4 個(gè) ISA總線(xiàn)插槽、 2 個(gè) PCI 總線(xiàn)插槽和一個(gè) CPU 插槽，可以方便地進(jìn)行系 統(tǒng)擴(kuò)展，另外選配飛利浦 105A型顯示器，可清晰地顯示各種圖形和文字，運(yùn)行 WINDOWSNT 操作系統(tǒng)，外接打印機(jī)，打印報(bào)表。 PLC 負(fù)責(zé)按鈕、行程開(kāi)關(guān)和其它開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入，以及發(fā)出信號(hào) 去控制接觸器、 繼電器、變頻器等電氣元件，進(jìn)而控制各電機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)控制相應(yīng)指示燈的顯 示?？删幊炭刂破鞯耐?運(yùn)方式有正常停運(yùn)，暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn) 三種。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 。 :各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行 。上位 機(jī)完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存貯、處理與輸出，以圖形或表格形式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬顯 示、分析限值或報(bào)警信息，驅(qū)動(dòng)打印機(jī)實(shí)時(shí)打印各種圖表。該控制系統(tǒng)多用于控制對(duì)象所處的地理位置比較接近， 且相互之間的動(dòng)作有一定聯(lián)系的場(chǎng)合。到達(dá) 3 號(hào)工位時(shí)，成 品落下，完成一次包裝，這樣 如此循環(huán)，直到發(fā)出停止信號(hào)。設(shè)定一個(gè) 8 位移位寄存器，每位移位寄存器相應(yīng)于一個(gè) V形槽，每 120ms 移位一次，控制 相應(yīng)的操作。工藝盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由交流電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)的，各加工 工位的動(dòng)作是通過(guò)順序邏輯控制電磁閥進(jìn)而帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的。切好的紙片經(jīng)整 理后放入紙片庫(kù)中，等待推紙空 心臺(tái)送紙片。 包裝紙以卷筒的形式放在原料架上，當(dāng)上位機(jī)發(fā)出命令時(shí)，放卷電機(jī)動(dòng)作， 開(kāi)始放卷。本系統(tǒng)在電氣控制部分設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到用戶(hù)的功能需求和 與本系統(tǒng)機(jī)械部分的配合需求，在具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，又以系統(tǒng)的可靠性與易用 性為準(zhǔn)則，盡量把本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為一個(gè)功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機(jī) 設(shè)備。第四章根據(jù) PLC 原理用SIEMENS 的 STEP7 設(shè)計(jì)了某些功能塊的梯形圖和 STL 程序，并用 S7PLCSIM simulator 模擬其運(yùn)行結(jié)果。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 論文的安排 全文共分五章。了解卷紙包裝機(jī)的工作過(guò)程及工藝要求。通過(guò)對(duì)各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用 PLC 控制系統(tǒng)。 因此，國(guó)外在注塑機(jī)、各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量地采用了 PLC 來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。 4)由于 PLC 除有繼電器功能外，尚有多種其它功能，可以實(shí) 現(xiàn)繼電器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制功能，實(shí)現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化 。當(dāng)然我們不僅忽視了 PLC 的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是其運(yùn)行速度及可靠性和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來(lái)講， PLC 最適合于需要大量中間繼電器的場(chǎng)合。在這種場(chǎng)合使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用PLC 控制的情況下，就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來(lái)取代。為使包裝出 的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的新型 包裝機(jī)是市場(chǎng)的迫切需求。 由于以上的原因，可以預(yù)見(jiàn)隨著 PLC 成本的下降和機(jī)器要求的提高，將很快在大部分場(chǎng)合取代繼電器控制屏。而集散控制系統(tǒng) DCS (DistributionControl System)是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。而微機(jī)系統(tǒng)則不具備上述特點(diǎn)，一般對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求苛刻，使用高級(jí)語(yǔ)言編程，要求使用者有相當(dāng)水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。 PLC與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較 PLC 是專(zhuān)為工業(yè)控制所設(shè)計(jì)的。硬件上主要受 CPU、內(nèi)存容量及 1/O 接口的限制 。而 PLC 用專(zhuān)用的指令系統(tǒng)來(lái) 編程的。事實(shí)上，現(xiàn)代PLC 的核心就是單片微處理器。同樣存在著編程難、 不易掌握、需要做大量的接口工作，可靠性仍較差，成本高等缺點(diǎn)。而 PLC 除了具有開(kāi)關(guān)量控制功能外，有些功能較全的 PLC 還具有 A/D, D/A 轉(zhuǎn)換裝置，可以用來(lái)對(duì)模擬量進(jìn)行控制。而 PLC 則采用了無(wú)觸點(diǎn)的電子電路來(lái)替代繼電器觸點(diǎn)，確切地說(shuō)是用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)來(lái)代替觸點(diǎn)，因此不存在上述缺點(diǎn)。而 PLC 則是由晶體振蕩器所產(chǎn)生的脈沖經(jīng)多次分頻后得到的時(shí)基脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)定時(shí)的，定時(shí)范圍一般為 秒，也有 秒的，精度一般高于 10 毫秒，只要根據(jù)需要由編程器送入時(shí)間常數(shù)即可 實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間的設(shè)定或更改。并且內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，所以不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的問(wèn)題。工作頻率很低。而 PLC 是利用其內(nèi)部的存儲(chǔ)器以數(shù)據(jù)形式將控制邏輯存儲(chǔ)起來(lái)的，所以只要改變 PLC 內(nèi)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，也就可以實(shí)現(xiàn)更改控制邏輯的目的。這種控制方式雖然造價(jià)便宜，但卻存在許多致命的弱點(diǎn) :只適用于簡(jiǎn)單的邏輯控制，僅適用某種控制項(xiàng)目，缺乏通用性，一旦要實(shí)現(xiàn)改動(dòng)或者優(yōu)化，只能通過(guò)硬件的重新組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 、高度專(zhuān)業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征。 綜上所述，我們不難得出下面幾個(gè)結(jié)論 : 、計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)及 PLC 正在走著一條相互融合的道路?？v觀各著名廠(chǎng)商 ，其 PLC 產(chǎn)品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來(lái)越完善。硬件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步得到應(yīng)用，不僅會(huì)有 CPU 單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、 1/0 單元冗余、而且整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)實(shí)現(xiàn)冗余。怎樣才能使一個(gè)系統(tǒng)既具有通用性又具備專(zhuān)業(yè)化呢 ?硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機(jī)等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開(kāi)放性的特點(diǎn)。 提高一個(gè)系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。為了使各廠(chǎng)家的產(chǎn)品有一個(gè)共同的參考平面，制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化一方面保證了產(chǎn)品的出廠(chǎng)質(zhì)量，另一方面也保證了 各個(gè)廠(chǎng)家產(chǎn)品的互相兼容。另一個(gè)是向高速多功能和 分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。如寶鋼工程應(yīng)用了數(shù)百臺(tái) PLC，首鋼、武鋼、開(kāi)灤煤礦也分別應(yīng)用了美國(guó)和西德的 PLC。并且他的使用和維護(hù)都極為方便，實(shí)現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機(jī)械制造業(yè)深受歡迎。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加 入了 PLC 制造者的行列?，F(xiàn)代 PLC 已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 Synchronous control。s, realized well the control request that the pany put forward. This control system is well running in the lab. Key words: Packing machine。 經(jīng)過(guò)我們的努力，卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。 的受力 (尤其是張力 )情況，并建立了數(shù)學(xué)模型，利用自適應(yīng)控制原理實(shí)現(xiàn)了送料過(guò)程中的張力控制。取得了理想的控制效果。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 ，統(tǒng)計(jì)其輸入輸出1/O點(diǎn)，然后進(jìn)行 PLC 選型，硬件組態(tài)的設(shè)計(jì)。 Siemens 公司的編程軟件 Step監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC 及其通信功能設(shè)計(jì)了包裝過(guò)程梯形圖、 STL語(yǔ)句及 PLC 通信網(wǎng)絡(luò)，以完成數(shù)據(jù)的采集并控制輸出設(shè)備安全、高速、高效地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了該包裝過(guò)程的監(jiān)視功能。 關(guān)鍵詞 :包裝機(jī) ； PLC； 張力控制 ； 自適應(yīng)控制 ； 同步控制 ； WinCC； Step7 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II ABSTRACT This thesis mainly discussed the design of control system of roll packing. As the kermel device control system, PLC is widely used in modern industrial production and do well in this field. This thesis takes the control system of the highspeed fullautomatic roll packingmachine that was developed by ChangChunTaming Machine Manufacturing LimitedCompany along with us as a background. We apply the advanced control technique in the packing machine control system such as the technique of PLC, the inverter technique, light electricity technique and so on. By using these techniques, we realized tension control, Synchronous control in transmitting process and packing process program control. To plete the data of collecting and control the output equmeats to work safely, high speed and efficiently, we designed the PLC correspondence work by using the WinCC, a supervise control and configuration software of the pany of Siemens, and its munication function, to realize the surveillance function of the packing process. The machine got the exaltation of the quality whether the function or the efficiency, basically came to the international advanced level in the late of 9039。 selfadaptive Control。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， PLC 軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展。 70 年代初，日本的 OMRON 也推出了他們的 PLC。加上其是專(zhuān)為工業(yè)控制所設(shè)計(jì)，所以具有極好的抗干擾性能 。近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)外開(kāi)放，日、美、西德等國(guó)生產(chǎn)的 PLC 已通過(guò)多種途徑進(jìn)入了我國(guó)，引起了各方面的重視并得到應(yīng)用。今后， PLC 將主要朝著以下兩個(gè)