【正文】 動電機(jī)散熱，保證驅(qū)動 電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下?lián)碛邢嗤纳嵝Ч?H01為系統(tǒng) 的電源指示燈。只不過人們習(xí)慣上把交流到直流的 變換稱為整流，把直流到交流的變換稱為逆變。 恒功率調(diào)速時，負(fù)載可以獲得成千成百 倍的力矩或動力 [9]！ 恒功率調(diào)速機(jī)械特性如圖 。 11 圖 基頻以下調(diào)速恒壓頻比控制特性 基頻以上調(diào)速：在基頻以上調(diào)速時，頻率可以從 mf 往上增加，但電壓 U 與頻率成反比的降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。低頻時， U 和 gE 都較小，定子阻抗壓降所占的份量 都比較顯著，不能再忽略。只要控制好 E 和 f 便可以控制磁通 m? 不變。對于直流電機(jī)來說，勵磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，所以只要對電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合理，保持Φ m 不變時很容易做到的。因此可以通過改變該電源的頻率來實(shí)現(xiàn)對異步電動機(jī)的 10 調(diào)速。因此，電動機(jī)的轉(zhuǎn)向也將發(fā)生改變。 9 圖 PPO 類型 變頻調(diào)速： 交流變頻調(diào)速與直流調(diào)速系統(tǒng)相比，具有容量大、方便維護(hù)、節(jié)約耗能以及價格便宜等優(yōu)點(diǎn) [8]。例如需要變頻器運(yùn)行于 25HZ,給定值應(yīng)為 10000；需要變頻器運(yùn)行于 35HZ,給定值應(yīng)為 14000；需要變頻器運(yùn)行于 50HZ,給定值應(yīng)為 20220。 控制字（ PKW）是變頻器運(yùn)行時要定義的參數(shù)，如啟 動信號、給定頻率等；過程數(shù)據(jù)（ PZD）是變頻器運(yùn)行過程中要返回給 PLC的一些參數(shù)，如頻率給定值、速 度反饋值、電流反饋值等。在眾多現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)中 ,過程現(xiàn)場總線 (PROFIBUS)以其國際化、開放式 ,高靈活性 與 高可靠性等優(yōu)勢 ,在過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用 。 硬件電路 的工作原理 本次設(shè)計的基于 PLC的造紙機(jī)控制系統(tǒng)，運(yùn)用變頻器三相異步交流變頻電機(jī)。電流每變化一個周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。 SIMATIC S7 系列 PLC是德國西門子公司在S5 系列 PLC 基礎(chǔ)上于 1995 年陸續(xù)推出的性能價格比較高的 PLC 系統(tǒng)，其中，微型的有 SIMATIC S7200系列，最小配置為 8DI/6DO，可擴(kuò)展 2到 7個模塊，最大 I/O點(diǎn)數(shù)為 64DI/DO、 12AI/4AO；中小型的有 SIMATIC S7300系列；中高檔的有 S7400系列。將整流 電壓變換成直流電流，使脈動的直流電壓變得穩(wěn)定平滑 ，供逆變器使用； 逆變器產(chǎn)生電動機(jī)電壓的頻率，逆變電路將直流電再逆變?yōu)榻涣麟姟?設(shè)計中涉及到的 主要 硬件 包括變頻器， PLC，三相交流變頻電機(jī)，電源模塊。 這里采用ProfibusDP 主要是因?yàn)?PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線介紹現(xiàn)場總線控制是應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場、連接智 能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)，其 總線標(biāo)準(zhǔn)是開放的、不依賴生產(chǎn)廠家通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) [5]。 本次設(shè)計的基于 PLC 的造紙機(jī)控制系統(tǒng)主要利用 PLC 與變頻器之間的通訊控制 ，實(shí)現(xiàn) PLC對三相交流電機(jī)的各項(xiàng)操作。 造紙及工藝流程圖如圖 所示。 5 2 造紙機(jī)控制系 統(tǒng) 造紙機(jī)控制系統(tǒng)要求 傳統(tǒng)的造紙機(jī)的主要傳動點(diǎn)分別為：真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、導(dǎo)網(wǎng)輥、真空吸移輥、毛毯壓榨、傳遞壓榨、烘缸、壓光機(jī)和卷紙機(jī)等。 依據(jù)該控制方案，本文主要工作如下： （ 1） 造紙機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求以及控制方案，主要是利用 S7300PLC 與 ABB變頻器之間的通訊控制，完成對傳動點(diǎn)電機(jī)的各項(xiàng)操作。各個造紙企業(yè)都在向生產(chǎn)名牌專業(yè)產(chǎn)品而努力。目前，我國造紙工業(yè)的特點(diǎn)是： 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型 、 技術(shù)密集型 、 產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家 、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。本課題的設(shè)計，可以在一定程度上改善這些問題，提高 造紙機(jī)械的裝備水平， 加強(qiáng) 造紙機(jī)械加工能力和電氣控制的 能力 。 關(guān)鍵詞 ： 造紙機(jī)， 變頻器 ， 通訊控制 ， 組態(tài)， ProfibusDP 2 Design of Paper Machine Control System Based on PLC Abstract： Paper industry is a basic raw material industry which closely linked with the social civilization an economic development. At present, there is a certain gap in automation level between domestic paper industries and abroad. So design of papermaking system is crucial to the paper industry. There is a paper machine control system based on PLC has been designed in this paper. In the system, we use the S7300 PLC as the control core, the ABB converter as drive unit, threephase AC motor as execution unit. By PLC through the munication between ProfibusDP work and inverter to plete every transmission point start, stop, acceleration, deceleration, tight etc. And the development process of domestic and international paper industry also introduced in this paper, papermaking machine according to the system control requirements to determine the control scheme. The design of hardware circuit diagram of the control system, introduces its working principle, and the selection of the ponents, programming software based on Step7 and pleted the system’s hardware configuration and control program. the design of the control system of paper machine based on PLC in this paper has advantages of simple structure, low cost, convenient control. Keywords ： Paper machine, inverter, the munication control, configuration, ProfbusDP 3 1 緒 論 造紙機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 目的 與意義 本次課題主要研究 的是 基于 PLC的 造紙機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計 。 1 緒 論 .......................................................... 3 造紙機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計目的與意義 ............................... 3 造紙機(jī)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 ................................... 3 本文的主要內(nèi)容 ............................................. 4 2 造紙機(jī)控制系統(tǒng) .................................................. 5 造紙機(jī)控制系統(tǒng)要求 ......................................... 5 造紙機(jī)控制系統(tǒng)的方案 ....................................... 6 3 控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 .......................................... 7 硬件系統(tǒng)組成 ............................................... 7 硬件電路主要器件 ...................................... 7 硬件電路的工作原理 .................................... 8 ............................................. 12 ................................... 12 PLC 與變頻器連接的硬件電路 ........................... 14 PLC 的模塊電路 ...................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................... 20 系統(tǒng)軟件設(shè)計的介紹 ........................................ 20 Step7 軟件內(nèi)容 ....................................... 20 添加通訊適配器 ....................................... 20 系統(tǒng)硬件組態(tài)與軟件編程 .................................... 20 系統(tǒng)硬件組態(tài) ......................................... 20 軟件流程圖 ........................................... 21 PLC 的軟件編程 ....................................... 22 結(jié) 論 ............................................................. 25 謝 辭 ............................................................. 26 參考文獻(xiàn) .......................................................... 27 附錄 1：系統(tǒng)控制原理圖 ............................................ 28 附錄 2： PLC原理圖 ................................................. 29 1 基于 PLC 的造紙機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要： 造紙業(yè)是與社會文明和經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè) ,目前國內(nèi)造紙業(yè)自動化水 平與國外存在著一定差距，因此造紙 系統(tǒng)的設(shè)計對造紙業(yè)來說至關(guān)重要。 英文摘要 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 本 文 設(shè)計的 基于 PLC 的造紙機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單 ，成本低 ，控制方 便 。 目前，我國造紙業(yè)存在許多問題，諸如造紙技術(shù)設(shè)備陳舊、水平落后、現(xiàn)代技術(shù)含量低等等。造紙工業(yè)只有在解決這些問題的過程中才能得到發(fā)展 , 制漿技術(shù)和造紙技術(shù)的進(jìn)步也無不緊緊圍繞上述問題而發(fā)展著 。這都是我國造紙工業(yè)國際化的趨勢。 本文 的 主要 內(nèi)容 本 文 設(shè)計的 基于 PLC的 造紙機(jī)控制系統(tǒng) 共有 網(wǎng)部、真空、主壓、大缸、一烘、二烘、壓光、卷取 八個傳動點(diǎn)需要控制 ，其控制方案是 以 S7300 PLC 作為系統(tǒng)的控制中心，ABB 變頻器為驅(qū)動單元， 三相交流 電機(jī)作為執(zhí)行單元， 同時由 PLC 通過 ProfibusDP 網(wǎng)絡(luò)與變頻器之間的通信完成各傳 動點(diǎn)的啟動、停止、加速、減速、緊紙操作。 最后是對本文設(shè)計的造紙機(jī)控制系統(tǒng)做了一個總結(jié)。要求控制各傳動點(diǎn)的轉(zhuǎn)速使得生產(chǎn)的紙質(zhì)平滑無褶皺，同時對于傳動點(diǎn)的啟動、停止、爬行、加速、減速等操作做到同步控制，避免造成生產(chǎn)的紙質(zhì)不符合要求。 造紙機(jī)控制系統(tǒng)的方案 對于工業(yè)機(jī)械設(shè)備的控制技術(shù)，其發(fā)展階段大體為 人工控制階段 、模擬儀表控制系統(tǒng)階段、計算機(jī)集中式數(shù)字控