【正文】 用戶程序或個別塊到一個可編程控制器。這種訪問方式可快速訪問可編程控制器，可用于測試目的。 要下裝S7用戶程序塊，或S7可編程控制器上裝程序到編程器和其它操作，需在編程設(shè)備和可編程控制器之間建立連接。為可編程模板 編制的軟件存儲在對象文件夾中。在組態(tài)硬件時，可經(jīng)借助于模板樣本對可編程控制器中的CPU及各模板進(jìn)行定義，通過雙擊站來啟動硬件組態(tài)的應(yīng)用程序。它們都被收集在一個項目下。利用Step7可以方便地創(chuàng)建一個自動化解決方案。哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。是用計算機(jī)進(jìn)行控制的一種方式。又由于這個過程是永不停止的循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著，所以，輸出總是反映輸入的變化，只是在時間的響應(yīng)上略有滯后。這個圖既反映了PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點，同時也反映了PLC中信息的空間關(guān)系。依靠運(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器，這個映射也稱輸出刷新。這些位置成“1’*I9表示接點通，置成“0”為接點斷。它們通過總線與內(nèi)存交換信息，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。輸入電路時刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存到輸入寄存器中。輸出電路還要進(jìn)行功率放大，以足以帶動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等。PLC的IYO電路，都是專門設(shè)計的。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用程序。特別是要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。圖313控制電路原理3．5本章小結(jié) 本章主要對控制系統(tǒng)的供電線路及包裝各工位的電氣圖進(jìn)行設(shè)計，并根據(jù)放卷分切部分的受力分析，建立模型，然后依據(jù)自適應(yīng)控制原理設(shè)計和實現(xiàn)了張力控制，同時也實現(xiàn)了送料過程中的同步控制并繪出了電路圖。如果伺服電機(jī)單方面動作頻繁，說明該方向的補(bǔ)償不夠，可適當(dāng)增加補(bǔ)償時間。產(chǎn)品供送和包裝材料的供送同步精度調(diào)節(jié)要根據(jù)包裝質(zhì)量的要求，生產(chǎn)速度，正反方向的補(bǔ)償情況等因素綜合考慮。二極管D2和D3起保護(hù)作用，即在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)補(bǔ)償期間又出現(xiàn)反轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)指令時，伺服電機(jī)不會出錯。為了能鎖住與非門74LSl0的5腳，用一個反相器反相。用一塊555時基電路，調(diào)節(jié)電位器R1可調(diào)整電路的延時時間T1。當(dāng)延時結(jié)束后，延時電路輸出高電位，使5腳電位為1，如果包裝材料供送滯后，檢測到色標(biāo)s=1，使3，4，5腳都是高電位，Z輸出為1，形成正轉(zhuǎn)補(bǔ)償。如果J：l，1腳為高電位，F(xiàn)輸出為1，進(jìn)行反轉(zhuǎn)補(bǔ)償。在這段延時結(jié)束后，如果獲得S信號，則表時產(chǎn)品供送超前，發(fā)出調(diào)控動作?？梢愿鶕?jù)這樣的判斷來控制伺服電機(jī)對產(chǎn)品供送系統(tǒng)的速度進(jìn)行補(bǔ)償。產(chǎn)品供送系統(tǒng)的信號用接近開關(guān)取出。否則當(dāng)包裝材料供送慢于產(chǎn)品的供送，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，差速器在正常輸出的速度基礎(chǔ)上疊加一個正補(bǔ)償，提高包裝材料的供送速度，直到兩者同步；當(dāng)包裝材料供送快于產(chǎn)品的供送，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，使包裝材料的供送慢下來，使得兩者速度相同。3．4送料過程中的同步控制 在高速全自動包裝機(jī)運(yùn)作的過程中，產(chǎn)品的供送和包裝材料的供送均是連續(xù)進(jìn)行的，而且它們分別受到許多因素的影響，如：生產(chǎn)中速度的變化、包裝材料的張力和拉伸率不均勻等，因此這兩個系統(tǒng)相互之間有一個需要隨時調(diào)整速度的同步控制問題。本系統(tǒng)中放卷機(jī)變頻器的使用特點是v／f轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，但通過光電編碼器采集電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速值，變頻器通過CBl板經(jīng)profibus．DP總線接收PLC的‘‘控制字”命令和轉(zhuǎn)速設(shè)定值，或向PLC發(fā)送“狀態(tài)字”和轉(zhuǎn)速實際值。ET200M帶有集成I／O，除開關(guān)量信號以外，還可以采集和傳輸模擬信號。 CBI通訊板?是用于SIMOVERT Master Drives的profibus．DP總線接口，CBl通過雙口RAM與變頻器內(nèi)閉環(huán)控制電子板CU2接口．變頻器可通過CBI通訊板接人profibus—DP網(wǎng)中作為從站接收主站SIMATIC S7的控制。CP5611網(wǎng)卡是將PLC的MPI口和上位機(jī)連接，以進(jìn)行程序的下載調(diào)試及變量傳輸。定時控制程序調(diào)用間隔為1ms到lmin，性能上滿足對分切機(jī)有關(guān)傳動電機(jī)進(jìn)行實時轉(zhuǎn)速控制的要求。圖中：2)控制系統(tǒng)硬件配置 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡圖見圖3—8。而放卷輥的轉(zhuǎn)動慣量與其直徑的平方成正比。在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，一般反饋控制作用和自適應(yīng)控制作用同時存在。因此系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)控制原理。放卷部分恒張力控制的變化是由于原卷材半徑的變化，造成放卷電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化，根據(jù)放卷半徑的檢測方法，以放卷筒為研究對象，根據(jù)圖35受力關(guān)系，建動態(tài)力矩平衡方程：為軸承的摩擦系數(shù)，R為軸承半徑，N為軸上總重量(包括卷材重量)，Mo空載轉(zhuǎn)矩由電機(jī)冷卻風(fēng)扇的空氣阻力損耗等構(gòu)成。調(diào)節(jié)輥的位置通過電位器檢出后送PLC，放卷輥的直徑通過超聲波測距儀檢出后送PLC。由于調(diào)節(jié)輥所受到的向下的力F。在分切時，為了使包裝紙平整、伏貼，必須使包裝紙保持一定的張力。由主速節(jié)點測量到的包裝紙線速度必須實時傳到放卷節(jié)點，當(dāng)某一軸上的包裝紙即將放完時，該部分的另一軸應(yīng)該提前轉(zhuǎn)動起來，并且線速度和主速節(jié)點傳過來的速度值保持一致，這樣才能實現(xiàn)無速度差轉(zhuǎn)接，以減少廢料。3．3放卷、分切部分的張力控制卷紙包裝機(jī)有一套傳動系統(tǒng)，包括放卷，切斷，每個部分由一臺電動機(jī)帶動。延時50ms，在此時問段中，主電機(jī)帶動該機(jī)構(gòu)軸旋轉(zhuǎn)90度，延時結(jié)束，軸向電機(jī)繼續(xù)動作，完成窩邊動作。工藝盤的底部裝有行程開關(guān)SQa，SQb，SQc，SQp，包裝機(jī)底部裝有行程開關(guān)SQd，SQg(推板處在裝料位)， 當(dāng)KT2延時到，即在1工位裝料完成時，KT2常開觸點閉合，KMd，KMr得電并互鎖，兩電機(jī)反轉(zhuǎn)，推紙空心臺和托盤推桿同時下降，分別壓動SQd、SOg時，下降停止。包裝紙推紙空心臺和卷紙托盤推桿要自動往返于工藝盤和地面之間以完成送料動作，其控制線路如圖3—2所示。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA400w交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。3．送卷紙電機(jī)的控制 在主電機(jī)啟動后，送紙電機(jī)應(yīng)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，保證下紙道中有充足的卷紙供推紙板使用，并且要求在JS3傳感器(檢測推紙板是推還是退)的控制下有高低速自動切換功能。1．主電機(jī)的啟動控制 主電機(jī)啟動前，主操縱離合器應(yīng)處于拉開狀態(tài)，確保主電機(jī)輕載啟動。3．1供電線路圖31 供電線路 如圖3—1所示，三相電源由滑線引入電氣柜中，經(jīng)由一個總進(jìn)線空氣開關(guān)(OS1)后供給系統(tǒng)的控制回路及電機(jī)主電路部分。 第三章 電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的設(shè)計卷紙包裝機(jī)用三相異步電動機(jī)驅(qū)動，由專用的變頻器電源供電，轉(zhuǎn)速通過變頻調(diào)速實現(xiàn)。在確定所有的模塊并組建S7300系統(tǒng)時要選擇合適的電源模塊。電源輸出指示器用一個LED指示24伏直流輸出。模塊上需接24VDC的負(fù)載電壓L+，有反接保護(hù)功能。某一通道從開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值起，一直持續(xù)到再次開始轉(zhuǎn)換的時間稱為輸入模塊的循環(huán)時間。S7300模擬輸入模塊的輸入測量值范圍很寬，可直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號。積分時間越長，被測值的精度越高。8路12位分辨率模擬量輸入模塊SM331：A18*12Bit是8通道的模擬量輸入模塊，在系統(tǒng)中用于輸入主傳動電機(jī)轉(zhuǎn)速、放卷機(jī)轉(zhuǎn)速、放卷輥直徑等的測量值。輸入開關(guān)閉合即有輸入電壓時，LED亮。然后送至輸入緩沖器等待CPU采樣，采樣時，信號經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。圖24 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置圖在本系統(tǒng)中，PLC的主要任務(wù)是接受外部開關(guān)信號(按鈕、行程開關(guān)、繼電器節(jié)點)的輸入，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)以及輸出信號去控制接觸器、繼電器等器件， 以完成相應(yīng)的控制任務(wù)。本系統(tǒng)所用的主機(jī)模塊是CPU3152DP，可以通過MPI轉(zhuǎn)接電纜或通訊模塊與計算機(jī)進(jìn)行通訊，再加上其全面的診斷功能和完善的自我保護(hù)技術(shù)，使其具有極高的可靠性，極其適合本系統(tǒng)的需求。S7300系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I／O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實際應(yīng)用選擇合適的模塊。下位PLC的選型及其模塊配置 在進(jìn)行這項工作之前，需要對控制對象和控制任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。工控機(jī)通過串行口與PLC相連，進(jìn)行相互通信，所以工控機(jī)是通過發(fā)出命令去控制PLC的運(yùn)行以達(dá)到進(jìn)行全自動控制的目的。 全自動運(yùn)行按下啟動按鈕，系統(tǒng)即可連續(xù)、協(xié)調(diào)、周期性地循環(huán)完成各包裝動作，直到系統(tǒng)接收到停止運(yùn)行信號。與運(yùn)行方式的設(shè)計相對應(yīng)，還必須考慮停止運(yùn)行方式的設(shè)計。再按啟動，則進(jìn)入下一工步運(yùn)行；3．周期：從初始位置開始，按啟動按鈕，程序自動完成一個周期的動作后返回到第一步開始位置停止。這些不足，我們選用上位機(jī)來彌補(bǔ)。該控制系統(tǒng)多用于控制對象所處的地理位置比較接近，且相互之間的動作有一定聯(lián)系的場合。從圖22的時序圖分析，包裝一個衛(wèi)生卷紙只需880ms，可為什么在1分鐘內(nèi)卻只能包60個，這里還有個PLC掃描周期的問題，本包裝程序中PLC掃描周期為120ms。當(dāng)?shù)?號工位時發(fā)出上料信號，推紙空心臺推動紙片(其總的上升時間大于490ms小于640ms)，托盤推動紙球(其總的上升時間略小于640ms)同時以相同的速度前進(jìn)，當(dāng)工藝盤V形槽到達(dá)第一工位時，工藝盤停止，在此延時150ms，待放紙空心臺壓到紙片到位行程開關(guān)，停止，托盤壓到托盤到位行程開關(guān)，托盤停止，完成了上料操作，當(dāng)延時到，托盤和放紙空心臺后退，同時，插紙板前進(jìn)，托住紙球與工藝盤一同運(yùn)動。工藝盤的轉(zhuǎn)動是由交流電機(jī)通過皮帶傳動帶動的，各加工工位的動作是通過順序邏輯控制電磁閥進(jìn)而帶動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的。同時卷紙庫的卷紙經(jīng)過整理等待托盤推桿送卷紙球。放卷到一定長度(長度由色標(biāo)來檢測)時，通過色標(biāo)信號向切紙機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。本系統(tǒng)在電氣控制部分設(shè)計時，充分考慮到用戶的功能需求和與本系統(tǒng)機(jī)械部分的合需求，在具體實現(xiàn)的過程中，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)計成為一個功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機(jī)設(shè)備。了解卷紙包裝機(jī)的工作過程及工藝要求。更重要的是可以使原來無法實現(xiàn)的某些功能得以實現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實現(xiàn)智能化。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點：1)更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動；2)程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易；3)電氣硬件設(shè)計大大簡化：4)由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其它功能，可以實現(xiàn)繼電器無法實現(xiàn)的控制功能，實現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機(jī)構(gòu)簡化；5)可靠性高；6)成本相對于繼電控制而言稍高，但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加，成本急驟上升，而PLC控制幾乎保持不變，這一點對于復(fù)雜的控制來講具有無可比擬的優(yōu)越性；7)具有擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，當(dāng)需要較多i／o時可以方便地擴(kuò)展。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來實現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。目前，該類包裝機(jī)多半為進(jìn)口產(chǎn)品，價格昂貴。3．系統(tǒng)的智能性將越來越重要，因此系統(tǒng)的分析運(yùn)算能力將越來越強(qiáng)4．基于標(biāo)準(zhǔn)化的開放性和兼容性是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的重要判據(jù)。這樣使控制更有效，系統(tǒng)更可靠。要保證整個系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。常用的專用模塊包括：定位模塊、溫度測量模塊、高速采樣模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。5．通用性和專業(yè)化的結(jié)合 可編程控制產(chǎn)品是通用的。4．系統(tǒng)的開放性和兼容性 開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。2．CPU處理速度進(jìn)一步加快 目前PLC的CPU與微型計算機(jī)的CPU相比，還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在80486一級。出廠檢驗時各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)。今后，PLC將主要朝著以下兩個方向發(fā)展：一個是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展；另一個是向高速多功能和分布式自動化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。僅僅將PLC理解為開關(guān)量控制的時代已經(jīng)過去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，其功能也日趨完善。標(biāo)準(zhǔn)化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各個廠家產(chǎn)品的互相兼容。為了使各廠家的產(chǎn)品有一個共同的參考平面，制定了國際標(biāo)準(zhǔn)。3．可編程控制技術(shù)的智能化 提高一個系統(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。除此之外，同一廠家產(chǎn)品族中的各系列產(chǎn)品兼容性也代表了可編程控制產(chǎn)品的水平。這樣，適合于某個行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。但從根本上來講，系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度。7．控制系統(tǒng)分散化 根據(jù)分散控制、集中管理的原則，PLC控制系統(tǒng)的i／o模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場，通過通信電纜或光纖與主CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。2．智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控制思想。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)是市場的迫切需求。在這種場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，就可以對其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。當(dāng)然我們不僅忽視了PLC的另一個優(yōu)點，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，從上述意義上來講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場合。如果能用PLC來取代的話，則可以簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，機(jī)械和電氣設(shè)計都可以得到簡化。2．卷紙包裝機(jī)各動作控制工藝的研究。第二章PLC構(gòu)成的包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計 可編程控制技術(shù)并非單純是指PLC本身，而是包括其在內(nèi)的一系列自動化控制產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。