畢業(yè)設(shè)計-基于plc及變頻器的印刷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計-預(yù)覽頁
【正文】 n of dancing roller detection system model and Inverter AC asynchronous motor driving model. development of system control applications based on the above models and PID control algorithm to certificate the models。 PLC。 上個世紀(jì) 70年代以來，凹版印刷機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段。 課題的研究目的和內(nèi)容 凹版印刷機(jī)是一個復(fù)雜的控制對象，主要表現(xiàn)在以下幾個方面，一是它各環(huán)節(jié)之間耦合強(qiáng)，常常是一個環(huán)節(jié)張力發(fā)生波動，對其他環(huán)節(jié)的張力也會造成影響；二是時變性，即對象隨著時間的推移不斷變化，主要表現(xiàn)在收放料卷徑的不斷變化，這給選擇控制器造成了很大的難度；三是不確定性，例如，機(jī)械的安裝精度 和料卷的偏心等。 2 印刷機(jī)控制系統(tǒng)的 總體方案設(shè)計 七電機(jī)張力控制系統(tǒng) 凹印機(jī)控制系統(tǒng)主要是由 PLC與七臺變頻器（分別控制兩臺放卷、兩臺收卷電機(jī)以及主電機(jī)、入料牽引、出料牽引電機(jī)各一臺）組成的，簡稱為七電機(jī)控制方式。 PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng) 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的快速發(fā)展，交流變頻技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。 系統(tǒng)組成方案 整機(jī)控制采用西門子 S7— 200系列 PLC、三菱變頻器 F700，以及浮動輥上的旋轉(zhuǎn)電位器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中主要執(zhí)行元件的動作均由 PLC的輸出點控制， PLC根據(jù)設(shè)計要求，時刻調(diào)整輸出指令。在 PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)包中，速度指令對應(yīng)著變頻器的模擬量速度指令輸入，變頻器正是根據(jù)這個指令來調(diào)整 PWM控制 電路的輸出。放卷部分有自己的傳動機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整放卷電機(jī)輸出頻率，可以使放卷的料膜達(dá)到期望的速度 。 (2)定位，當(dāng)回轉(zhuǎn)架碰上一個固定的光電開關(guān)時停止轉(zhuǎn)動，此時回轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)過一個角度，限位開關(guān)動作，開關(guān)信號送到 PLC的數(shù)字量輸入點。放卷牽引主要是把收卷牽引則將料膜以一定的速度平穩(wěn)地導(dǎo)出到收卷裝置。 印刷部分 印刷滾筒采用壓印滾筒，結(jié)構(gòu)如圖 4所示。墨斗提供印刷時所用的油墨，刮刀用于刮去空白部分的油墨，只剩下圖文部分的油墨。浮輥是最重要的附屬機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖 5所示。 印刷 過程中所需要的工作張力通過氣缸進(jìn)行設(shè)定，該設(shè)定值被反映到浮輥上，張力基于 PLC及變頻器的印刷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 6 控制系統(tǒng)根據(jù)浮輥檢測出來的偏差進(jìn)行速度補(bǔ)償，通過控制各個傳動環(huán)節(jié)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使得整個生產(chǎn)線上的料膜線速度保持一致，以此實現(xiàn)料膜恒張力控制。從控制系統(tǒng)的角度看，它卻是一個檢測裝置，在 O點附加了一個電位計，浮輥擺動時帶動電位計運動，這樣浮輥電位計電壓的變化就反映了系統(tǒng)張力的變化，然后反映到控制器內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。 電位計的檢測模型可以表示： ?? ???? ikku s 式中 i 浮輥和電位計間齒輪傳動比。齒輪傳動單元可以是單級或多級傳動，主要依賴于傳動系統(tǒng)的傳動比。 ?1fMeM1r10r1v 張F(tuán)2v 圖 10 電機(jī)電動狀態(tài)時放卷料卷受力模型 基于 PLC及變頻器的印刷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 9 ?1fMeM1r10r1v 張F(tuán)2v 圖 11 電機(jī)發(fā)電狀態(tài)時放卷料卷受力模型 為了避免模型過于復(fù)雜，考慮到在通常情況下，給定加減速斜率比較小，預(yù)設(shè)印刷張力相對來說較大，電機(jī)基本上處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，所以，我們認(rèn)為在電機(jī)加減速和穩(wěn)定工作時處于發(fā)電狀態(tài)。 收卷部分電機(jī)通常只工作在電動狀態(tài)，其實時轉(zhuǎn)動慣量的計算與放卷完全相同。 CPU模塊 和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接，可以選用全輸入型或全輸出型的數(shù)字量 I/O擴(kuò)展模塊來改變輸入 /輸出點的比例。 基于 PLC及變頻器的印刷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 12 ML +1 MI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 42 MI 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 5I 2 . 6I 2 . 724 V D C電源輸出1 LQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 42 LQ 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 03 LQ 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 1 . 4Q 1 . 5Q 1 . 6Q 1 . 7NL +~ 220 VQ 1SB 1SB 2SB 3SB 4SB 5SB 6SB 7Q 2SA 1SB 8SB 9SB 10SA 2KKA 1KA 2KA 3KA 4KA 6KA 5KA 7KA 8Y 1KA 8KA 7Y 2Y 3KA 10KA 9KA 9KA 10Y 4Y 5Y 6HAKA 1KA 2GKA 3KA 4HL 1HL 2Y 7Y 8HL 3HL 4KA 5KA 6HL 5HL 6C P U 226放卷浮棍檢測器入料浮棍檢測器出料浮棍檢測器收卷浮棍檢測器10 VA +A B +B C +C D +D ML +G24 V D C電源負(fù)端M 0V 0EM 231圖 15 PLC的硬件接線圖 基于 PLC及變頻器的印刷機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 13 依次按 “預(yù)備”、“運轉(zhuǎn)”按鈕，各段浮輥張力控制投入，機(jī)器處于零速張力運行狀態(tài)。按“停止”按鈕，機(jī)器按設(shè)定的“停止時間”停止。當(dāng)新料卷旋轉(zhuǎn)的線速度達(dá)到機(jī)器運行線速度后，按“換軸／接料”按鈕，舊卷料膜在切刀壓輥的作用下壓到粘有粘膠帶的新卷上 ，經(jīng)過一定延時后切刀擺臂上的切刀氣缸動作，切刀切下，把舊卷料膜切斷，舊卷放卷軸停止旋轉(zhuǎn)，新卷正式投入工作，兩個放卷軸的工作指示燈的工作也完成轉(zhuǎn)換。在自由口模式下，用戶自定義與其他串行設(shè)備通信的協(xié)議或使用其它串行設(shè)備的通信協(xié)議。使用發(fā)送指令 XMT將啟動自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū) (TBL)的數(shù)據(jù)發(fā)送。首先，按照變頻器通訊規(guī)格對變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 S7200側(cè)為九針接口，三菱變頻器為 RS485端子，采用二線式連接，電纜接線如圖 16所示。 PLC端口每收到一個字，都會產(chǎn)生一個中斷事件。 但是，在目前國外先進(jìn)制造商已經(jīng)開發(fā)出伺服電機(jī)無傳動軸控制系統(tǒng)的形勢下，我們?nèi)匀幻媾R巨大的挑戰(zhàn)，需要努力提高自身的技術(shù)水平。 在中期考核和論文寫作期間， x老師總是在第一時間給予指導(dǎo)意見， 讓我得以及時發(fā)現(xiàn)問題
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