【正文】 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍，從 《新編機械設(shè)計實用手冊》 中查出適用的電機型號。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內(nèi)部 [17]。 A/D 轉(zhuǎn)換器 和 D/A 轉(zhuǎn)換器 的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高。也有 PPI/MPI 和自由方式通信的能力 ,更大的存儲空間，更強的擴展能力及更快的運行速度和強大的內(nèi)部集成特殊功能，使其可以滿足復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)的要求。 ③ 功能強、使用方便 S7200系列 PLC功能強、速度快、擴展靈活，具有模塊化、緊湊的結(jié)構(gòu)。 上述三個過程構(gòu)成了 PLC 工作的一個工作周期。 PLC 的 工作原理 是 用戶程序的執(zhí)行不是從頭到尾只執(zhí)行一遍，而是執(zhí)行完一遍之后，又返回去執(zhí)行第二遍、第三遍??直到停機。擴展接口就是用于連接中心單元與擴展單元，擴展單元與擴展單元的模板。 (3)I/O接口 數(shù)字 I/O 接口主要實現(xiàn) CPU 模板與 I/O 裝置和外設(shè)之間的數(shù)字信號 (開關(guān)量 )的聯(lián)系，它完成電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離以及提供足夠驅(qū)動能力的各種數(shù)字驅(qū)動信號等工作，有時還可提供各種中斷和通信方面的控制信號。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù) : ① 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù) ； ② 診斷電源、 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤 ； ③ 用掃描的方式接收輸入信號，送入 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器保存起來 ； ④ PLC 進(jìn)入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作 ； ⑤ 將用戶程序的執(zhí) 行結(jié)果送至輸出端。 整體式 PLC 是將中央處理 單元 (CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。 (4)可靠性高，抗干擾能力強 PLC 用軟件取代了繼電器系統(tǒng)中容易出現(xiàn)故障的大量觸點和接線，因而可靠性高。 PLC 具有如下的特點 : (1)編程方法簡單易學(xué) PLC 中配備了企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人易于接受的和掌握的梯形圖語言。能耗制動電阻 Rz的大小應(yīng)使制動電流 Iz的值不超過變頻器額定電流的一半，即 Iz=Uo/Rz ≤ In (35) 其中 Uo 為額 定情況下變頻器的直流母線電壓。 在一臺變頻器驅(qū)動一臺電機的情況下，變頻器的容量選擇要保證變頻器的額定電流大于該電動機的額定電流，或者是變頻器所適配的電動機功率大于當(dāng)前該電動機的功率。 ④ 應(yīng)用軟件更加豐富 ， 適用于各種系統(tǒng) ， 易于維護(hù) 。特別是微機的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。 由式 (31)可見，通過改變交流異步電動機的轉(zhuǎn)差率、磁極對數(shù) p或電源頻率f 均可實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。控制回路主要由以下部分組成 :決定 V/F 特性的頻率電壓“運算回路”、主回路的“電壓 /電流檢測回路”、電動機的“轉(zhuǎn)速檢測回路”、根據(jù)運算回路的結(jié)果生成相應(yīng)的 PWM 脈沖并進(jìn)唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 13 行隔離和放大的“ PWM 生成及驅(qū)動回路”以及變頻器和電動機的“保護(hù)回路 ”。整流電路按其控制方式，可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。另一方面，則是充分利用通用變頻器的功能，改造傳統(tǒng)的唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 12 恒速運行的異步電動機傳動的生產(chǎn)機械，使一大部分生產(chǎn)機械的功能得以 “升級 ”。如果機械設(shè)備的工作情況總是保持使異步電動機工作在額定狀態(tài)下，則保持著最大的生產(chǎn)能力。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 11 3 硬件設(shè)計 變頻器的 選擇 變頻器的功能 與構(gòu)成 變頻器實現(xiàn) 的功能： (1)節(jié)能的應(yīng)用 利用變頻器實現(xiàn)調(diào)速節(jié)能運行 ，是變頻器應(yīng)用的一個最典型的優(yōu)點，也成為節(jié)約能源的有效措施。 吸邊器運行 ， 檢測 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 9 初始化開始電源好？NNYY幅寬調(diào)節(jié)好？1 直輥升速？變量= 設(shè)定值？變量每周期減1Y降速Y變量每周期加1變量= 設(shè)定值？1 直棍越位？吸邊器運行NNYNYYN1 軋車P I D 調(diào)節(jié)2 直輥運行升速？變量= 設(shè)定值？Y降速Y變量= 設(shè)定值？NNYNYY1 軋車運行？NY變量每周期減1變量每周期加1A1 軋車越位？NY初始化開始電源好？NNYY幅寬調(diào)節(jié)好？1 直輥升速？變量= 設(shè)定值？變量每周期減1Y降速Y變量每周期加1變量= 設(shè)定值？1 直棍越位？吸邊器運行NNYNYYN1 軋車P I D 調(diào)節(jié)2 直輥運行升速？變量= 設(shè)定值？Y降速Y變量= 設(shè)定值？NNYNYY1 軋車運行？NY變量每周期減1變量每周期加1A延時6 0 秒60秒內(nèi)2直棍越位？故障報警停車制動結(jié)束N布鋏主傳動延時1 0 秒Y2 軋車P I D 調(diào)節(jié)3 直輥運行2 軋車運行？NY升速？變量= 設(shè)定值？Y降速Y變量= 設(shè)定值？NNYNYY10秒內(nèi)4直棍越位？故障報警停車制動結(jié)束N3 軋車P I D 調(diào)節(jié)3 軋車運行？NY4 直輥運行變量每周期減1變量每周期加1AB蒸洗1 烘筒越位？NY烘筒運行冷水棍越位？NY冷水棍運行牽引棍越位？NY牽引棍運行擺布運行落布越位？NY落布運行卷布運行結(jié)束升速？變量= 設(shè)定值？Y降速Y變量= 設(shè)定值？NNYNYY變量每周期減1變量每周期加14 軋車P I D 調(diào)節(jié)4 軋車運行？NYB1 軋車越位？NY3 軋車越位？NY2 軋車越位？NY4 軋車越位？NY (a) 變頻調(diào)速傳動模塊程序流程 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 10 蒸洗1 烘筒越位？NY烘筒運行冷水棍越位？NY冷水棍運行牽引棍越位？NY牽引棍運行擺布運行落布越位？NY落布運行卷布運行結(jié)束升速？變量= 設(shè)定值？Y降速Y變量= 設(shè)定值？NNYNYY變量每周期減1變量每周期加14 軋車P I D 調(diào)節(jié)4 軋車運行？NYB4 軋車越位？NYCC蒸洗1烘筒越位？NY烘筒運行冷水棍越位？NY冷水棍運行牽引棍越位？NY牽引棍運行擺布運行落布越位？NY落布運行卷布運行結(jié)束升速？變量=設(shè)定值？Y降速Y變量=設(shè)定值？NNYNYY變量每周期減1變量每周期加14軋車PID調(diào)節(jié)4軋車運行？NYB4軋車越位？NYCC (b) 變頻調(diào)速 傳動模塊程序流程 圖 22 變頻調(diào)速傳動模塊程序流程圖 1直輥是否越位，若未越位， 等待 ，直至 1直輥越位， 1軋車運行。 本系 統(tǒng) 以各電機的速度 實際 值 (即各 速度傳感 器的 輸出 電壓信號 )作為 PLC的模擬量輸入，以 按鈕 開關(guān) ，限位開關(guān)，熱繼電器 的輸出信號作為 PLC 的開關(guān)量輸入，通過 PLC 內(nèi)部算法輸出模擬量，輸送到變頻器，改變其頻率來控制各電機的轉(zhuǎn)速，最終目的是控制 絲光機生產(chǎn)線的自動運行 。我國各行各業(yè)也涌現(xiàn)出大批應(yīng)用 PLC 改造設(shè)備的成果，機械行業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備越來越多地采用PLC 作控制裝置。這種“自我保護(hù)”的功能，不僅 保護(hù)了變頻器，還保護(hù)了電機不易損壞。 交流變頻調(diào)速控制的優(yōu)點主要有 : (1)交流變頻調(diào)速使用的是異步電動機，比同容量的直流電動機具有體積小、占空間小，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點。 (3)矢量變換控制技術(shù)的誕生和發(fā)展奠定了現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)高性能化的基礎(chǔ)交流電動機是個多變量、非線性、強禍合的被控對 象，采用參數(shù)重構(gòu)和狀態(tài)重構(gòu)的現(xiàn)代控制理論概念可以實現(xiàn)交流電動機定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解藕，實現(xiàn)了將交流電動機的控制過程等效為直流電動機的控制過程，使交流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能得到了顯著的改善和提高，從而使交流調(diào)速最終取代直流調(diào)速成為可能。這就使得直流調(diào)速系統(tǒng)維護(hù)工作量大、費用高，同時停機檢修和更換電刷也直接影響了正常的生產(chǎn)。 直流調(diào)速系統(tǒng)所存在的問題 直流電動機的轉(zhuǎn)速易于控制和調(diào)節(jié)，在額定轉(zhuǎn)速以下，保持勵磁電流恒定，可用改變電樞電壓的方法進(jìn)行 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；在額定轉(zhuǎn)速以上，保持電樞電壓恒定，可用改變勵磁的方法進(jìn)行恒功率調(diào)速。 (5)對變頻器的結(jié)構(gòu)和控制方法進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和研究，掌握其主要的特點和正確的使用方法。 本文研究了變頻調(diào)速技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，并且考慮到原系統(tǒng)所存在的問題，提出了基于 PLC 控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，構(gòu)建了新一代的絲光織染系統(tǒng)。 布鋏絲光機是一種被廣泛應(yīng)用的絲光設(shè)備，其最大優(yōu)點是擴幅較好，光澤及縮水率均能滿足 要求，但缺點甚多，由于浸軋時間短，使布面帶堿量低，限制了堿液向布芯的進(jìn)一步滲透擴散，另外能源消耗高，噪聲大，易產(chǎn)生破邊，脫鐵，皺條等，此外織物二邊與中間徑向密度不一，特別當(dāng)幅寬增大時更嚴(yán)重，所以對門幅寬的織物不適宜采用布鋏絲光機。 (2)棉纖維在濃堿作用下，生成堿纖維素，物理結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，所以對染料的吸附能力有所增加，改善了染色性能，使色澤鮮艷。通常，絲光是指棉及其混紡織物在經(jīng)緯向都受到一定張力的情況下，用濃燒堿其它化學(xué)藥品處理，以改變棉纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，從而達(dá)到改善纖維性能的加工過程。 前己提及，我國在紡織助劑方面成績不錯，但是從整體來看，我國是染料大國但不是染料強國，染料總產(chǎn)量己占世界染料總量的 45%以上，但大部分為原染料或濾餅，在國際上只占據(jù)著低端市場。這些地區(qū)的產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的 80%以上 [2]。隨著加入 WTO，我國已經(jīng)成世界紡織服裝的制造中心，這為我國紡織工業(yè) 的可持續(xù)發(fā)展奠定了良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和發(fā)展空間。 關(guān)鍵詞 ： 布鋏 絲光 機 可編程控制器 變頻調(diào)速 組態(tài)軟件 The Design of Control System for Mercerizing Machine Abstract Mercerizing Machine is widely used in Textile amp。本文提出了基于 PLC 控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，構(gòu)建了一種新型絲光織染系統(tǒng)。其次，介紹了交流異步電動機的變頻調(diào)速原理和電壓正弦脈寬調(diào)制波 (SPWM)的微機算法。 Configuration software 目 錄 1 引言 ................................................................................................................................. 1 課題背景 ............................................................................................................... 1 國內(nèi)外印染行業(yè)現(xiàn)狀 ........................................................................................... 1 我國印染行業(yè)現(xiàn)狀 ..................................................................................... 1 國外印染工業(yè)自動化狀況 ......................................................................... 2 絲光工藝和絲光設(shè)備 ........................................................................................... 2 絲光工藝簡介 ............................................................................................. 2 絲光設(shè)備 ..................................................................................................... 3 論文的研究任務(wù)與內(nèi)容 .....................................................................................