【正文】 13所示。與非門的比較結果輸出給由 556 組成的兩個延時電路，這兩個延時電路的輸出分別控制伺服電機的正反轉。調節(jié) Rl可必變精度的大小，如果同步精度要求高，生產速度快，要適當調小R1 阻值。 34 第四章 PLC 的軟件設計 PLC 基于計算機，但不等同于計算機。系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為 PLC 程序的可靠運行及信號與信息轉換進行必要的公共處理。 I／ O電路是很多的，每一輸入點或輸出點都要有一個 I或 0電路。把輸入暫 存器的信息讀到 PLC 的內存中 ,稱輸入刷新。這樣，用戶所要編的程序只是，內存中輸入映射區(qū)到輸出映射區(qū)的的變換，特別是怎么按輸入的時序變換成輸出的時序。當然這個滯后不宜太大，否則所實現的控制不那么及時，也就失去了控制上的意義。顯然，中斷方式和掃描方式是不同的。生成一個項目的主要任務就是為編程準備這些數據。對 SIMATICs7 模板而言，該對象文件夾稱作“ S7Program”。如果在編程設備 PG／ PC 的項目中有組態(tài)的可編程控制器，可通過選擇在線的項目窗口建立連接。當電源關斷后和 CPU復位時，保存在他們的數據將被保留。它的指令語法與一個繼電器梯形邏輯圖相似：當電信號通過各個觸點、復合元件以及輸 出線圈時，梯形圖可以讓你追蹤電信號在電源示意線之間的流動。 廣義的程序塊分為系統(tǒng)程序塊和用戶程序塊。 根據卷紙包裝機的實際情況，我們在編程時作了如下規(guī)定： DBl定義存39 儲放卷分切的所有開關量和模擬量； DB2定義存儲環(huán)境 設備的監(jiān)控量； DB3定義存儲包裝過程的所有開關量監(jiān)控量； DB5定義了所有電源的監(jiān)控量。 40 3．功能 (FC)：無相關聯的存儲器區(qū)的邏輯塊， Fc 塊定義為“可再調用”塊。啟動模塊 OBl00 通過調用功能 FCl22 實現對PLC 設備的熱啟動。 SFC30 系 統(tǒng)功能模塊用于激活模塊參數設置中設置的每天時間同步控制。 OBl中還可調用其它的系統(tǒng)功能模塊完成指定的系統(tǒng)工作。根據過程的要求，可以將程序用不同的邏輯塊 (組織塊，功能塊和子功能塊 )加以結構化。 OBI為執(zhí)行用戶程序的接口。 STEP 7將用戶程序指令存放在 “ 塊 ” 中。 3．功能塊圖 (FBD)是 STEP7 編程語言的圖形表達方式，使用與布爾代數相類似的邏輯框來表達邏輯。通過 Step7，用戶可以進行系統(tǒng)配置和程序的編寫、調試，在線診斷 PLC 硬件配置狀態(tài)、控制 PLC 的運行狀態(tài)和 I38 ／ O 通道的狀態(tài)等。在下載完整的或部分用戶程序到 CPU之前，把工作方式從 RUN 模式置到 STOP 模式。為建立在線連接，編程設備和可編程控制器必須通過合適的接口相連 (如，多點接口 MPI)。一旦存儲并退出硬件組態(tài)，對于在組態(tài)中生成的每一個可編程模板，都會自動生成 S7／ M7 程序及空的連接表。 圖 4— 2為創(chuàng)建一個自動化項目的基本步驟。此外，計算機用于控制還有中斷方式。 圖 4l PLC 內部原理示意圖 2． 可編程序控制器實現控制的過程簡單地說， PLC 實現控制的過程，一般是：輸入刷新 — +運行用戶程序 — +輸出刷新 — +再輸入刷新 — +再運行用戶程序 — ,再輸出刷新??永不停止地循環(huán)反復進行著。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態(tài)。每一輸入點都有一個對應的存儲信息的寄存器。輸入電路要對輸入信號進行濾波，以去掉高頻干擾。 1．可編程序控制器實現控制的要點。理想情況下的補償伺服電機的動作補償不太頻繁，而且 正反向的協(xié)動作交替都有。在伺服電機的主電路中也有互鎖保護環(huán)節(jié)。 T1 時間越短，同步精度就越高。如果包裝材料供送超前，J剛好從 1變?yōu)?0， 1腳為低電位，鎖住 F，而 3腳由反相器的作用為 1，如果得到 S： I，使 4第三章電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的漩計 腳電位也為 l，Z輸出狀態(tài)取決于腳 5。如果兩個系統(tǒng)剛好同步，在圖 3— 9的同步范圍內，要求伺服電機既不正轉也不反轉，處于停止狀態(tài)。 當包裝材料需要定長裁斷時，如單個衛(wèi)生卷紙的包裝，包裝材料以卷筒的形式放于原料架上，且每隔一定長度都印有一個色標。為滿足該要 求，變頻器有關參數設置，如下。 6SE70型矢 量變頻器配置 CBl板后可與 profibus． DP總線接口，變頻器之間傳送速度給定與狀態(tài)等。 圖 38控制系統(tǒng)硬件配置圖 CP342— 5是通信處理器，可通過 profibus簡單進行配置和編程，支持profibus— DP、 s7等通訊協(xié)議。通過將轉速實際值反饋給 PLC，經 PLC形成轉速閉環(huán)，并通過檢測放卷輥的直徑，在轉速環(huán)前向通道中設置 1個與放卷輥直徑的平方成正比的比例系數D，可以抵消其轉動慣量的變化所產生的影響，從而保證轉速 環(huán)在放卷輥直徑變化時始終具有優(yōu)良的動態(tài)性能。 y(t)_參數模型輸出 e(t)一偏差量 z(t)一自適應控制量 圖 36自適應系統(tǒng)框圖 自適應控制是隨著計算機的發(fā)展 和普及而發(fā)展起來的一種新型自動控制技術。 PLC內部根據分切機主傳動的速度、調節(jié)輥的位置、以及放卷輥的直徑等數據，經運算得到并輸出放卷機變頻器的給定頻率，控制放卷機的運行。包裝紙分切機是一種采用 調節(jié)輥的張力控制系統(tǒng)。從放卷到切斷，包裝紙是連續(xù)的，當機器起動時，由上位機發(fā)出命令，主速節(jié)點的電機開始轉動，同時通知其它各節(jié)點開始協(xié)調動作，以保證各段包裝紙的線速度一致，從而使張力趨于穩(wěn)定，停機時同樣如此。 當工藝盤轉到 V3 或 v7 槽時，壓動行程開關 SOa，KTl 得電，當延時到，其常開觸點閉合，放紙空心臺和托盤推桿同時上升，重復上述操作， SQp為到工 位 1 時的行程開關，延時 150 毫秒后，工藝盤轉動，同時放紙空心臺和托盤推桿下降。因此我們選用交流伺服電機作為裝料機構的執(zhí)行電機。若所有的檢測和控制條件均有效，則按下啟動按鈕可使主電機輕載低速啟動，并在一定時間延遲后自動控制變頻器的高速運轉。另外幾臺小功率輔助電機分別用于驅動開卷機構，切紙機構，送料機構，插紙板，夾鉗機械手等。如果正常輸出額定電壓 24V，則綠色 LED 點亮；如輸出電路過載，則LED 閃爍；輸出電流長期在 5A到 7A之間時，輸出電出短路，則輸出電壓為 0V， LED 變暗，在短路消失后電壓自動恢復。循 環(huán)時間是對外部模擬信號的采樣間隔。 SM331 可選的積分時間有： 25ms， 167ms， 20ms和 l00ms。 32 位數字輸出模塊 SM322D032*24DC／ 0． 5A 數字輸出模塊將 s7— 300的內部信號電平轉化為控制過程所需的外部信號電平。除此之外，另一個重要的任務 就是接受工控機(上位機 )的控制命令，以進行全自動包裝循環(huán)。當任務規(guī)模擴大并且愈加復雜時，可隨時使用附加的模塊對 PLC 進行擴展。 2． 4． 1控制系統(tǒng)主要器件的選擇 12 卷紙包裝機控制系統(tǒng)主要器件包括工控機 (另配顯示器 )、 PLC、變頻器等?？删幊炭刂破鞯耐＿\方式有正常停運，暫時停運和緊急停運?三種。上位機完成監(jiān)測數據的存貯、處理與輸出，以圖形或表格形式對現場進行動態(tài)模擬顯示、分析限值或報警 信息，驅動打印機實時打印各種圖表。 10 2． 2可編程控制系統(tǒng)控制方案的設計 利用 PLC 可以構成多種控制系統(tǒng)：單機控制系統(tǒng)，集中控制系統(tǒng)，分散型控制系統(tǒng)和遠程 I／ O 控制系統(tǒng)。工件從 1 號工位裝入；在 2號工位由夾鉗機構完成前進，抓緊，旋轉，窩邊的動作，同時分別向托盤和推紙空心臺 發(fā)出送紙球和送紙片信號；在 3號工位，包裝好的產品由于重力作用落入成品庫。切紙機構采用交流變頻調速電機，帶動一個凸輪旋轉，以帶動切斷刀上下運動，在凸輪上安裝一個位置傳感器，當凸輪轉到某一位置時，切刀向上運動，二刀分離，當有色標信號時，刀又向下運動?？偨Y各機構的動作順序，將其用流程圖的形式表示出來，為實現高速全自 動運動控制做準備。因此，國外在注塑機、各種包裝機上已經大量地采用了 PLC 來取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。為此，我們開發(fā)了“卷紙包裝機控制系統(tǒng)”，我在其中負責控制系統(tǒng)的研究與設計工作。 8．控制與管理功能一體化 為了滿足現代化大生產的控制與管理的需要， PLC 將廣泛采用計算機信息處理技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，使 PLC 系統(tǒng)的生產控制功能和 信息管理功能融為一體。 6．可靠性進一步提高 隨著 PLC 進入過程控制的領域，對 PLC 可靠性的要求進一步提高。一方面是某一產品和第三家同類產品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺對使用者有多大的開放程度。按照這些標準，各種型號的 PLC 產品對工業(yè)應用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。0 0 基于 PLC 的高速全自動包裝機畢業(yè)論文 姓 名 : XX 系 部 : XXXXXXXX 專 業(yè) : XXXXXXX 班 級 : XXXXX 指導老師 : XXXX 日 期 : 201 /12/17— 201 /06/16 1 目錄 第一章 緒論 .......................................................................... 2 1． 1可編程控制技術的發(fā)展趨勢 ................................... 3 1． 2卷紙包裝機產生的背景及意義 ................................ 6 1． 3 PLC在包裝機械上應用的可能性和前景 .................. 6 1． 4項目研究的主要內容 ............................................. 7 第二章 PLC構成的包裝機控制系統(tǒng)的總體設計 ...................... 7 2． 1卷紙包裝機生產工藝概述 ....................................... 8 2． 2可編程控制系統(tǒng)控制方案的設計 .......................... 10 2． 3系統(tǒng)的運行方式 .................................................. 10 2． 4總體結構關系 ...................................................... 11 2． 5本章小結 ............................................................. 16 第三章 電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的設計 ........................... 16 3． 1供電線路 ............................................................. 17 3． 2主要控制功能模塊的設計 ..................................... 18 3． 3放卷、分切部分的張力控制 .................................. 21 3． 4送料過程中的同步控制 ........................................ 28 3． 5本章小結 ............................................................. 33 第四章 PLC的軟件設計 ...................................................... 34 ..................................................................... 34 ...................................................... 48 2 4． 3本章小結 .............................................................. 56 第五章 PLC控制系統(tǒng)的通訊實現 ......................................... 56 S7300及多點接口網絡 (MPI) ............................... 56 5． 2 PROFIBUS概述 .................................................. 58 5． 3現場總線信號與系統(tǒng)監(jiān)控軟件之間橋梁一 OPC ..... 60 5． 4 S7300與 WinCC之間的通信 ............................... 61 5． 5本章小結 .............................................................. 64 全文總結 ...................