【正文】 appropriate amount of current. Different types of modules use different amounts of electrical current.This electrical supply is usually not used to start external input or output. User has to provide separate supplies in starting PLC controller inputs because then you can ensure so called “pure” supply for the PLC controller. With pure supply we mean supply where industrial environment can not affect it damagingly. Some of the smaller PLC controllers supply their inputs with voltage from a small supply source already incorporated into a PLC.Four、PLC design criteria A systematic approach to designing PLC software can overe deficiencies in the traditional way of programming manufacturing control systems, and can have wide ramifications in several industrial applications. Automation control systems are modeled by formal languages or, equivalently, by state machines. Formal representations provide a highlevel description of the behavior of the system to be controlled. State machines can be analytically evaluated as to whether or not they meet the desired goals. Secondly, a state machine description provides a structured representation to convey the logical requirements and constraints such as detailed safety rules. Thirdly, welldefined control systems design outes are conducive to automatic code generation An ability to produce control software executable on mercial distinct logic controllers can reduce programming leadtime and labor cost. In particular, the thesis is relevant with respect to the following aspects.In modern manufacturing, systems are characterized by product and process innovation, bee customerdriven and thus have to respond quickly to changing system requirements. A major challenge is therefore to provide enabling technologies that can economically reconfigure automation control systems in response to changing needs and new opportunities. Design and operational knowledge can be reused in realtime, therefore, giving a significant petitive edge in industrial practice.Studies have shown that programming methodologies in automation systems have not been able to match rapid increase in use of puting resources. For instance, the programming of PLCs still relies on a conventional programming style with ladder logic diagrams. As a result, the delays and resources in programming are a major stumbling stone for the progress of manufacturing industry. Testing and debuggi。綜上所述，本文對(duì)凹版印刷機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用PLC控制變頻器調(diào)速的基本方法，綜合的運(yùn)用了閉環(huán)控制，反饋調(diào)節(jié)的基本原理，在原有的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)加入加速裝置的新創(chuàng)意，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，在今后的工作中將會(huì)繼續(xù)研究這方面的問題。7．設(shè)定加速上限和減速下限：當(dāng)系統(tǒng)計(jì)數(shù)次數(shù)大于等于500次時(shí)，M0通道被接通，則常閉觸點(diǎn)(M0)此時(shí)動(dòng)作為關(guān)閉，完成對(duì)加速過程斷電，此時(shí)加速結(jié)束。比例I/微分D=2，具體值可根據(jù)儀表定，再調(diào)整比例帶P，P過頭，到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)，P太短，會(huì)震蕩，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求[6]。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。微分時(shí)間常數(shù)TD增大時(shí)，超調(diào)量減小，動(dòng)態(tài)性能得到改善，但是抑制高頻干擾的能力下降。在整定參數(shù)時(shí)應(yīng)把握住PID參數(shù)與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能之間的關(guān)系。如果使用有斷電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器，不需要重復(fù)寫入。當(dāng)線速度達(dá)到1015米/分鐘的時(shí)候，才對(duì)主牽引停止加速，當(dāng)人工調(diào)節(jié)印刷套準(zhǔn)之后達(dá)到套準(zhǔn)要求，再次按下加速按鈕繼續(xù)加速運(yùn)行。圖36 主牽引變頻器端子接線圖第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)GX DEVELOPER是三菱PLC的編程軟件?？刂茖?duì)象：速度控制與轉(zhuǎn)矩控制兩種。圖33 系統(tǒng)主電路圖 PLC的I/O分配表本系統(tǒng)中共有三個(gè)輸入，分別為啟動(dòng)按鈕SB急停按鈕SB加速按鈕SB減速按鈕SB報(bào)警按鈕SB5?；局噶顖?zhí)行時(shí)間高達(dá) ，超過了許多大、中型 PLC，F(xiàn)X2N 的用戶存貯器容量可擴(kuò)展到16K，F(xiàn)X2N 的I/O點(diǎn)數(shù)最大可擴(kuò)展到256點(diǎn)，F(xiàn)X2N 有多種模擬量輸入輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、位置控制模塊、RSRS232C/RS232C/RS422/RS422/RS485485串行通信模塊或功能擴(kuò)展板、模擬定時(shí)器擴(kuò)展板等。本次設(shè)計(jì)中選取的三個(gè)變頻器均為MD320型號(hào)的，根據(jù)所帶動(dòng)電機(jī)的適配功率不同。本次設(shè)計(jì)中采用模擬量控制變頻器，三菱PLC有許多的特殊功能模塊，而模擬量模塊則是其中的一種，它包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。圖31 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造圖 張力傳感器張力傳感器在印刷機(jī)變頻器控制系統(tǒng)中的作用為：卷筒紙印刷時(shí)，應(yīng)保證紙帶在印刷過程中張力大小保持恒定不變。當(dāng)連接至PLC 的開關(guān)量輸入端的啟動(dòng)、加速等按鈕依次動(dòng)作以后,PLC根據(jù)用戶編寫的程序，向變頻器發(fā)送指令。6．前牽引和后牽引初的張力傳感器在整個(gè)控制過程都檢測(cè)所在處的張力值是否發(fā)生變化，目的將張力的大小調(diào)節(jié)到穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。2．本系統(tǒng)為手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作模式，具有故障報(bào)警、運(yùn)行指示燈、控制電機(jī)的加速、減速等功能。第三章闡述了系統(tǒng)各部分的硬件構(gòu)成及原理。 論文的研究目的和內(nèi)容凹版印刷機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：首先，幾個(gè)環(huán)節(jié)彼此相關(guān)性強(qiáng)，其中一個(gè)環(huán)節(jié)的張力發(fā)生變化，其它環(huán)節(jié)的張力也會(huì)隨之產(chǎn)生變化；其次，因?yàn)橛∷⒉牧系牟馁|(zhì)不同，紙卷不圓或紙張的不均勻，印刷滾筒的凹槽或其他因素都會(huì)引起紙帶張力的波動(dòng)；最后，各種外界因素(例如機(jī)器拖動(dòng)不穩(wěn)定)也可能影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。這樣就節(jié)約了可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)的自身成本，但是PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是有限制的，使用擴(kuò)展模塊控制變頻器影響了整機(jī)的功能擴(kuò)展并且由于模塊的模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度。凹印機(jī)在中國(guó)的生產(chǎn)數(shù)量不是太多，品種相對(duì)也較少，在印刷工業(yè)中凹版印刷這種印制方式占的比重也比較小。 凹版印刷機(jī)工藝以及印刷原理 凹版印刷方式作為包裝印刷市場(chǎng)上最好的印刷方式泛的被應(yīng)用，因?yàn)閷?duì)于被用為包裝材料的的薄膜、紙、鋁箔和除此之外的其他材料，都可以使用該類型的印刷機(jī)對(duì)其進(jìn)行印制。4．編寫出PLC與變頻器自由口通信協(xié)議，得出新型的控制方案。通過本人在日邦印刷廠實(shí)習(xí)經(jīng)歷和對(duì)凹版印刷機(jī)的接觸與了解，理論結(jié)合實(shí)踐， PLC，變頻器，通信技術(shù)構(gòu)建一個(gè)以PLC和變頻器為核心的完整的卷筒紙膠印機(jī)張力控制系統(tǒng)論文主要內(nèi)容如下：1．概述了變頻器與PLC的工作原理和性能；2．推導(dǎo)了浮輥檢測(cè)系統(tǒng)模型、變頻器交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)模型，完善了收放料裝置的動(dòng)力學(xué)模型、張力模型、收料張力控制模型；3．在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，開發(fā)了系統(tǒng)控制應(yīng)用程序。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論 本文來源于對(duì)外包裝印刷機(jī)生產(chǎn)設(shè)計(jì)實(shí)例的研究，目的是進(jìn)一步完善一套基于可編程控制器(PLC)技術(shù)與變頻器技術(shù)的電機(jī)張力控制系統(tǒng)。隨后一些工廠也制成了印刷塑料薄膜的卷筒材料凹印機(jī)。目前最為領(lǐng)先的控制系統(tǒng)當(dāng)屬使用單臺(tái)可編程控制器，通過數(shù)字量輸出控制三個(gè)變頻器的啟動(dòng)或者停止，通過模擬量輸出擴(kuò)展模塊EM232調(diào)整變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度指令。交流與直流的轉(zhuǎn)換是變頻器的特點(diǎn)，首先通過轉(zhuǎn)換我們平常用的50Hz頻率的交流電變成方向不改變的直流電，然后通過逆變?cè)僮兓亟涣麟姡潆妷号c頻率均可控制。第二章介紹了印刷機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)需要完成的設(shè)計(jì)功能。圖21 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 印刷機(jī)變頻器控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)功能本設(shè)計(jì)為滿足凹版印刷機(jī)張力恒定的要求，系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求如下：1．本系統(tǒng)的控制對(duì)象為對(duì)凹版印刷機(jī)的變頻器進(jìn)行控制，進(jìn)而對(duì)整個(gè)印刷機(jī)各環(huán)節(jié)的張力進(jìn)行控制。5．當(dāng)線速度達(dá)到1015米/分鐘的時(shí)候，才對(duì)主牽引停止加速，當(dāng)人工調(diào)節(jié)印刷套準(zhǔn)之后達(dá)到套準(zhǔn)要求，再次按下加速按鈕繼續(xù)加速運(yùn)行。圖23 變頻器的結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)上電之后，可編程控制器即開始掃描各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)，并且檢查通信接口是否可用。下面的簡(jiǎn)要的介紹一下三相異步交流電動(dòng)機(jī)：1．工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三項(xiàng)定子繞組(各相差120度電角度)，通入三項(xiàng)交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路)，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同[3]。 變頻器首先通過轉(zhuǎn)換我們平常用的50Hz頻率的交流電變成方向不改變的直流電，然后通過逆變?cè)僮兓亟涣麟?，其電壓與頻率均可控制?？蓪?duì)模塊進(jìn)行偏置調(diào)節(jié)，例如數(shù)字量0~4000對(duì)應(yīng)010V。FX2N 是FX系列中功能最強(qiáng)、運(yùn)行速度最快的PLC。三個(gè)熱繼電器KR1～KR3分別對(duì)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，避免電動(dòng)機(jī)在過載時(shí)可能產(chǎn)生的過熱損壞。 收卷、放卷變頻器(前后牽引變頻器)端子接線圖，此變頻器的特點(diǎn)為控制方式：無(wú)速度傳感器矢量控制、有速度傳感器矢量控制、V/F控制。圖35 前、后牽引變頻器的端子接線圖 主牽引變頻器端子接線圖主牽引變頻器的端子接線圖如下圖36，主牽引變頻器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的主電機(jī)，當(dāng)前后牽引變頻器運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，此時(shí)主變頻器才起到控制作用。按下加速按鈕，此時(shí)主牽引才進(jìn)行啟動(dòng)加速。PID指令是用來調(diào)用PID運(yùn)算程序，在PID運(yùn)算開始之前，應(yīng)使用MOV指令d的參數(shù)見表41設(shè)定值預(yù)先寫入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中。PID控制器有4個(gè)主要的參數(shù)Kp、TI、TD和TS需整定，無(wú)論哪一個(gè)參數(shù)選擇得不合適都會(huì)影響控制效果。微分部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢(shì)，它較比例調(diào)節(jié)更為及時(shí)，所以微分部分具有超前和預(yù)測(cè)的特點(diǎn)。 數(shù)設(shè)定范圍或說明備 比例(P)控制：比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。 3．PID參數(shù)的設(shè)定靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。6．加減速計(jì)數(shù)：圖中M10和M11為加速減速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的通道其中之一接通，則該語(yǔ)句生效，當(dāng)主牽引變頻器開始工作之后，計(jì)數(shù)器C200開始計(jì)數(shù)，可以計(jì)數(shù)600個(gè)。5． 在原有控制原理的基礎(chǔ)上對(duì)凹版印刷機(jī)印刷部分加入主變頻調(diào)速電機(jī)使得系統(tǒng)在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上能夠加速運(yùn)行，提高了效率