【正文】 24V 29 0 11 7數(shù)量 43 10表41測控點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖42 S7300 PLC模塊示意圖 CPU的選型CPU直接關(guān)系著PLC的整體性能，所以需要準(zhǔn)確的對(duì)其進(jìn)行選擇，而選擇的主要依據(jù)就是結(jié)合PLC的I/O點(diǎn)數(shù)估算存儲(chǔ)器的容量，目前對(duì)存儲(chǔ)器容量的計(jì)算大多采用經(jīng)驗(yàn)公式法，該方法是通過計(jì)算PLC單位時(shí)間內(nèi)處理單位信息量的存儲(chǔ)器數(shù)再乘以信息量數(shù)，在這個(gè)基礎(chǔ)上增加一定的裕量后所得的值就是存儲(chǔ)器所需要的容量[18]。軟件：STEP7 。 DP從站數(shù)據(jù)的寫入系統(tǒng)功能塊SFCl5“DPWR_DAT”把RECORD指定的連續(xù)數(shù)據(jù)傳送給DP從站，在傳送數(shù)據(jù)時(shí)需要依據(jù)CPU型號(hào)來決定數(shù)據(jù)的長度，且還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步傳輸?shù)?，在SFC執(zhí)行結(jié)束時(shí)，寫工作也就結(jié)束，SFCl5“DPWR_DAT”的參數(shù)見表34 [25]。在PROFIBUSDP系統(tǒng)中，主站間通過誰先獲得令牌的控制方式去對(duì)總線進(jìn)行訪問，主從站間通過主從的控制方式使得主站擁有訪問總線的權(quán)限，而從站只能在被主站要求時(shí)才有權(quán)限對(duì)總線進(jìn)行訪問，在系統(tǒng)中主從站的節(jié)點(diǎn)在總線上僅有唯一的一個(gè)地址。另外，RS485沒有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的連接器和各個(gè)具體信號(hào)的功能以及各引腳的具體分配，為了使兩根信號(hào)線相鄰，兩根差動(dòng)導(dǎo)線應(yīng)置于同一根雙絞線內(nèi)且引腳A與引腳B不能調(diào)換。ProfibusPA采用IEC611582的傳輸技術(shù)，傳輸速率為31．25Kbps，傳輸距離與所掛接的站數(shù)有關(guān)，也可采用光纖傳輸技術(shù)。(3)相互操作性:其中包括了機(jī)器設(shè)備的可互換性以及對(duì)其的可互操作性。(3)紙機(jī)傳動(dòng)的各個(gè)分部之間要能夠形成一個(gè)良好的動(dòng)態(tài)性能的速度鏈結(jié)構(gòu)，各分部應(yīng)具備停止、爬行、運(yùn)行、微升、微降、點(diǎn)動(dòng)、正向點(diǎn)動(dòng)(烘缸)、反向點(diǎn)動(dòng)(烘缸)、點(diǎn)張、投張／失張、張力給定等功能，且相關(guān)聯(lián)的各傳動(dòng)分部之間應(yīng)具有單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)的功能。由此可知，在卷紙機(jī)正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)要保持其與前后分部所設(shè)計(jì)的速度比值的關(guān)系，則要求卷紙機(jī)滾筒的速度實(shí)時(shí)的隨著所卷曲紙張的厚度的增大而不斷降低，僅僅依靠對(duì)整體速度鏈的控制不能保證紙幅卷曲的相對(duì)平穩(wěn)，所以需要在卷紙機(jī)及其紙機(jī)的其他分部去實(shí)施相應(yīng)的張力控制以確保紙頁的良好卷曲。此工序分為連續(xù)和間歇兩種，最終達(dá)到漿送要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紙機(jī)設(shè)備也得到了不斷的改進(jìn)，其生產(chǎn)工藝過程得到了不斷完善，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面應(yīng)用了現(xiàn)代智能控制理論及最新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，進(jìn)一步地提高了整個(gè)造紙生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制技術(shù)水平。關(guān)鍵詞:現(xiàn)場總線；變頻器；ProfibusDP；PLCABSTRACTThe paper industry is closely linked with national economic development and social civilization．The paper and paperboard consumption level is a measurement of one of the important symbol of the degree of modernization and civilization of a country．With the development of national economy and the improve of people’s living standards，people’s consumption demand for various types of paper is increasing，thus the machine automation control requirements have bee more sophisticated．Accordingly, this paper bined the paper machine production process and its working process，analyzed design requirements of the machine to its electric transmission control system．a(chǎn)nd in accordance with the requirements of the control system，analysis and study of the various segments of the control principle to draw the corresponding control program．This paper used more mature overall design structure at home and abroad that is the three level control network，inverter and motor and related control devices constitute the first control level，data munication via ProfibusDP with the core unit of entire control system that is the second control level PLC，PLC not only via ProfibusDP and the scene of the operation panel for data munication in order to achieve realtime control，but also by high—speed industrial Ethernet connect to the third control level that is the host puter management operations control room．Finally, the paper designed the electric drive control system of paper machine based on Fieldbus．The designed of the control system to solve the problem of the overall plex control system of the machine being is difficult to control． The designed system has been put into the actual production running，paper machine speed has been further improved，meet the requirements of machine control systems and has high stability and reliability, improved the production efficiency and effectiveness of enterprise，promoted the level of development of paper industry automation technology, so the design and the results of research for this system have the value to promote in industrial applications．KEY WORDS：fieldbus；inverter ；ProfibusDP；PLC目錄1 摘要 I1 abstract II1 緒論 11引言 1 選題背景與研究意義 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 2 本文研究主要內(nèi)容 42 紙機(jī)工藝概述及對(duì)控制系統(tǒng)的要求 5 紙機(jī)生產(chǎn)工藝的介紹 5 紙機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 8 紙機(jī)功率的計(jì)算 9 紙機(jī)的技術(shù)參數(shù) 10 紙機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求 11 本章小結(jié) 133 現(xiàn)場總線技術(shù)的分析及應(yīng)用研究 14 現(xiàn)場總線技術(shù)的概述 14 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 15 PROFIBUS的通信模型 16 現(xiàn)場總線的通信協(xié)議 16 PROFIBUSDP的協(xié)議 18 PROFIBUS傳輸技術(shù)介紹 19 PROFIBUS電纜的傳輸 19 光纖的傳輸 20 RS485串行通信接口 20 PROFIBUS插頭及使用 21 PROFIBUSDP系統(tǒng)的總線訪問控制 22 PROFIBUSDP系統(tǒng)組成 22 PROFIBUSDP系統(tǒng)的總線訪問控制 23 PROFIBUSDP系統(tǒng)的工作過程 24 基于PROFIBUSDP的紙機(jī)電氣傳動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸 25 DP從站數(shù)據(jù)的讀取 27 DP從站數(shù)據(jù)的寫入 28 數(shù)據(jù)通信部分程序編寫 28 PROFIBUSDP主從站的通信及組態(tài) 29 PROFIBUSDP主從站通信的介紹 29 PROFIBUSDP主從站通信的組態(tài) 29 本章小結(jié) 314 紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及選型 33 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 33 PLC的硬件選型 35 CPU的選型 35 電源模塊選型 36 I/O模塊選型 36 接口模塊選型 39 變頻器的特點(diǎn)及工作原理 40 變頻器的選擇與容量的計(jì)算 41 變頻器的容量計(jì)算 41 變頻器的類型選擇 43 變頻器的主要控制功能 44 頻率設(shè)定功能 44 PID控制功能 44 制動(dòng)控制功能 45 網(wǎng)絡(luò)通信功能 45 主/從宏功能 45 變頻器外圍部分的硬件設(shè)計(jì) 46 變頻器主要運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定 48 50 本章小結(jié) 525 基于現(xiàn)場總線的紙機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 53 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 53 S7300 CPU部分的設(shè)計(jì) 55 PLC與0P27之間的通信 56 速度鏈的設(shè)計(jì)及控制 57 負(fù)荷分配的控制 60 張力控制 63 紙機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行狀況 64 本章小結(jié) 65設(shè)計(jì)總結(jié) 66參考文獻(xiàn) 68致謝 72外文資料 73中文翻譯 81891 緒論 引言紙?jiān)谌祟愇幕?、科學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和商業(yè)等各方面的發(fā)展進(jìn)程中起著舉足輕重的作用，自從人類發(fā)明了紙，悠久的文化知識(shí)才得到了更好的繼承與保存以及迅速的傳播人，從而推動(dòng)了整個(gè)人類的精神文明與物質(zhì)文明的的不斷進(jìn)步。 選題背景與研究意義造紙工業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在現(xiàn)代社會(huì)對(duì)各類紙張的消費(fèi)水平在某種程度上標(biāo)志著一個(gè)國家的文明程度。目前，僅有一些特種紙(比如纖維)受其生產(chǎn)工藝與當(dāng)今技術(shù)水平的影響外，其他紙機(jī)的生產(chǎn)均已在高速化、寬幅化等技術(shù)方面取得了較大的進(jìn)步且?guī)砹艘欢ǖ男б?，與此同時(shí)，人們對(duì)紙機(jī)的生產(chǎn)工藝及其機(jī)械制造、自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)等方面的要求也越來越高，尤其是操作人員對(duì)在紙機(jī)生產(chǎn)時(shí)所要求的能夠采取便捷操作等技術(shù)方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求[6][7][8]。(2)紙機(jī)濕部上漿系統(tǒng):指沖漿泵循環(huán)回路，在此系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行計(jì)量、稀釋，混入助劑，并在網(wǎng)前對(duì)漿料進(jìn)行篩選、凈化、脫氣，進(jìn)入流漿箱，其范圍指從紙機(jī)儲(chǔ)漿槽至流漿箱，該系統(tǒng)中沖漿泵是動(dòng)力源，它混合漿料和白水，使?jié){料經(jīng)過篩漿機(jī)去除大雜志、大塊纖維，再用除砂器去除細(xì)小物質(zhì)后，進(jìn)行脫氣，經(jīng)壓力篩后進(jìn)入流漿箱。(m／min)]；一紙機(jī)的幅門寬度(m)：一紙機(jī)的車速(m／min)：紙機(jī)各分部的平均單位功率耗用指標(biāo)K可參考表21。 本章小結(jié) 本章首先從紙機(jī)的干、濕兩大部分重點(diǎn)介紹并分析了其生產(chǎn)的工藝流程，給出了紙機(jī)的生產(chǎn)能力、功率的計(jì)算公式與方法，并結(jié)合實(shí)際中的具體項(xiàng)目得出了紙機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)及其主傳動(dòng)部分參數(shù)，最后綜合紙機(jī)的工藝、技術(shù)條件、發(fā)展的趨勢方向等總結(jié)出紙機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，為后文的研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用指明了方向。 PROFIBUS的通信模型PROFIBUS的通信模型其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、所執(zhí)行的協(xié)議具有易學(xué)易用易普及的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能滿足各種工業(yè)控制系統(tǒng)的要求，其性價(jià)比較高。在低層接口中可以依據(jù)需要選擇主/主或主/從連接等不同的類型，并且可以針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)或非循環(huán)的交換。圖38 PROFIBUS插頭的連接和設(shè)置 PROFIBUSDP系統(tǒng)的總線訪問控制本文根據(jù)所述的紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能要求，采用三層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，在該類系統(tǒng)中，控制裝置完成控制系統(tǒng)的基本控制運(yùn)算，并實(shí)現(xiàn)下層的協(xié)調(diào)和控制功能。圖39純主一主系統(tǒng)中令牌傳遞的過程(2)主一從數(shù)據(jù)的通信過程在DP總線系統(tǒng)中僅含有只有一個(gè)主站的邏輯令牌環(huán)同時(shí)又有數(shù)個(gè)從站的系統(tǒng)稱為純主從系統(tǒng)。圖313 DP主從站間的通信對(duì)數(shù)據(jù)通信程序的編寫，首先在STEP7軟件的系統(tǒng)塊中找到SFClSFCl5，并在OB1中調(diào)用，編寫主從站相關(guān)通信程序。圖314 配置S7300 CPU 313C2DP為從站 從站組態(tài)完成后組態(tài)主站，打開SIMATIC 300 station(1)的硬件配置圖，插入機(jī)架、電源、CPU3152DP，選擇和從站同樣的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)其地址為2，選擇DP通信方式，其默認(rèn)為DP豐站，如圖315所示。經(jīng)過計(jì)算可得，；各模塊所需要的總負(fù)載電源的電流為3360mA，沒有超出PS3075A電源模塊的5A值，也符合30％左右的余量空間，又因?yàn)殡娫茨KPS3075A本身的功耗為18W，所以S7300PLC所有模塊的總功率損耗是：+18=?？紤]到性價(jià)比和具體的控制要求，這里采用32點(diǎn)輸出可帶交直流輸出的繼電器型SM322。10V電壓/177。所以，本課題綜合以上各因素選擇西門子S7300PLC系列作為系統(tǒng)的中央控制單元，它采用節(jié)省空間的模塊