【正文】 。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，老師和同學(xué)給了我很大幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 再次感謝羅老師 和饒老師 對(duì)我的悉 心指導(dǎo)與幫助。設(shè)計(jì)了基于 PLC 控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種新型絲光機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。 M2M6 電機(jī) 分別 在變頻器 U1U6的調(diào)速及速度的反饋的電路圖如圖 7所示 （只列出 M2,其余的類似 ）。 組合開關(guān)主要根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。在伺服系統(tǒng)中，產(chǎn)生信號(hào)的一方所用的自整角機(jī)稱為發(fā)送機(jī)，接收信號(hào)的一方所用自整角機(jī)稱為接收機(jī)。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(dòng)機(jī)內(nèi)部等一系列優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的要求是該設(shè)備有 6 個(gè)同步單元，其中 1個(gè)主令單元和 5個(gè)從動(dòng)單元，各單元都采用交流拖 動(dòng)，交流電動(dòng)機(jī)額定功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1450 轉(zhuǎn) /分鐘。 變頻器的容量選擇 在一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)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(dòng)機(jī)的額定電流，或者是變頻器所適配的電動(dòng)機(jī)功率大于當(dāng)前該電動(dòng)機(jī)的功率。而減少間歇時(shí)間又對(duì)提高生產(chǎn)效率起著很大的作用。本 設(shè)計(jì)各單元電機(jī)均采用線速度跟隨系統(tǒng)。 (6)電機(jī)在帶動(dòng)較大的負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，但采用變頻時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，減小沖擊電流，可以解決大負(fù)載的啟動(dòng)問題。 但是 直流調(diào)速系統(tǒng)卻解決不了直流電動(dòng)機(jī)本身的換向問題和在惡劣環(huán)境下的不適用問題， 隨著時(shí)代的發(fā)展，我們對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求也愈來愈高，比如要 制造容量 大 、轉(zhuǎn)速 高以 及電壓 高的 直流電動(dòng)機(jī) 是 十分困難 的 ，這給直 流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 和應(yīng)用帶來了 許多 的 不利。 優(yōu)點(diǎn)：張力易控制，織物縮水率、去堿效果比具它絲光機(jī)理想。我們因此提出了絲光機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 niversal Converter。 本文首先介紹了國內(nèi)外印染行業(yè)發(fā)展的狀況，其次介紹電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，對(duì)絲光機(jī)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的方案進(jìn)行了論證，再介紹本設(shè)計(jì)所需硬件的型號(hào)和性能，最后，介紹了系統(tǒng)的生產(chǎn)流程、系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)，硬件配置和軟件實(shí)現(xiàn)。 19 月份，規(guī)模以上印染企業(yè)實(shí)際完成投資 億元，同比增加 %，高于紡織工業(yè)投資增幅 個(gè)百分點(diǎn)；施工項(xiàng)目數(shù) 589 個(gè)，同比增加 %；新開工項(xiàng)目數(shù) 455 個(gè)，同比增加 %；竣工項(xiàng)目數(shù) 169 個(gè)，同比增加 %。 絲光工藝條件不同所獲得的絲光效果是不一致的 ,多年來為了達(dá)到絲光的理想效果 ,實(shí)現(xiàn)絲光工藝的高 效 ,國內(nèi)外有關(guān)方面均作了大量試驗(yàn)研究和探討。電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能 的好壞 ，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量 的提高 、生產(chǎn)效率 的 提高和節(jié)能有著 極其重要的影響 。 交流變頻調(diào)速控制的優(yōu)點(diǎn)主要有 : (1)交流變頻調(diào)速是使用異步電動(dòng)機(jī)，和同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，具有體積小、占空間小、可靠性高、維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。在國內(nèi)外不僅大量的使用了基于 PLC 控制的交流變頻調(diào)速技術(shù)，而且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟(jì)效益。 ③原有設(shè)備的增速運(yùn)轉(zhuǎn) 設(shè)備運(yùn)行的速度往往直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : ①該變頻器是基于現(xiàn)代控制理論的磁通觀測(cè)器、神經(jīng)元控制，直接控制轉(zhuǎn)矩，真正的電流矢量控制達(dá)到高精度轉(zhuǎn)矩控制 速度控制范圍： 1:1000 速度控制精度：土 % 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 150%/r/min ②操作設(shè)置簡(jiǎn)單 ③多種控制功能以滿足各種機(jī)械需要。 13 表 2 PG 速度控制卡類型 PGA2 A 相 (單 )脈沖輸入，開路集電極或補(bǔ)碼輸出 V/f 控制專用 PGB2 A 相 /B 相脈沖輸入補(bǔ)碼輸出對(duì)應(yīng)，矢量控制專用 PGD2 A 相 (單 )脈沖輸入，線驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) V/f 控制專用 PGX2 A 相 /B 相 /Z 相脈沖輸入，線驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)矢量控制專用 表 3 PGB2 的端子及其規(guī)格 端子 NO. 內(nèi)容 規(guī)格 TA1 1 脈沖發(fā)生器用電源 DC+12V(177。所以選擇FX2N32MR001 型號(hào)。 表 7 控制式自整角機(jī)的型號(hào) 型號(hào) 勵(lì)磁電壓（ V） 額定頻率（ Hz） 最大輸出電壓（ V） 空載電流（ A） 空載 （ W） 零位電壓（ mV） 電氣誤差 重量（ g） 28KF4E 36 400 16 70 5,10,20 130 28KB4E 16 400 32 80 5,10,20 130 其它元器件的選擇 (1)按鈕的選用 按鈕是最常用的主令開關(guān)，在低壓控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控 制信號(hào)。本系統(tǒng)中采用 CJ1020 交流接觸器。 (5)在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的支路放在梯形圖的最上面，而有幾個(gè)支路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將并聯(lián)支路多的盡量靠近母線。 本論文是在指導(dǎo)老師羅老師 和饒老師 的悉心指導(dǎo)下完成的，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，羅老師耐心的輔導(dǎo)我?guī)椭医獯鹨粋€(gè)又一個(gè)難題，使我順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。四年時(shí)間的學(xué)習(xí)和生活讓我得到了老師們真誠的關(guān)愛和同學(xué)們無私幫助。 梯形圖設(shè)計(jì) 梯形圖是一種標(biāo)準(zhǔn)的 PLC 編程語言，繪制時(shí)必須遵循一定的規(guī)則，具體如下 : (1)梯形圖的所有指令必須畫在母線右邊。 ④電磁線圈的電源種類，頻率繼而額定電壓。本設(shè)計(jì)所選的 KL 系列自整角機(jī)都是要單相交流電源供電，故又稱單相自整角機(jī)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值： (5) 制動(dòng)電阻的最小值： (6) 制動(dòng)電阻 BR 的阻值應(yīng)由如下條件來決定： (7) 由式 (6)可以估算出制動(dòng)電阻的阻值為 350Ω。 變頻器的基本原理見圖 3。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示 圖 2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 8 3 硬件設(shè)計(jì) 變頻器的選擇 變頻器的功能與構(gòu)成 變頻器實(shí)現(xiàn)的功能： (1)節(jié)能的應(yīng)用 通過變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行能夠節(jié)能，這是變頻器應(yīng)用最典型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。我國各行業(yè) 得生產(chǎn)設(shè)備中 也出現(xiàn)了大批使用 PLC 改造設(shè)備的成果，如機(jī)械行業(yè)，采用 PLC 作為控制裝置的生產(chǎn)設(shè)備越來越多。從各方面來看，交流調(diào)速系統(tǒng)最終將取代直流調(diào)速系統(tǒng)。 特點(diǎn)：常以雙層進(jìn)行，產(chǎn)量較高，絲光均勻，不會(huì)產(chǎn)生破邊。在這種狀況下，棉紗或者棉布完全浸于燒堿溶液中，對(duì)于機(jī)織織物，通常使用燒堿的濃度是 20－ 24％，對(duì)于紗線，使用燒堿的溶液濃度是 24－ 26％。行業(yè)銳意進(jìn)取，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)基本平穩(wěn)的增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益明顯好轉(zhuǎn)，利潤(rùn)、投資、出口等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增速較 20xx 年有較大提升。絲光機(jī)是國內(nèi)紡織印染行業(yè)大量采用的印染設(shè)備，由可控交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)施驅(qū)動(dòng)與控制，因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)存在 著許多的 弊端： 比 如 需要長(zhǎng)期 維護(hù)、可靠性 比較 低、靈活性 比較 差、響應(yīng)速度 比較 慢、故障停車時(shí)間長(zhǎng) 而 且 沒有 故障自檢測(cè)功能，所以嚴(yán)重影響 著 生產(chǎn)線 上 正常 的 運(yùn)行。 但是， 當(dāng)我國 的 印染 市場(chǎng) 低端 產(chǎn)品的 需求逐漸 趨于 飽和以后， 又 隨著 我 國加入世貿(mào)組織，國 際市場(chǎng) 也逐步 打開，中國 的 印染 行業(yè) 融入了全球貿(mào)易鏈，成為世界的加工車間 。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 ,用濃燒堿或其它化學(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。 優(yōu)點(diǎn)：彎輥絲光機(jī)加工時(shí)，常常兩層織物疊在一起進(jìn)行，產(chǎn)量較高，有機(jī)身短、結(jié)構(gòu)筒單的優(yōu)點(diǎn)， 缺點(diǎn)：洗堿效率低，擴(kuò)幅效果差。 到 20 世紀(jì) 70 年代 時(shí)期 ， 解決了 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案中的問題 所在 ， 所以 交流調(diào)速 馬上就 得到迅速的發(fā)展，現(xiàn)在 在生產(chǎn)設(shè)備上的調(diào)速系統(tǒng)都使用了 交流調(diào)速系統(tǒng) ，可見 交流調(diào)速系統(tǒng) 正在 逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)。 基于 PLC 的絲光機(jī)交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 20世紀(jì) 80 年代，國外大量使用 PLC 控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，在節(jié)能和節(jié)約維護(hù)設(shè)備的成本上都取得了非?？捎^的效益。 圖 1 同步系統(tǒng)圖 7 PLC變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻電機(jī)M2電機(jī)M3電機(jī)M4電機(jī)M5電機(jī)M6電機(jī)M1測(cè)速發(fā)電機(jī)拖引輥拖引輥拖引輥拖引輥拖引輥拖引輥 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 本設(shè)計(jì)絲光過程設(shè)備流程： 絲光過程是由一條生產(chǎn)流水線自動(dòng)完成，其中主要包括進(jìn)布、浸堿、反應(yīng)、穩(wěn)定、水洗、出布等六個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)工藝都需要拖動(dòng)系統(tǒng)，從而每一個(gè)工藝都需要電動(dòng)機(jī)， 工藝上要求各個(gè)電動(dòng)機(jī)保持相同的線速度，或 者保持一定的速度比值運(yùn)行，這就是我們常說的“同步”傳動(dòng)方式，因?yàn)獒樋椢飶椥暂^大，受到拉力容易變形。而且通過充分利用變頻器的功能，使大部分生產(chǎn)機(jī)械的具有更多的功能。 11 圖 4 VS616G5 變頻器引腳圖 12 ? ?2 10 .1 0 4 7 0 .2COB BMUR T T n? ?min CCUR I?min B OBR R R?? 表 1 電動(dòng)機(jī)與變頻器間容量的匹配關(guān)系參考表 被控交流電動(dòng) 變頻器輸出 被控交流電動(dòng) 變頻器輸出 機(jī)容量 (kW) 容量 (KVA) 機(jī)容量 (kW) 容量 (KVA) , 2 22,30 50 , 4 37 60 6 45,55 100 10 75,90 150 15 110,132 200 11,15 25 160 230 35 變頻器的制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 因?yàn)榻z光機(jī)的傳動(dòng)裝置在運(yùn)行過程中具有比較大的慣性，所以變頻調(diào)速裝置需要具有制動(dòng)功能。 Y90L4 型三相異步電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)基本系列，符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。力矩式用于同步指示系統(tǒng)；控制式用作測(cè)角元件。 (3)接觸器的選用 接觸器 是 用于主電路自動(dòng)接通或切斷，選擇接觸器主要考慮以下技術(shù)數(shù)據(jù)： ①電源種類：交流或直流。 其 PLC 控制 電路如圖 8 所示 。 本設(shè)計(jì) 所使 用 PLC 控制器， 是具有 簡(jiǎn)單 的 硬件結(jié)構(gòu)， 花費(fèi)少 ，操作方便 ，很少需要 維護(hù) 等優(yōu)點(diǎn) ，使設(shè)備 的 運(yùn)行 方式更趨于合理，提高 了 設(shè)備的自動(dòng)化水平。 在此期間，同學(xué)們也總是在一起探討問題，使我感覺到了同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)和友誼，在我們各自提出問題的同時(shí)我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深的理解。 所以簡(jiǎn)要介紹一下梯形圖：首先進(jìn)行初始化，再開啟按鈕 SB1 即可啟動(dòng)線圈 KM1 和信號(hào)燈 HL1，并且自鎖， 再開啟按鈕 SB2 即可啟動(dòng)線圈 KM2 和信號(hào)燈 HL2，并且進(jìn)行自鎖 梯 ，再開啟按鈕 SB3即可啟動(dòng)線圈 KM3 和信號(hào)燈 HL3，并且進(jìn)行自鎖，