【正文】 另外，硬件系統(tǒng)的安裝，以及對整個系統(tǒng)進行現(xiàn)場調(diào)試和試運行都無法完成，若以后條件允許，以上的不足之處有待完善。 我在做這次設計的過程中要感謝指導老師孫老師和劉老師，他們對我有很大的幫助。在大學所學知識的基礎上，嘗試了基于 PLC 的薄鋼板自動剪切控制系統(tǒng)的設計，并因此將所學知識系統(tǒng)化、理論化、實用化。該軟件是 SIMATIC S7200 用戶不可缺少的開發(fā)工具。該軟件功能強大，界面友好，并有方便的聯(lián)機幫助功能。 因此，手動控制流程編程中采用的互鎖手段，增強了可靠性和安全性。反之，也然 。在電動機正、反轉控制電路中，要求接觸器 KM1 得電后，接觸器 KM2 不能得電吸合。 １６ 圖 手動控制流程 電氣控制電路中，各電器之間具有互相制約、互相配合的控制，稱為聯(lián)鎖控制。按下相應的按扭， PLC 根據(jù)指令的編程，控制輸出端、 、 的通斷組合情況，控制矯正變頻器脈沖方向輸出和頻率輸出，實現(xiàn)控制矯正機前進和后退的目的；控制輸出端 、 、 的通斷組合情況，控制夾送變頻器脈沖方向輸出和頻率輸出，實現(xiàn)控制夾送輥前進和后退的目的。手動控制流程如圖 所示。由于其它原因造成停車后實際板長與設定的板長不符合，調(diào)用停車異常子程序，經(jīng)過微小調(diào)整，再進行判斷，實際值等于設定值后，發(fā)沖壓信號。 4 和 5 光電開關檢測套坑里面的鋼帶量是否合適，如果過多或者過少都會引進系統(tǒng)的振蕩和故障，正常狀態(tài)下 4 光電開關為開， 5 號光電開關為開，若 5 號光電開關為閉，說明 套量過多，矯正變頻器減速一小會再跟夾送變頻器同步速度，若 4為開，說明套量過少，矯正變頻器加速一小會再跟夾送變頻器同步速度。 在自動控制子流程圖中，進入自動控制狀態(tài)后，在滿足小車到位和小車沒有滿載條件下，才啟動變頻器。因此，在主流程圖中，有兩個主體，一個是手動控制流程，一個是自動控制流程。若選擇手動工作方式，因為其運行的次數(shù)比較少，所以每執(zhí)行一次手動子程序都將直接返回到工作方式選擇。主流程如圖 所示。繼續(xù)采樣泵生電壓，制動單元將重復導通和截止，使系統(tǒng)完成動力制動。此時的逆變器處于整流狀態(tài)，中間回路的濾波電容器的電壓會因吸收這部分能量而提高，產(chǎn)生泵生電壓。 制動過程 當系統(tǒng)開始減速時，電動機處于再生發(fā)電制動狀態(tài) 。 已知所選的電動機為 4 級，額定轉速為 1500r/min，減速箱的減速比為 20/1，測量輥周長 400mm，額定輥速 75r/min，變頻器固定頻率輸出有多檔，如 50HZ， 40HZ， 30HZ，20HZ， 10HZ。 從圖 可以看出，不同的剪切鋼板尺寸，選擇加速上升時間和勻速運行時間以及降速運行時間不能夠完全一樣，假定所有的情況下到達定位目標前的爬行速度一樣，就要根經(jīng)驗保證爬行的距離基本一樣，能很好保證鋼板準確停車。 圖 變頻器定位運行降速控制規(guī)律 另外，鋼板剪切的長度與毛巾平網(wǎng)印花機的花色間距不同，它不是定值，而是從幾十毫米到數(shù)千毫米不等，因此不可能采用同樣的運行速度和同樣的降速爬行距離。光電編碼器的脈沖信號經(jīng)光電脈沖電路處理后得到兩個信號，光電脈沖 P 和方向信號 D，這兩個 信號接入 PLC 的端口不是隨便的，而是根據(jù)規(guī)定， P 信號接 （時鐘）， D 信號接 （方向），否則高速計數(shù)器將得不到正確的信號。 系統(tǒng)所采用開按扭有兩種，一種是能夠鎖存狀態(tài)的按扭，即手動 /自動方式選擇按扭；另外一種是點動按扭，主要是在手動方式下對電機進行手動控制。 端口分配 控制系統(tǒng) PLC 的 I/O 點及地址分 配如表 33 所列。設計涉及的 CPU 226 相關技術參數(shù)如表 32 所列。 (5) CPU 226 有 24 輸入 /16 輸出，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強，用于點數(shù)較多，要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 (3) CPU 224 有 14 輸入 /10 輸出，存儲容量擴大了一倍，有 7 個擴展模塊，內(nèi)置時 １１ 鐘，有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力，是 S7200 系列中使用最多的產(chǎn)品。 (1) CPU 221 有 6 輸入 /4 輸出，無擴展，存儲容量較小，有一定的高速計數(shù)能力，適合于點數(shù)少的控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng) 選型 西門子公司的 S7200 PLC 是一種疊裝式結構的小型 PLC，它指令豐富，功能強大，可靠性高，結構緊湊，便于擴展，性能價格比高 。 圖 主電路 (b) 另外，在圖 主電路 (b)中，單相市電接入串接熔斷器 FU 起保護作用。變頻器電源的通斷控制由 PLC 控制兩個接觸器開關 KM1 和 KM2 的通斷來實現(xiàn)。 圖 主電路 (a) 在圖 主電路 (a)中，電源為三相市電輸入，為了保護變頻器和電機安全，串連兩個低電斷路器 QF1 和 QF2，串接了熔斷器，三相異步電機 M1 和 M2 接地。 、 、 、 、 、 的通斷情況選擇變頻器的輸出，其對應情況如表 31 所列。；一個可編程的模擬輸出 (0mA 至 20mA)；一個完全可編程的繼電器輸出 (30V，直流 /5A，電阻負載或 250V，交流 /2A，感性負載 )；采用較高的開關頻率時，電動機運行的噪聲很小 (在脈沖的開關頻率較高的情況下，額定輸出電流要降格使用 )；完善的變頻器和電動機保護功能。它的電源電壓規(guī)格很多， 因而可在世界范圍內(nèi)應用。 MICROMASTER 420 變頻器適合用于各種變速驅(qū)動裝置，尤其適合用于水泵，風機和傳送帶系統(tǒng)的驅(qū)動裝置。 ８ 圖 變頻器的一般結構框圖 其中，直流供電電源輸入一般為 24V 直流電源；數(shù)字量輸入和模擬量輸入一般是PLC 輸出端口和 PLC 擴展模擬量輸出端口來控制；三相電輸入為 50HZ 三相交流電；制動電阻用 來制動時機；三相變頻輸出是指經(jīng)過變頻后，用于給被控制的時機提供的三相電，其頻率是根據(jù)速度信息得到的頻率。 目前市場上出現(xiàn)的變頻器各類繁多，但基本的架構一樣，也為其使用提供了依據(jù)。 (a)檢測沖頭位置行程開關 (b)檢測小車位置行程開關 圖 行程開關安裝示意圖 變頻器 變頻器的一般架構 在本設計中，需要對矯正機和夾送機構的轉動速度和幅度進行有效控制，為矯正機和夾送機構提供動力的裝置可以選擇交流伺服系統(tǒng)，比如用步進電機作為動力裝置，其控制精度比較高，使用也較方便，但是交流伺服系統(tǒng)的造價一般比較高。若沖頭下沖到位， SQ2 給 PLC 信息，說明鋼板已經(jīng)剪切成功，接著進行復位， SQ1 給復位位置信號，復位不成功，系統(tǒng) 不會開車。 本設計的自動控制系統(tǒng)中有三個行程開關，分別是檢測剪切鋼板的沖頭上下位置各 ７ 一個，檢測載物小車是否到位一個，其安裝示意如圖 所示。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。 光電開關在本設計的薄鋼板自動剪切控制系統(tǒng)中有著重要的作用，光電開關實時檢測系統(tǒng)運行時鋼板在各個位置的存在狀況，為 PLC 提供系統(tǒng)是否能夠正常運行的實時數(shù)據(jù)， 保證系統(tǒng)的安全。在系統(tǒng)運行時，正常情況下， 3 號光電開關一直檢測到傳送帶上一直有鋼板；若是檢測到鋼帶上沒有了鋼板， PLC 控制系統(tǒng)即判定為開卷機已經(jīng)沒有鋼帶，發(fā)出停車指令。光電開關的 Ov 按扭和 PLC 的輸入公共 端 COM 連接，光電開關的輸出端