【正文】 rez Claudia。2002年,第07期:3～5[5]陳靜，[J]科技信息，2008年，第22期:1～3[6]王建平,[M].北京:[7] [D].[8][M]。這次設(shè)計工作使我受益匪淺，讓我對以前所學(xué)關(guān)于變頻器、PLC等方面的知識有了一個全新的的了解，并懂得如何將所學(xué)知識與實際結(jié)合在一起，也進(jìn)一步激發(fā)了我深入學(xué)習(xí)的興趣。在此，向老師致以最誠摯的謝意。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師葛鎖良老師，我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計離不開他的細(xì)心指導(dǎo)，從論文的選題、修改直到完成，老師給予了我悉心的指導(dǎo)與幫助。畢業(yè)設(shè)計的工作并不輕松，壓力時時襲攏，知識的匱乏，致使我埋頭啃書，向同學(xué)請教，向老師尋求意見，才完成這套設(shè)計，這其中的酸甜苦辣值得我用一生慢慢品嘗的。由于所學(xué)知識和時間有限，加上缺乏實踐經(jīng)驗，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，敬請各位老師批評指正。設(shè)計雖然完成了，但我只是掌握了傳動系統(tǒng)中很少的一部分知識，還有很多深奧的專業(yè)知識等著我們?nèi)ネ诰?、去探索、去學(xué)習(xí)。同時考慮對工作電極的散熱，系統(tǒng)加進(jìn)了一個風(fēng)扇電機(jī)。 數(shù)據(jù)模塊DB結(jié) 論本文依據(jù)造紙機(jī)的工藝要求，結(jié)合自動化所學(xué)知識，設(shè)計了一套基于PLC的造紙機(jī)控制系統(tǒng)。 電機(jī)的啟動程序與電機(jī)的啟動類似，使用專用指令代碼十六進(jìn)制數(shù)447，有數(shù)據(jù)模塊將其發(fā)送到ABB變頻器的專用通訊適配器中，控制變頻器的停止操作。圖 符號表電機(jī)的啟動程序，這里采用通訊控制，將控制啟動指令47F發(fā)送到數(shù)據(jù)模塊DB1中，由通訊程序負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)塊中的指令數(shù)據(jù)發(fā)送到變頻器的通訊適配器中，由變頻器執(zhí)行相關(guān)指令。通訊程序主要是用來交換PLC與通訊適配器之間的指令數(shù)據(jù)，使PLC很好的控制變頻器，使得電動機(jī)能很好工作。初始化 邏輯控制 加減子程序 速度連比計算Y加減速？速度控制通訊 軟件編程流程圖本設(shè)計的程序包括主程序塊OB，數(shù)據(jù)塊DB，功能塊FC。如圖42所示，造紙機(jī)的控制程序編寫主要包括初始化，加速、減速、啟動、停止、爬行。用NPBA12通訊適配器與ProfibusDP網(wǎng)連接在一起，適配器相當(dāng)于變頻器。 PLC的硬件組態(tài)圖中選用CPU 3152DP，其自帶ProfibusDP接口，同時滿足所需的控制要求。 系統(tǒng)硬件組態(tài)與軟件編程 系統(tǒng)硬件組態(tài)本系統(tǒng)采用S7300PLC，ABB ACS550變頻器組成控制系統(tǒng)，對于硬件組態(tài)，使用STEPTV5．4版編程軟件，進(jìn)入Hardware Configure完成S7300 PLC(315DDP)的硬件組態(tài)。另外系統(tǒng)中涉及的通訊適配器NPBA12也需要添加到系統(tǒng)中。它可以實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了切實可行的解決方案[15]。具有硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測試、啟動和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。STEP 7編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括SIMATIC依據(jù)造紙機(jī)系統(tǒng)的要求此處選用型號為HLP2B80的數(shù)顯表，經(jīng)濟(jì)實用，能很好滿足要求。應(yīng)用范圍：配電箱，工業(yè)自動化，自動化變電站，樓宇自動化。本次設(shè)計的系統(tǒng)中模擬量輸出模塊選用型號為6ES7 3325HF000AB0。這里參考系統(tǒng)要求選用型號為6ES7 3221HF010AA0的數(shù)字量輸出模塊。當(dāng)負(fù)載較小時，輸出可以直接驅(qū)動，但大電流負(fù)載，需要經(jīng)過中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用中間繼電器的觸點進(jìn)行驅(qū)動。數(shù)字量輸出模塊：數(shù)字量輸出模塊用于從控制器向過程變量輸出數(shù)字信號，吧S7300的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機(jī)、燈和電機(jī)啟動器。同時為控制驅(qū)動電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇電機(jī)擁有相同的散熱效果，此處選用一個8點輸出的數(shù)字輸出模塊，接入八個繼電器，用來控制風(fēng)扇電機(jī)與驅(qū)動電機(jī)的同步啟動與停止，但風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速卻不受驅(qū)動電機(jī)影響。圖中包括PLC的數(shù)字輸出模塊與模擬輸出模塊。 模擬輸出模塊本模塊SM05為八點輸出的模擬輸出模塊，用來外接八個數(shù)顯表，顯示八臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，方便人工直觀觀察控制各傳動點的轉(zhuǎn)速。 數(shù)字輸出模塊本模塊SM04為8點輸出數(shù)字輸出模塊，在不考慮裕量的情況下是滿足控制要求的。數(shù)字輸入模塊用來實現(xiàn)PLC與數(shù)字量過程信號的連接，把從過程發(fā)送來的外部數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部信號電平，用于連接工業(yè)現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)和兩線接近開關(guān)（BERO）。各選用模塊具體介紹如下。本系統(tǒng)一共包括八臺電機(jī)，每臺電機(jī)包涵啟動、停止、加速、減速、爬行五種操作，使用PLC的開關(guān)量控制電動機(jī)實現(xiàn)這些功能，故共需要40個輸入點。 數(shù)字模塊3本數(shù)字輸入模塊SM03與SM0SM02一樣，為16點輸入的數(shù)字輸入模塊，用來控制壓光、卷取兩個傳動點的驅(qū)動電機(jī)的啟停、加減速、爬行操作的控制。 數(shù)字模塊2本數(shù)字輸入模塊主要負(fù)責(zé)控制一烘、二烘、大缸三個傳動點驅(qū)動電機(jī)的啟停、加減速、爬行操作控制。 數(shù)字模塊1本數(shù)字輸入模塊主要負(fù)責(zé)電機(jī)1到電機(jī)3的起動、停止、加減速等控制，即真空、網(wǎng)部和主壓三個傳動點的控制。本部分電路包括SIMATIC S7300的三個數(shù)字量輸入模塊、一個電源模塊。使用行規(guī)可使不同廠商所生產(chǎn)的不同設(shè)備互換使用，而工廠操作人員毋須關(guān)心兩者之間的差異。PROFIBUS–DP協(xié)議還明確規(guī)定了用戶數(shù)據(jù)怎樣在總線各站之間傳遞，但用戶數(shù)據(jù)的含義是在PROFIBUS行規(guī)中具體說明的。用于自動化系統(tǒng)中單元級控制設(shè)備與分布式I/O的通信[14]。模塊化、無排風(fēng)結(jié)構(gòu)、易于實現(xiàn)分布式的配置以及用戶易于掌握等特點，使得S7300在很多工業(yè)行業(yè)中實施各種控制任務(wù)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又符合實際的解決方案。S7系列在功能和使用上比Ｓ5系列有了很多改進(jìn) ,性能價值比更優(yōu) ,它主要包括S7200、S7300、S7400三種產(chǎn)品。各器件模塊詳細(xì)介紹如下。PLC的CPU模塊選用3152DP，其自帶總線接入接口，無需接轉(zhuǎn)換模塊。如原理圖所示，本部分包括SIMATIC S7300 PLC，ABB ACS550變頻器，ProfibusDP網(wǎng)，以及PLC的CPU與信號模塊。此方法優(yōu)點是編程簡單，缺點是硬件投入比較貴。采用方式一這種機(jī)械的硬件方式實現(xiàn)各傳動點速度的同步控制，存在各方面的問題：首先，這種方式其動力只來源于一臺總電動機(jī)，其次機(jī)械的東西在運(yùn)行時考慮到結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，該方式會給靈活性帶來限制，最后就是這種硬件方式的連接會使系統(tǒng)整個的使用壽命受到影響[12]。PLC與變頻器之間連接好DP通訊線纜，其他不需要任何硬連接的線了。變頻器的DO口子可以輸出一些如運(yùn)行、故障等狀態(tài)信號接入PLC的DI模塊，當(dāng)然也有變頻器的AO口子輸出如變頻器的頻率、溫度、電流等420mA模擬信號進(jìn)入PLC的AI模塊；第二，通訊的方式，而通訊的方式呢現(xiàn)在最常見的是ProfibusDP的方式。實現(xiàn)方法大體就是通過編程控制PLC的DO模塊輸出，為變頻器提供一對干觸點（無源觸點），再用這對干觸點來驅(qū)動變頻器的啟動，停止或者電動等。 PLC與變頻器連接的硬件電路PLC與變頻器之間存在兩種控制方式。模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。電源模塊：電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，其特點是可為專用集成電路（ASIC）、數(shù)字信號處理器對電機(jī)之間同步控制，有些情況下采用無線傳感器控制方式，這種方式方便性能好，但對于本系統(tǒng)性價比不高[10]。一般電機(jī)自身帶有散熱用的風(fēng)扇，在電機(jī)工作功率不大時，其自身風(fēng)扇就能滿足散熱要求，不需外加風(fēng)機(jī)幫助散熱。在變頻器、電機(jī)所在回路出現(xiàn)上述故障