【正文】 比較電路選用一塊 74LS 10 集成電路中的二個三輸入與非門構(gòu)成，反相器選用一塊74LS00 集成電路。 同步控制電路原理的實現(xiàn) 同步控制電路原理如圖 313所示。長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 24 這時正反補償都不動作，即補償電機停止，表示兩個系統(tǒng)處于同步狀態(tài)。 如果包裝材料供送超前， J 剛好從 1 變?yōu)?0, 1 腳為低電位，鎖住 F，而 3腳由反相器的作用為 1，如果得到 S=1，使 4 腳電位也為 1, Z輸出狀態(tài)取決于腳 5。只有當檢測到色標信號， S=1，電路中 2, 4 腳為高電位時， J 的狀態(tài)才對輸出有影響。 上述原理可由圖 312 實現(xiàn)。這段延時時間的長短是可供隨時調(diào)節(jié)的，因此達到同步精度可調(diào)的目的。如果兩個系統(tǒng)剛好同步，在圖 39 的同步范圍內(nèi)，要求伺服電機既不正轉(zhuǎn)也不反轉(zhuǎn)，處于停止狀態(tài)。在圖 39所示時刻，正好光電傳感器 S 輸出為 1時，接近開關 J 的輸出也為 1，可以認為產(chǎn)品供送滯后，當 J 為 0，即半圓金屬片遮當住接近開關時， S 為 1，則產(chǎn)品供送超前。在產(chǎn)品供 送 系 統(tǒng) 的 驅(qū) 動 軸 上安裝一個如圖 39 所示的半圓形金屬片 1，在側(cè)面裝上接近開關 J 的探頭，如圖所示的瞬間，接近開關沒有感應到金屬片 1，假設輸出狀態(tài)為 1，當產(chǎn)品供送軸 3 旋轉(zhuǎn)，半圓金屬片遮住接近開關，接近開關輸出狀態(tài) J 為 0，因此產(chǎn)品供送軸每旋轉(zhuǎn)一圈，接近開關的 1 和 0 輸出狀態(tài)大約各占一半的時間 。如圖 311:包裝材料每供送到一定長度時，光電傳感器讀到 色標信號，將該信號作為同步信號送 給比較器，同時將此信號輸送給切紙機構(gòu)，由于切紙機構(gòu)與包裝材料在水平方向上是同步的 (關于切紙機構(gòu)與包裝材料的同步控制在此不作論述 )，因此他并不影響送料速度。 信號的獲取 當包裝材料需要定長裁斷時，如單個衛(wèi)生卷紙的包裝，包裝材料以卷筒的形式放于原料架上，且每隔一定長度都印有一個色標。否則當包裝材料供送慢于產(chǎn)品的供送，伺服電機正轉(zhuǎn)，差速器在正常輸出的速度基礎上疊加一個正補償，提高包裝材料的供送速度，直到兩者同步 。將產(chǎn)品供送和包裝材料供送的信號反饋給同步控制電路，比較兩者是否同步。 送料過程中的同步控制 在高速全自動包裝機運作的過程中，產(chǎn)品的供送和包裝材料的供送均是連續(xù)進行的，而 且它們分別受到許多因素的影響，如 :生產(chǎn)中速度的變化、包裝材料的張力和拉伸率不均勻等，因此這兩個系統(tǒng)相互之間有一個需要隨時調(diào)整速度的同步控制問題。定子頻率 1/s 除以極對數(shù)之值為 CB1 板字 2(實際測量值 ) 以上自適應控制方法在變轉(zhuǎn)動慣量的張力控制系統(tǒng)中取得了良好的控制效果，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 CB1 板通訊采用 PP04 格式，過程數(shù)據(jù)長度為 6 字節(jié) P694 i001=9686。附加設定位 2 為 0 P554=3001。主設定值位于 CB1 板字 2 P443 二 0。用光電編碼器測量電機轉(zhuǎn)速 P090 =1。 P163=1。本系統(tǒng)中放卷機變頻器的使用特點是 V/f 轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，但通過光電編碼器采集電機的實際轉(zhuǎn)速值，變頻 器通過 CB1 板經(jīng) profibusDP 總線接收 PLC 的“控制字”命令和轉(zhuǎn)速設定值，或向 PLC發(fā)送“狀態(tài)字”和轉(zhuǎn)速實際值。由于放卷機電機在正常運行時處于發(fā)電制動狀態(tài)，故采用直流母線供電，這樣可以使電能回饋到母線。 ET200M 帶有集成 I/0，除開關量信號以外，還可以采集和傳輸模擬信號。 6SE70 型矢量變頻器配置 CB1板后可與 profibusDP 總線接口，變頻器之間傳送速度給定與狀態(tài)等。主要應用于現(xiàn)場級 .是一種高速 (可達12Mbit/s)和便宜的通信連接，它被設計為自動控制系統(tǒng)和設備級分散的 I/0 之間進行通信使用，可滿足全數(shù)字交直流調(diào)速系統(tǒng)對于電機快速的時間響應要求。 Profibus}DP(Distributive Peripheral一分布式外設 )是 profibus 的重要組成部分。 CP3425 能全自動地處理與它相連接的設備的數(shù)據(jù)通信，以及編輯和緩沖數(shù)據(jù)，用于 SIEMENS 57300 可編程序控制器和 profibusDP 主 /從接口模板 .作為主設備接口模板時，可鏈接多達 125個從站。定時控制程序調(diào)用間隔為 lms 到 1min，性能上滿足對分切機有關傳動電機進行實時轉(zhuǎn)速控制 的 要 求 。 CPU315DP用于要 求中到大規(guī)模的程序和通過 profibusDP 進行分布式配置的設備，具有能進行浮點處理的 STEP?處理器和用于接口通訊的微控制器，可直接與編程器連接。 張力控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 2)控制系統(tǒng)硬件配置 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡圖見圖 38。使其線速度與分切機的線速度同步。分切機主傳動變頻器控制主傳動電機跟隨控制面板上速度電位器的設定值運動，放卷機變頻器及傳動電機的作用是控制包裝紙的放卷速度，使調(diào)節(jié)輥穩(wěn)定在平衡點附近，以間接地控制張力。由于調(diào)節(jié)輥所受到的長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 21 向下的力 Fg是重力和氣壓力的合力，該力是一個恒定的力，調(diào)節(jié)輥所受到的向上的力則是包裝紙的張力 T}和 T2。其放卷機控制系統(tǒng)原理如圖 3 一所示。 包裝紙分切機調(diào)節(jié)原理簡介 在分切時，為了使包裝紙平整、伏貼，必須使包裝紙保持一定的張力。 在分切的過程中，由于放卷輥上包裝紙的直徑越放越小，放卷機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量的變化范圍很大，采用一般的控制方法難以取得滿意的控制效果。由主速節(jié)點測量到的包裝紙線速度必須實時傳到放卷節(jié)點，當某一軸上的包裝紙即將放完時，該部分的另一軸應該提前轉(zhuǎn)動起來，并且線速度和主速節(jié) 點傳過來的速度值保持一致，這樣才能實現(xiàn)無速度差轉(zhuǎn)接，以減少廢料。在 升降速過程中，主速節(jié)點必須發(fā)送升降速標志給其它各節(jié)點，使他們在控制各自張力時作出相應的補償，這個過程要求響應快。 放卷、分切部分的張力控制 卷紙包裝機有一套傳動系統(tǒng)，包括放卷，切斷，每個部分由一臺電動機帶動。 圖 33 第二工位控制線路圖 Fig33 Control circuit of the second working procedure 按下 SB1, KA得電， KMr2 得電， M2 正轉(zhuǎn)，軸向電機前進，前進到位 夾緊結(jié)束松開 SB1 , KA 斷電， mKMr1 通 電， M1 反轉(zhuǎn) (放松 )，放松到位， 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 20 如此自動循環(huán)。延時 50ms,在此時間段中，主電機帶動該機構(gòu)軸旋轉(zhuǎn) 90 度，延時結(jié)束，軸向電機繼續(xù)動作，完成窩邊動作。 SQa 為到工位 2 時的行程開關，當?shù)竭_此處時，發(fā)出進料信號，放紙空心 臺和托盤推桿上升。工藝盤的底部裝有行程開關 SQa, SQb, SQc, SQp, 包裝機底部裝有行程開關 SQd, SQg(推板處在裝料位 )， K創(chuàng)得電自鎖，推紙空心臺上升一當壓動 SQ1〕一 I}If 失電，上升停長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 19 止 先按下 SBf 一 I}!得電自鎖，托盤推桿上升一當壓動 SQc } IdN 慶電，上升停止 當 KT2 延時到，即在 1 工位裝料完成時， KT2 常開觸點閉合， KMd, KMr 得電并互 鎖，兩電機反轉(zhuǎn)，推紙空心臺和托盤推桿同時下降，分別壓動 SQd, SQg時，下降 停止。若要調(diào)整他們的位置，就不能按選 擇按鈕 SB2，這樣 KA 不得電其常開觸點斷開，電動機正反轉(zhuǎn)控制電路只能完成點 動控制。包裝紙推紙空心臺和卷紙托盤推桿要 自動往返于工藝盤和地面之間以完成送料動作，其控制線路 },6}. a 如圖 32 所示。在這個工位上， 推紙空心臺推動己切好的包裝紙片，托盤推桿推動紙球同時以相同的速度前進， 當壓到紙片到位行程開關時，推紙空心板停止，當壓到托盤到位行程開關時，托 盤停止。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機 為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控 制場合 Gel。 主要控制功能模塊的設計 裝料工位 1 要達到高速包裝，紙片和紙球需要快速地送到 1 工位，因此就必須考慮電機 的速度響應性。 在主電機啟動后，送紙電機應自動運轉(zhuǎn)，保證下紙道中有充足的卷紙供推紙 板使用，并且要求在 JS3 傳感器 (檢測推紙板是推還是退 )的控制下有高低速自 動切換功能。若機器出現(xiàn)故障，則應立即切斷電源， 并且進行機械制動，確保機器的安全。 主電機啟動前，主操縱離合器應處于拉開狀態(tài)，確保主電機輕載啟動。這樣便于將故障分散，并 且有利 于調(diào)試和檢修。 3． 1 供電線路 圖 31 供電線路 Supply power circuit 如圖 31 所示，三相電源由滑線引入電氣柜中，經(jīng)由一個總進線空氣開關 (QS1)后供給系統(tǒng)的控制回路及電機主電路部分。對于該包裝機的控制系統(tǒng)，主要有原包裝紙放料 過程中的張力控制，送料過程中的同步控制，包裝過程控制等。 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文 17 第三章電控系統(tǒng)電路及各功能模塊的設計 卷紙包裝機用三相異步電動機驅(qū)動，由專用的變頻器電源供電，轉(zhuǎn)速通過變 頻調(diào)速實現(xiàn)。 1, 2, 3 工位的行程開關 、皮帶、推紙機的自動停用和工作信號 、電磁閥等的電源信號等 PLC 的控制輸出大多是一些開關輸出信號，如送料機、工藝盤電機，皮帶的啟動等，這些信號經(jīng)功率放大驅(qū)動對應的包裝執(zhí)行機構(gòu)。反映出這種變頻器在造紙傳動中的卓越性能 .6SE70 系列變頻器功能強大、組態(tài)靈活，能適合各種場合的應用需要。滿足了不同控制系統(tǒng)的要求。該系列變頻器采用最新的矢量控制技術(shù)、從而提高了系統(tǒng)的控制精度和動態(tài)響應精度。機架 0 上 24V電源由 CPU3152DP 向其它模板供電、另外插入 IM360, CP343 5 各 1 塊， SM331 模擬輸入板 2 塊， SM332 數(shù)字輸出板 4 塊。故在設計系統(tǒng)時 考慮每塊模塊的電流消 耗和功率損耗是非常必要的。在確定所有的模塊并組建 S7 300 系統(tǒng)時要選擇合適的電源模塊。 在實時控制系統(tǒng)中，接地是抑制干擾使系統(tǒng)可靠工作的主要辦法。輸出電流長期在 5A到 7A之間時，輸出電 壓下降，電源壽命縮短 。如果正常輸出額定電壓 24V，則綠色 LED 點 亮 。在輸入和輸出之間有可靠的隔離。 電源模塊 PS307 (5A)及其容量計算 PS307 電源模塊的輸入接單相交流，輸入電壓為 120/230V, 50/60H Z。模塊與 S7300CPU 及負載電壓之間是光電隔離的。對于一個積分時間設定為 20ms. 8 個輸入通道都接有 外部信號且都需斷線監(jiān)視的 SM331，其循環(huán)時間為 (22+10) *8=256mso SM331 的每兩個輸入通道構(gòu)成一個輸入通道組，可以按通道組任意選擇測量 方法 和測量范圍。某一通道從開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入 值起，一直持續(xù)到再次開始轉(zhuǎn)換的時間稱為輸入模塊的循環(huán)時間。 SM331 的 8 個模擬量輸入通道共用一個積分式 A/D 轉(zhuǎn)換部件。 57300 模擬輸入模塊的輸入測量值范圍很寬，可直接輸 入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號。在我國為了 抑制工頻及諧波干擾，一般選用 20ms 的積分時間，相應精度為 12 位。積分時間越長，被測值的精 度越高。 A/D 轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法。 8 路 12 位分辨率模擬量輸入模塊 SM331 SM331: A18*12Bit 是 8 通道的模擬量輸入模塊，在系統(tǒng)中用于輸入主傳動電 機轉(zhuǎn)速、放卷機轉(zhuǎn)速、放卷輥直徑等的測量值。 。 SM322: D032*24DC/ 方式的模塊，只能帶直流負載 。 32 位數(shù)字輸出模塊 SM 322 D032*24DC/ 數(shù)字輸出模塊將 S7300 的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)化為控制過程所需的外部信號電 平。模塊的每個輸出點有 一個綠色發(fā)光二極管 LED 顯示輸入狀態(tài)。 SM321 數(shù)字 輸入模塊具有 32 位獨立的輸入點，用于連接開關或 2 線接近開關 (BERG)。 32 路數(shù)字輸入模塊 SM321 數(shù)字輸入模塊 SM321 向外提供電源，將位于現(xiàn)場的開關觸點的狀態(tài)經(jīng)過光電 隔離和濾波，將從過程傳輸來的外部數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為內(nèi)部 S7300 信號電平。與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進行通訊。它可以通過 PROFIBUS FMS 與 PROFIBUS 站點通訊 。 通訊處理器模塊 CP343 一 5 CP343 5 通訊處理器是用于 PROFIBUSFMS 總線系統(tǒng)的 SIMATICS7 300 的通訊處理器。 每個 IM361 需要一個外部 24V電源，向擴展機架上的所有模塊供電。 IM361 接口模塊安裝在 S7300 的 1 號 到 3 號的機架上 。一個系統(tǒng)可以有中央機 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計論文