畢業(yè)設(shè)計-基于plc及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(參考版)
2024-12-07 19:19本頁面
【正文】 。他在教學工作中親歷親為、嚴謹 認真的治學態(tài)度也時刻鼓勵著我。 Control System． 1988： 3132 [10] 王鵬．矢量變頻器在印刷張力控制上的應(yīng)用．制造業(yè)自動化． 2021． 25(7)： 6364． [11] 周希章，周全．電動機 的起動、制動和調(diào)速． 2021年 7月第 2版．北京：機械工業(yè)出版社， 2021：128130． [12] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．北京：機械工業(yè)出版社． 2021： 305310． [13] 左云．凹版印刷機張力控制系統(tǒng)數(shù)學建模與仿真．沈陽：東北大學． 2021 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 17 致謝 我要衷心的感謝我的指導老師 xx老師， x老師在繁忙的教學工作之余，精心輔導我的課題，讓我在基礎(chǔ)理論和實際應(yīng)用等方面都得到了很大的進步。 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 16 參考文獻 [1] 西門子公司． SIMATIC S7200可編程序控制器系統(tǒng)手 冊． 2021年 2月 02版： 415． [2] 張燕賓．變頻調(diào)速應(yīng)用實踐．北京：機械工業(yè)出版社． 2021： 6265． [3] 何煒德．塑料印刷入門．浙江科學技術(shù)出版社． 1999年 5月： 9192 [4] 郁漢琪主編，電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．南京：東南大學出版社， 2021： 141154。本文主要完成了一下幾個方面的工作： (1) 在對張力控制系統(tǒng)進行理論分析的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型； (2)進行了 PLC和變頻器硬件部分的設(shè)計； (3)實現(xiàn)了 PLC和變頻器的自由口通信。 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 15 結(jié)束語 張力控制是印刷工藝中的重要環(huán)節(jié)，直接影 響著印刷制品的質(zhì)量。中斷程序的作用是為了正確接收變頻器發(fā)回的每組數(shù)據(jù)，以監(jiān)示變頻器的轉(zhuǎn)速。 T X D +T X D R X D +R X D SG3 D +8 D 5 GND 圖 16 PLC與變頻器的連接 程序設(shè)計 PLC通信程序框圖如圖 17所示，分為三大部分，由主程序、子程序和中斷程序組成。 PLC與變頻器的連接 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 14 PLC S7200與三菱變頻器通信采用 RS485接口的串行方式。其次通信采用以下步驟： 1． 向變頻器發(fā)送要求數(shù)據(jù)；2． 經(jīng)變頻器等待時間后； 3． 從變頻器向 PLC發(fā)送返回數(shù)據(jù)； 4． 等待變頻器處理事件后； 5． 進行再處理。 三菱變頻器專用協(xié)議 在自 由口模式下， PLC與變頻器通信遵循三菱變頻器專用協(xié)議。通過指定的通信端口 (PORT)發(fā)送存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。在自由端口模式下，使用發(fā)送指令 XMT和接受指令 RCV，可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 由于 三菱變頻器規(guī)定了通信協(xié)議， S7200必須遵守該協(xié)議才能與之通信。S7— 200支持多種通信協(xié)議，如 PPI、 MPI、自由端口模式。 5 PLC自由口通信的實現(xiàn) S7200的自由口模式 S7— 200系列 PLC是西門子公司主要產(chǎn)品之一。當新料卷的外周把切刀擺臂上的光電開關(guān)擋住以后，翻轉(zhuǎn)停止，同時新放卷軸開始旋轉(zhuǎn)。正常自動接料裁切動作，只有在主機啟動狀態(tài)下有效。如果加速過程中沒有人工干預(yù)，機器的線速度最終將達到設(shè)定的“速度設(shè) 定”值；在加速過程中，按“減速”按鈕，機器將停止加速，并維持在當前線速度上運行。按“壓輥離／合”按鈕，各個印刷單元的壓印膠輥壓下。 印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLCI/O分配 表 1 PLC的 I/O分配表 輸入 輸出 光電發(fā)射器 空轉(zhuǎn) 預(yù)備 運行 運轉(zhuǎn) 放卷 A 加速 放卷 B 減速 收卷 A 壓輥離 /合 收卷 B 停止 放卷正翻轉(zhuǎn) 放翻轉(zhuǎn)啟停 放卷反翻轉(zhuǎn) 光電接收器 放擺臂 放翻轉(zhuǎn)限位 放膠輥 放換軸 /接料 放切刀 收翻轉(zhuǎn)啟停 收卷正翻轉(zhuǎn) 收翻轉(zhuǎn)限位 收卷反翻轉(zhuǎn) 收換軸 /接料 收擺臂 變頻器故障 收膠輥 /切刀 電鈴 PLC硬件接線 PLC的硬件接線如 圖 15所示 ，圖中左側(cè)為輸入信號元件，包括按鈕 、限位開關(guān)等；右側(cè)為輸出執(zhí)行元件，包括中間繼電器、指示燈、電磁閥、交流接觸器等。具有功能強、尋址方法靈活方便、通信功能強大等優(yōu)點。 P I D調(diào)節(jié)器 執(zhí)行機構(gòu) （ 變頻器及電機 ） 被控對象 （ 印刷材料 ）測量元件 （ 浮輥電位器 ）D / AA / D*uuu? fn圖 14 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 基于 PLC及變頻器的印刷機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 11 4 PLC硬件部分設(shè)計 PLC的硬件結(jié)構(gòu) S7200系列 PLC提供多種具有不同 I/O點數(shù)的 CPU模塊和數(shù)字量、模擬量 I/O擴展模塊供用戶選用。其動力學模型的推導也類似，其受力分析如圖 12所示。而料卷軸的轉(zhuǎn)動慣量 mJ 又由料卷轉(zhuǎn)動慣量 rJ 和空軸轉(zhuǎn)動慣量 0rJ 組成， rJ 是時變的，是卷徑的函數(shù)， 1r是時間 t 的函數(shù)， 0rJ 是固定值。有一個情況例外，當系統(tǒng)上電建立初始化張力時，料膜的初始張力為零，電動機處于電動狀態(tài)，當達到穩(wěn)態(tài)時，料膜張力與電機的電磁轉(zhuǎn)矩 相等。當預(yù)設(shè)印刷張力較小，或者給定加減速斜率比較大 (加速度大 )的時候，電機處于電動狀態(tài)，料卷的受力如圖 10所示；當預(yù)設(shè)印刷張力較大，或者給定加減速斜率比較小 (加速度小 )的時候，電機處于發(fā)電狀態(tài)，料卷 的受力如圖 11所示。最后一級傳動軸是小齒輪與滾筒同軸，且小齒輪與輸出軸相連，而齒輪箱的輸出軸是用來驅(qū)動兩個滾筒的。 1v2vL T壓印膠輥 壓印膠輥版筒 版筒 圖 9 張力產(chǎn)生示意圖 收放卷裝置動力學模型 典 型的印刷機械傳動系統(tǒng)包括以下組成部分：電動機、聯(lián)軸器、齒輪傳動單元 (齒輪箱 )、滾筒。 通常 360maxuk? （ maxu 為電位計的供電電壓）為線性系數(shù)，由電位計自身參數(shù)決定。 OAEBC DL1L2L0L??擺輥擺動后的位置擺輥的垂直位置 圖 8 浮輥處于某一位置時的幾何簡圖 )s inc os( c os2 202 1 ?? ?LLL LTLF ?? 浮輥擺幅通過電位 計的電壓來表征，浮輥擺動引起與之通過齒輪相連的電位計轉(zhuǎn)動，由浮輥擺角 ? 可以得到電位計擺角 s? ，可以得到一個電位計檢測電壓 u，電位計擺角 s? ，與電壓豁之間也有一個對應(yīng)關(guān)系，這個關(guān)系很簡單，是一個線性關(guān)系。 ODA擺輥BH0L0L2L1F0T1 圖 6 浮輥系統(tǒng)的平衡狀態(tài) O擺輥BHLFTC?? 圖
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1