基于plc的龍門刨床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(定稿)-文庫吧資料
2025-07-03 18:23本頁面
【正文】 子。可編程控制器的模擬量輸入端口，直接與直流調(diào)速器反電動(dòng)勢Ea輸出端子連接，以獲得實(shí)時(shí)信號，并對信號進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。補(bǔ)償量的大小在電流調(diào)節(jié)器優(yōu)化過程中自動(dòng)確定，系統(tǒng)將得到的反電動(dòng)勢反饋到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器比較由反電動(dòng)勢表征的實(shí)際速度值與速度給定值的大小，根據(jù)偏差自動(dòng)調(diào)節(jié)電樞電壓與電流，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。針對原系統(tǒng)特點(diǎn)，經(jīng)分析和研究，系統(tǒng)采用如下配置：主拖動(dòng)直流電機(jī)采用型號為Z420031，額定電樞電壓為220V，額定直流電流為305A；其余的交流電動(dòng)機(jī)采用型號為JB24，額定電壓為380V；主電機(jī)全數(shù)字直流調(diào)速裝置6RA7081，裝置額定直流電壓為420V，額定直流電流為400A；額定功率為168KW，接三相交流380V電源時(shí)，額定輸出直流電壓為420V，接三相交流220V電源時(shí)，額定輸出直流電壓為220V，控制功能強(qiáng)大，過載能力強(qiáng)，設(shè)置使用方便[6]；可編程控制器采用西門子的S7200系列，包括主模塊CPU224(AC/DC/繼電器)，數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊(EM223)和模擬量擴(kuò)展模塊(EM231)，運(yùn)行可靠，可在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及WINDOWS平臺上方便編程；電位計(jì)采用5KΩ特種導(dǎo)電塑料電位器，調(diào)速線性度好；采用直流三線制電感式接近開關(guān)替代常規(guī)的工作臺行程開關(guān)；用三位半數(shù)字面板表顯示輸出電流、速度，代替常規(guī)的指針式電流、速度表，直觀性好；主回路用變壓器，三相交流 380V/220V；勵(lì)磁回路用變壓器兩相交流380V/260V[7]；設(shè)置了主電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)的聲光報(bào)警裝置；其他常規(guī)低壓電器及相關(guān)器件供電電源。第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 針對原系統(tǒng)的缺陷和改造要求實(shí)現(xiàn)的功能，本文設(shè)計(jì)了以可編程控制器為核心的直流調(diào)速控制系統(tǒng)，系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖見硬件圖所示。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強(qiáng)大，同時(shí)它的功能也大大超過了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等。對于傳統(tǒng)的繼電器電路來說，它難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計(jì)繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)升級，并易發(fā)故障，維修復(fù)雜，現(xiàn)在已被大中型設(shè)備的控制系統(tǒng)所拋棄。上世紀(jì) 90 年代，隨著 PLC 和變頻器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，只需在其外圍增設(shè)一些檢測設(shè)備就可以構(gòu)成一個(gè)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從而大大提高了系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 我國自動(dòng)化研究和運(yùn)用起步較晚，上個(gè)世紀(jì) 50 年代主要采用繼電器—接觸器控制，速度調(diào)節(jié)主要采用直流調(diào)速裝置控制；從 70 年代末才開始有少數(shù)生產(chǎn)線中采用 PLC 進(jìn)行控制；到了上世紀(jì) 80 年代，PLC 和變頻器在我國才逐步得到廣泛應(yīng)用，越來越多的生產(chǎn)線采用了 PLC 和交流調(diào)速控制，這使我國工業(yè)控制的自動(dòng)化水平得到較快的提高，生產(chǎn)線的控制精度、故障率等明顯改善。這一時(shí)期也是我國發(fā)展應(yīng)用 PLC 技術(shù)的初期階段，各高等院校、科研院所與企業(yè)廠家聯(lián)合開發(fā) PLC 項(xiàng)目，有的集團(tuán)公司干脆直接與日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家的有名 PLC 廠家合作[3]，對我國自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)進(jìn)步起到積極推動(dòng)作用。另一類是 PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)網(wǎng)，也可構(gòu)成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PLC 的聯(lián)網(wǎng)可分為二類：一類是 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)通信。為了滿足一些特殊的要求，PLC 也具備了高速計(jì)數(shù)、定位、定時(shí)等功能單元。雖然這些控制器目前仍有不同程度的應(yīng)用，但最年輕的PLC 最具活力和生命力，大有取代其他控制器之勢。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，70 年代中期出現(xiàn)的微處理器到了 70 年代后期便應(yīng)用于PLC 中，使 PLC 的功能大大增強(qiáng)，具有計(jì)算機(jī)功能，而且做到小型和超小型。定義強(qiáng)調(diào)了 PLC 是：（1）數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)——也是一種計(jì)算機(jī)；（2）專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)；（3）面向用戶指令——編程方便；（4）邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作；（5）數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制；（6）易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體并易于擴(kuò)充。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。國際電工學(xué)會（IEC）曾先后于 1982 年 11 月、1985 年 1 月和 1987 年 2 月發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一、二、三稿。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加快，發(fā)達(dá)國家在發(fā)展技術(shù)的同時(shí)，更加注重對可編程序控制器知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)[4]，國際大型 PLC 制造商紛紛加入了可編程控制器的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，利用許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立了符合他們經(jīng)濟(jì)利益的知識和技術(shù)保護(hù)壁壘。微型可編程序控制器異軍突起，體積小，價(jià)格低廉，但其功能仍可覆蓋單體設(shè)備及整個(gè)車間的控制功能。這種發(fā)展趨勢還會讓舉步為艱的 ERP 系統(tǒng)有了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，從而會帶來工業(yè)控制的一場變革，實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠。目前，PLC主要向兩個(gè)方向擴(kuò)展：一是綜合化控制系統(tǒng)[9]。同時(shí)，在這一時(shí)期內(nèi)，PLC 的梯型圖語言、語句表語言完全成熟并基本上標(biāo)準(zhǔn)化，順序功能圖（SFC）語言逐步普及，專用編程器逐漸被個(gè)人計(jì)算機(jī)和相應(yīng)編程軟件所替代，人機(jī)界面裝置日趨完善，已能實(shí)現(xiàn)對整個(gè)工廠的監(jiān)控和管理，并發(fā)展了冗余技術(shù)，使 PLC 的可靠性大大提高。這使得 PLC 已完全取代了傳統(tǒng)的邏輯控制裝置、模擬量儀表控制裝置和以小型機(jī)為核心的直接數(shù)字控制（DDC）裝置，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)過程的各個(gè)領(lǐng)域[6]。PLC 開始向多處理器發(fā)展，其功能和處理速度大為增強(qiáng)，具有了算、三角函數(shù)、列表、查表等，自診斷和容錯(cuò)技術(shù)也得到迅速發(fā)展。特別是上世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)的微處理器很快被應(yīng)用于 PLC，使這項(xiàng)技術(shù)
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