線材自動(dòng)卷繞裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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目 錄 1緒 論 1 1.1課題提出與研究意義 1 1.2 線材卷繞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 2 線材卷繞系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合 3 2.1線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的特點(diǎn) 3 2.2線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 3 2.3 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 4 3 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 5 3.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的控制要求 5 3.2 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)中被控對(duì)象和元件之間的邏輯控制關(guān)系 5 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 6 4.1可編程控制器的簡(jiǎn)介 6 4.2 PLC 的一般結(jié)構(gòu) 6 4.3 PLC產(chǎn)品一些常見的技術(shù)指標(biāo) 6 4.4 PLC的選用原則 7 4.5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本的原則 7 4.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 8 4.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 8 4.8 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 9 5 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)備選型 9 5.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 9 5.2 PLC的選型 10 5.3 觸摸屏的選型 10 5.4 變頻器的選型 10 5.5 旋轉(zhuǎn)編碼器的選型 11 5.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型 11 5.7 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選型 11 5.8 其他設(shè)備選型 12 6 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì) 12 6.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 12 6.2 卷繞的進(jìn)入速度識(shí)別 12 6.3 卷繞速度計(jì)算 13 6.4 線材卷繞導(dǎo)向部分 13 6.5 卷繞的長(zhǎng)度測(cè)定 14 6.6 卷繞的誤差補(bǔ)償 14 7 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 15 7.1 I\O分配 15 7.2 程序設(shè)計(jì) 15 8 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的觸摸屏畫面設(shè)計(jì) 24 8.1 觸摸屏畫面設(shè)計(jì)概述 24 8.2 觸摸屏畫面的設(shè)計(jì) 24 9 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)主軸卷繞部分設(shè)計(jì) 28 9.1 MMX-440C 變頻器與三相異步電動(dòng)機(jī)的鏈接 28 9.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置與接線 28 總 結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 附 錄 32 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)材料清單 32 致 謝 33 33 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1緒 論 1.1課題提出與研究意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)需要對(duì)生產(chǎn)出的線材進(jìn)行卷繞或要將線材卷繞規(guī)定的匝數(shù)（如變壓器線圈），纏繞到規(guī)定直徑的卷軸上。在過去的工業(yè)生產(chǎn)過程中，該卷繞系統(tǒng)對(duì)線材的長(zhǎng)度計(jì)量和張緊度把握是通過機(jī)械或人力來完成的。這樣的卷繞方法效率低下，精度較差。對(duì)于卷繞有彈性的線材時(shí)容易造成拉伸線材變形或卷繞過松的現(xiàn)象。特別需要注意的是，這類機(jī)械的卷繞系統(tǒng)只能適應(yīng)于一種特定彈性和直徑的線材，同時(shí)也只能適應(yīng)特定直徑和寬度的卷軸。因此需要對(duì)現(xiàn)有非自動(dòng)卷繞系統(tǒng)進(jìn)行必要的自動(dòng)化更新或改造。 而線材自動(dòng)卷繞裝置是由PLC進(jìn)行軟件卷繞控制。其線材的進(jìn)入速度通過旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)得。線材的直徑、卷軸的直徑和寬度由觸摸屏直接輸入。當(dāng)需要改變卷繞線材或卷軸的參數(shù)時(shí)。只需通過觸摸屏改變相應(yīng)的參數(shù)，免去了機(jī)械卷繞系統(tǒng)的機(jī)械調(diào)試工作。 相較其它非自動(dòng)卷繞系統(tǒng)，由PLC控制的自動(dòng)卷繞系統(tǒng)成本低廉、操作簡(jiǎn)便、構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、精度高、效率高。可以替代現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中使用的非自動(dòng)線材卷繞系統(tǒng)。 線材繞系統(tǒng)是一種將線材（尤其是有彈性的線材）卷繞到規(guī)定直徑的軸上的機(jī)構(gòu)。它和線材生產(chǎn)機(jī)構(gòu)一同工作。在卷繞過程中，線材生產(chǎn)部分相當(dāng)于放卷機(jī)，卷繞機(jī)相當(dāng)于是收卷機(jī)。只有線材生產(chǎn)部分和卷繞機(jī)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說只有當(dāng)放卷機(jī)和收卷機(jī)的速度保持一致時(shí)，才不會(huì)對(duì)線材造成損害。由于線材生產(chǎn)部分（放卷機(jī)）在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中速度是接近保持不變的，卷繞機(jī)在卷繞過程中，收卷直徑會(huì)越來越大，因此放卷到收卷的傳輸線速度越來越大，這就需要不斷的降低線材卷繞機(jī)主軸的卷繞速度以配合放卷的速度。從而達(dá)到同步收放的效果。這也是我在設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)卷繞機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備和輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。再對(duì)其控制系統(tǒng)提出自己的方案。我對(duì)其控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的方案是由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線材卷繞機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。由旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量線材生產(chǎn)速度（既放卷速度），并把檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給可編程控制器PLC，同時(shí)，根據(jù)線材直徑和卷繞長(zhǎng)度（由Siemens TP-177B觸摸屏輸入）確定卷繞速度和卷繞長(zhǎng)度。由可編程控制器PLC通過計(jì)算、把結(jié)果傳遞給變頻器，再由變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。從而達(dá)到收放同步的效果。另外根據(jù)線材直徑，PLC還需要控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)線材卷繞的導(dǎo)向問題。 1.2 線材卷繞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 線材卷繞系統(tǒng)應(yīng)用于線材或膠管的生產(chǎn)制造、加工等領(lǐng)域。在該系統(tǒng)發(fā)展初期，是通過硬性的機(jī)械拖動(dòng)來完成線材的圈繞動(dòng)作。此時(shí)的圈繞系統(tǒng)動(dòng)力多由靠變電壓調(diào)速的直流拖動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)卷繞動(dòng)作。這種卷繞系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作直觀。但是，這種卷繞系統(tǒng)由于機(jī)械設(shè)計(jì)的原因大多只能適應(yīng)一種線材和單一的卷軸。當(dāng)需要更換另外直徑的線材或其他型號(hào)的卷軸時(shí)。需要調(diào)試甚至更換相應(yīng)的卷繞機(jī)械機(jī)構(gòu)以改變卷繞的線速度。另外還需要改變導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，這樣線材卷繞系統(tǒng)的卷繞線速度和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度與移動(dòng)距離是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)計(jì)算，這樣的機(jī)械變速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易磨損，需要定期的維護(hù)，且調(diào)試、維護(hù)這樣的系統(tǒng)需要很高的機(jī)械基礎(chǔ)，維護(hù)成本很高。 目前的半自動(dòng)卷繞系統(tǒng)多使用變頻器驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)或使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)以實(shí)現(xiàn)卷繞的直接、精確控制。此外，線材導(dǎo)向機(jī)構(gòu)也簡(jiǎn)化了機(jī)械部分。直接應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)精確的導(dǎo)向。 控制這些電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)卷繞動(dòng)作的多為單片機(jī)或可編程邏輯控制器（PLC）。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)環(huán)境中存在的眾多的干擾原。如電機(jī)啟動(dòng)，觸點(diǎn)的接通、關(guān)斷，以及電力變流設(shè)備對(duì)電源的干擾。要求這樣的控制設(shè)備要具有較強(qiáng)的抗干擾性能。由于PLC具有較強(qiáng)的抗干擾性能和多樣的功能。目前，比較成熟的線材卷繞系統(tǒng)多是以PLC作為線材卷繞系統(tǒng)的控制器。卷繞動(dòng)作由PLC控制相關(guān)電機(jī)和氣動(dòng)執(zhí)行元件完成。能十分方便的嵌入到各類生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)線中。 日益復(fù)雜、精確的工業(yè)生產(chǎn)過程要求未來的線材卷繞系統(tǒng)的智能化程度較高。最基本的要求是具有人性化的簡(jiǎn)便智能操作界面。同時(shí)對(duì)相應(yīng)的控制精度、控制穩(wěn)定性也提出了更高的要求。在要求高速度、高精度、高可靠性、人性化的操作操作界面、具有自主故障判斷功能、維修簡(jiǎn)便的同時(shí)。還要使單機(jī)價(jià)格不斷下降、機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊化、可升級(jí)、可重構(gòu)化發(fā)展。 2線材卷繞系統(tǒng)的特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合 2.1線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的特點(diǎn) 線材自動(dòng)卷繞裝置是一種將線材（尤其是有彈性的線材）卷繞到規(guī)定直徑的軸上的的機(jī)構(gòu)。它和線材生產(chǎn)機(jī)構(gòu)一同工作。在卷繞過程中，線材生產(chǎn)部分相當(dāng)于放卷機(jī)，卷繞機(jī)相當(dāng)于是收卷機(jī)。只有線材生產(chǎn)部分和卷繞機(jī)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說只有當(dāng)放卷機(jī)和收卷機(jī)的速度保持一致時(shí)，才不會(huì)對(duì)線材造成損害。由于線材生產(chǎn)部分（放卷機(jī)）在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中速度是接近保持不變的，卷繞機(jī)在卷繞過程中，收卷直徑會(huì)越來越大，因此在卷繞拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，收卷的線速度越來越大，這就需要不斷的降低線材卷繞機(jī)主軸的卷繞速度以配合放卷的速度。從而達(dá)到同步收放的效果。這也是我在設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)卷繞機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備和輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。再對(duì)其控制系統(tǒng)提出自己的方案。我對(duì)其控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的方案是由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)線材卷繞機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。由旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量線材生產(chǎn)速度（既放卷速度），并把檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給可編程控制器PLC，同時(shí)，根據(jù)線材直徑和卷繞長(zhǎng)度（由Siemens TP-177B觸摸屏輸入）確定卷繞速度和卷繞長(zhǎng)度。由可編程控制器PLC通過計(jì)算、把結(jié)果傳遞給變頻器，再由變頻器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。從而達(dá)到收放同步的效果。另外根據(jù)線材直徑，PLC還需要控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)線材卷繞的導(dǎo)向問題。 2.2線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 這樣的自動(dòng)卷繞系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn): 1.節(jié)省了人力資源 卷繞工作有線材卷繞系統(tǒng)自動(dòng)完成控制卷繞?？梢宰鞯綗o人值守。當(dāng)卷繞到規(guī)定長(zhǎng)度或系統(tǒng)傳感器檢測(cè)到卷繞故障時(shí)，機(jī)器停機(jī)報(bào)警。這時(shí)才需要人工完成更換卷軸或進(jìn)行維修工作。節(jié)省人力資源。 2.提高了工作效率 線材自動(dòng)卷繞裝置相叫較半自動(dòng)卷繞系統(tǒng)。其卷繞張力控制是由PLC自動(dòng)控制完成。在出現(xiàn)卷繞誤差時(shí)也是由PLC自動(dòng)完成誤差補(bǔ)償。其卷繞動(dòng)作連續(xù)、快速。提高了工作效率。 3.操作簡(jiǎn)便容易 在卷繞生產(chǎn)過程中，操作人員是通過觸摸屏操作該自動(dòng)卷繞系統(tǒng)。省去了機(jī)械卷繞系統(tǒng)中需要的機(jī)械設(shè)備調(diào)試。減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。操作界面簡(jiǎn)單、直觀，操作簡(jiǎn)便、容易。 4. 提高了安全性可靠性 在該線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)中。操作人員不必去接觸有可能轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部分，只需要通過觸摸屏操作卷繞系統(tǒng)。因此提高了該線材卷繞系統(tǒng)的操作安全性。 由于省去了部分機(jī)械卷繞裝置的機(jī)械測(cè)速、變速部分。簡(jiǎn)化了該卷繞系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減少了零件總數(shù)。提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。 5. 減少了制造與維修成本 該線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。大部分功能通過PLC的軟件實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)化了生產(chǎn)難度和生產(chǎn)成本。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修變得更加容易，減少了維修難度與維修成本。 2.3 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 1、線材生產(chǎn)、加工部門 在線材的生產(chǎn)與加工領(lǐng)域，無可避免的就是各種型號(hào)的線材要根據(jù)不同的需要卷繞在不同大小的卷軸上。特別是彈性線材和熱的塑膠線材（如熱的膠管）的卷繞。其對(duì)卷繞張力控制要求十分精確。否則會(huì)造成線材卷繞的不均勻甚至損壞線材。而一般的半自動(dòng)機(jī)械控制的卷繞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，在卷繞這些線材時(shí)需要極其嚴(yán)格的調(diào)試和改造。但仍不能滿足卷繞的要求。但由PLC控制的線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，控制精度高，完全能夠滿足卷繞這些彈性線材的性能要求。而且操作、維護(hù)簡(jiǎn)便。 2、生產(chǎn)成品需要線材卷繞流程的部門 在某些線圈（例如變壓器）的生產(chǎn)過程中。需要對(duì)某種線材進(jìn)行規(guī)定長(zhǎng)度或規(guī)定匝數(shù)的精確卷繞。該線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)能夠通過修改觸摸屏的卷繞參數(shù)就能滿足規(guī)定的要求。而半自動(dòng)機(jī)械卷繞裝置則需要調(diào)整甚至修改機(jī)械結(jié)構(gòu)改變卷繞的變比。有一定的操作與調(diào)試難度。因此，該線材自動(dòng)卷繞裝置能夠滿足生產(chǎn)成品需要線材卷繞流程的部門進(jìn)行高精度的線材卷繞要求。 3線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的控制要求 在線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要求有給定輸入速度（由旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)）。應(yīng)用觸摸屏輸入線材直徑、卷繞長(zhǎng)度、卷軸直徑和卷軸寬度（由線材直徑、卷軸寬度和卷軸直徑確定卷繞速度。不同的參數(shù)在卷繞中線速度不同）再參考給定輸入速度確定最終的卷繞速度。在系統(tǒng)運(yùn)行中。應(yīng)在觸摸屏中有相應(yīng)的監(jiān)控情況。此外，由于在卷繞過程中存在誤差。還應(yīng)在卷繞中加入張緊度測(cè)試。在過松或過緊時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)卷繞速度，并要求在觸摸屏中有相應(yīng)的故障指示。 3.2 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)中被控對(duì)象和元件之間的邏輯控制關(guān)系 給定輸入速度的測(cè)定：由旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn) 線材參數(shù)（包括線材直徑、卷繞長(zhǎng)度）：通過用戶對(duì)觸摸屏輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn) 卷軸參數(shù)（包括卷軸直徑、卷軸寬度）：通過用戶對(duì)觸摸屏輸入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn) 監(jiān)控卷繞情況（包含已卷繞長(zhǎng)度）：通過觸摸屏顯示監(jiān)控 卷繞線材的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 卷繞主軸的驅(qū)動(dòng)：通過變頻器控制的三相異步交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn) 卷繞長(zhǎng)度和卷繞圈數(shù)的測(cè)定：通過旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn) 4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 4.1可編程控制器的簡(jiǎn)介 可編程控制器過去簡(jiǎn)稱PC，為區(qū)別于個(gè)人計(jì)算機(jī)，現(xiàn)一般簡(jiǎn)稱PLC。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來存儲(chǔ)用戶指令，完成確定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算和一些確定的功能是通過數(shù)字或模擬的輸入輸出，來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC不采用固定接線萬式，比繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短、更改容易、接線簡(jiǎn)單、成本低，而且把計(jì)算機(jī)的功能和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來，使控制更為容易。同時(shí)，它還有簡(jiǎn)單易學(xué)、使用和維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠及設(shè)計(jì)周期短的特點(diǎn)。 4.2 PLC 的一般結(jié)構(gòu) 中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、輸出接口電路。 4.3 PLC產(chǎn)品一些常見的技術(shù)指標(biāo) (1)輸入/輸出點(diǎn)數(shù) ( 即I/O點(diǎn)數(shù)) 即指PLC外部輸入、輸出端子數(shù)。這是重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。 (2)掃描速度 一般以執(zhí)行100O步指令所需要的時(shí)間來衡量，故單位為mS/千步。也有時(shí)以執(zhí)行一步指令的時(shí)間計(jì)算，如DS/步。這決定了控制速度。 (3) 內(nèi)存容量 一般以PLC所能存放用戶程序來衡量。這決定了控制的復(fù)雜程度。在PLC中程序指令使按"步"存放的一“步”占用一個(gè)地址單元，一個(gè)地址單元一般占用兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)內(nèi)存容量為1000步的PLC可推知其內(nèi)存為2K字節(jié)。 (4)指令條數(shù) 這是衡量PLC軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令越多，說明其控制功能越強(qiáng)。 (5)內(nèi)部寄存器 PLC內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果等，還有許多輔助寄存器可供用戶使用，可提供許多特殊化或簡(jiǎn)化整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。寄存器配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。 (6)高級(jí)功能模塊 PLC除了主控模塊外還可以配接各種高功能模塊。主控模塊實(shí)現(xiàn)基本控制功能。高功能模塊則可實(shí)現(xiàn)某種特殊的專門功能，使PLC不但能進(jìn)行開關(guān)量順序控制，而且能進(jìn)行精確的定位和速度控制、和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信、直接用高級(jí)語言進(jìn)行編程等，給用戶提供了強(qiáng)有力的工具。高功能模塊的多少、功能強(qiáng)弱常是衡量PLC產(chǎn)品水平高低的一個(gè)重要指標(biāo)。 4.4 PLC的選用原則 隨著現(xiàn)代PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC應(yīng)用的范圍也很廣泛，所以，一般我們對(duì)PLC的選用我們有以下方面的考慮：可靠性、維修方便、可以在惡劣環(huán)境下工作、使用方便、編程方便、可兼容性、修改與擴(kuò)充能力、自診斷能力、價(jià)格、特殊性能、聯(lián)網(wǎng)能力、運(yùn)行速度等。 4.5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本的原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則: (1)充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度的滿足用戶提出的技術(shù)條件要求，了解整個(gè)被控對(duì)象(包括生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的工作原理、工藝、性能、參數(shù)等)，并深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場(chǎng)操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，以協(xié)同解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題，并能根據(jù)需要方便的進(jìn)行修改。 (2)在滿足控制要求的前提下，讓整個(gè)PLC控制系統(tǒng)及控制電路安全、可靠、簡(jiǎn)單，具有較高的性能價(jià)格比。 (3)合理的選擇PLC機(jī)型及電器元件。同時(shí)，在PLC的I\O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量上應(yīng)適當(dāng)留有余地，以滿足今后生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 (4) 容易掌握，便于操作和維修。 4.6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 (1)擬訂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。 (2)選擇電力拖動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (3) 選定PLC的型號(hào)。 (4)分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖。 (5)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)梯形圖并調(diào)試。 (6)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖。 (7)編寫設(shè)計(jì)書和使用說明書。 4.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 一般PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟具體操作如下: (1)分析被控對(duì)象:分析被控對(duì)象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象的 全部功能，設(shè)備內(nèi)部之間的關(guān)系。 (2)確定輸入/輸出設(shè)備:根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備(如按鈕、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等);輸出設(shè)備 (如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)。 由此，確定PLC的I/O 點(diǎn)數(shù)。 (3)選擇PLC:包括PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源和其他擴(kuò)展模塊的 選擇。 (4)分配I/O點(diǎn):畫出PLC的I/O端子與輸入/輸出設(shè)備的連線圖或?qū)?yīng)表。 (5)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng):如畫功能圖、梯形圖、對(duì)程序的調(diào)試等。 (6)硬件設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。 (7)聯(lián)機(jī)調(diào)試:是指將模擬調(diào)試通過的程序進(jìn)行再線調(diào)試。 4.8 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 PLC編程方法靈活，指令系統(tǒng)強(qiáng)大，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便，軟、硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行。PLC由很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器和電磁閥等執(zhí)行元件，在工作控制中具有廣泛的通用性。 對(duì)電氣控制設(shè)備來講，PLC 控制系統(tǒng)是設(shè)備控制要求和工藝流程的具體體現(xiàn)，但是任何PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是在控制方式和電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)確定以后進(jìn)行的。 5 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)備選型 5.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 圖5-1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 5.2 PLC的選型 在該線材卷繞系統(tǒng)中，需要控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。因此，使用的PLC需要具有高速脈沖輸出功能。一般具有高速脈沖輸出功能的PLC多為晶體管輸出類型，學(xué)校能夠?qū)崿F(xiàn)高速脈沖輸出功能的PLC有松下的FP-0系列和西門子的S7-300 CPU 314C。而松下的FP-0輸出端口少，內(nèi)存?。删幊炭臻g只有2.7K）不能滿足端口數(shù)量和編程空間的要求。況且在線材卷繞系統(tǒng)中，需要精確的對(duì)卷繞主軸電動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確的調(diào)速控制。主軸卷繞電動(dòng)機(jī)是三相異步交流電動(dòng)機(jī)，想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確調(diào)節(jié)主軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的速度，必須選用變頻器模擬量速度調(diào)節(jié)功能。而要實(shí)用上述功能。選用的PLC還必須具備0-10V或0-5V的模擬量輸出功能。但是松下FP-0系列PLC不具備模擬量輸出功能。因此選用西門子S7-300 CPU314C才能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 5.3 觸摸屏的選型 在該線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)中，需要應(yīng)用觸摸屏進(jìn)行如下應(yīng)用： 1、對(duì)卷繞線材和卷軸的參數(shù)的設(shè)置。 2、對(duì)線材卷繞裝置的使用幫助說明。 3、對(duì)卷繞狀況的監(jiān)控（包含卷繞長(zhǎng)度的顯示、卷繞動(dòng)作的模擬以及故障和錯(cuò)誤的報(bào)警）。 因此，能夠滿足以上應(yīng)用要求的觸摸屏需要具備多畫面顯示、動(dòng)畫顯示、參數(shù)的預(yù)置與監(jiān)控等多種功能。為了使該線材卷繞系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)便和人性化。因此，在這個(gè)線材卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中我選用了西門子TP-177 B pn\dp color型觸摸屏。該款觸摸屏具有5.7英寸的彩色顯示可觸摸畫面。集成RS422/485接口。其機(jī)身內(nèi)存為2048KB。完全可以滿足線材卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 5.4 變頻器的選型 在該線材卷繞系統(tǒng)中。需要應(yīng)用PLC對(duì)驅(qū)動(dòng)卷繞主軸的三相交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行大范圍精確的無級(jí)調(diào)速。因此，需要應(yīng)用變頻器對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。這樣的調(diào)速要求需要變頻器具有無級(jí)、大范圍穩(wěn)定調(diào)速的功能。我們?cè)赑LC的選型中已經(jīng)說明，我們會(huì)利用PLC的模擬量輸出功能控制變頻器以實(shí)現(xiàn)這樣的調(diào)速功能。所以，我們選擇的變頻器亦應(yīng)該具有相應(yīng)的模擬量輸入控制無級(jí)調(diào)速的相應(yīng)功能。 因此，在這個(gè)線材卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中我選用了西門子的MMX-440C變頻器作為主軸卷繞電動(dòng)機(jī)的控制。因?yàn)樵撔吞?hào)變頻器能夠兼容于西門子S7-300型PLC的模擬量輸出實(shí)現(xiàn)主軸卷繞電動(dòng)機(jī)的精確無級(jí)調(diào)速控制。 5.5 旋轉(zhuǎn)編碼器的選型 在該線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)中采用了旋轉(zhuǎn)編碼盤以采集線材的進(jìn)入速度和卷繞主軸的卷繞圈數(shù)，為達(dá)到規(guī)定的卷繞精度，該系統(tǒng)選用了100p/r的編碼盤。當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在輸出端在產(chǎn)生VP-P為24V的方波信號(hào)，每轉(zhuǎn)一圈輸出100個(gè)脈沖?？梢蕴峁┙oPLC的高速計(jì)數(shù)器，用于線材卷繞的速度控制和導(dǎo)向控制。 5.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型 該卷繞系統(tǒng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用來驅(qū)動(dòng)線材導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中我選擇的是二相八拍混合式步進(jìn)電機(jī)其主要特點(diǎn)為：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用串聯(lián)型接法，其電氣圖如圖5-2所示： 圖5-2 步進(jìn)電機(jī)電氣圖 5.7 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選型 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要有電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分等。 驅(qū)動(dòng)器電源由面板上電源模塊提供，驅(qū)動(dòng)器信號(hào)端采用+24V供電。驅(qū)動(dòng)器輸入端為低電平有效。 驅(qū)動(dòng)器電流設(shè)定為0.63A，細(xì)分設(shè)定為8細(xì)分。將24V電源接入驅(qū)動(dòng)器，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器的電源指示燈應(yīng)點(diǎn)亮。將24V與OPTO端（驅(qū)動(dòng)器使能端）連接起來。PUL端是脈沖輸入端。DIR是方向控制輸入端。 5.8 其他設(shè)備選型 需要應(yīng)用機(jī)械部分來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每過一個(gè)細(xì)分，卷繞導(dǎo)向臂移動(dòng)1mm。 6 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì) 6.1 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì) 在線材卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一共分為4部分： 1、線材進(jìn)入速度測(cè)量采用旋轉(zhuǎn)編碼器直接給PLC輸入線材進(jìn)入速度。 2、線材卷繞導(dǎo)向部分采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械導(dǎo)向器。其導(dǎo)向控制計(jì)算方法是利用觸摸屏輸入的線材直徑d和卷軸的寬度H以及卷繞的速度決定的。 3、線材卷入的速度V是由線材輸入速度v，線材直徑d和卷軸直徑D決定的。 4、因?yàn)榫€材卷繞中，PLC在線材進(jìn)入速度識(shí)別和卷繞過程中存在一定的誤差。因此還需要在該系統(tǒng)中加入卷繞誤差控制。 6.2 卷繞的進(jìn)入速度識(shí)別 在本項(xiàng)設(shè)計(jì)中，采用旋轉(zhuǎn)編碼器識(shí)別線材進(jìn)入的線速度。設(shè)定線材每進(jìn)入一米，旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生100個(gè)脈沖（通過機(jī)械結(jié)構(gòu)解決）則可通過PLC編寫程序計(jì)算出進(jìn)入速度。根據(jù)公式 進(jìn)入PIC的線材長(zhǎng)度（取1cm為標(biāo)準(zhǔn)單位，設(shè)脈沖個(gè)數(shù)為N）： S=1*N （6-1） 進(jìn)入速度（令t=1s）： v=S/t （6-2） 6.3 卷繞速度計(jì)算 設(shè)卷繞時(shí)卷軸的角速度為則卷繞的線速度： V=R*ω （6-3） 為完成卷繞要求，則需要做到線材卷繞的線速度與線材的進(jìn)入速度相等。則有： V=v （6-4） S/t=Rω （6-5） 所以：ω=s/(RT) （6-6） 在上式中R是未知的該R經(jīng)畫圖分析與卷軸直徑D﹑卷繞層數(shù)X和線材直徑d有關(guān)，線材在卷繞過程中，每卷繞一層，卷軸的半徑就增加了一個(gè)d（線材的直徑）。此外，為了增加卷繞速度的計(jì)算精度。還不應(yīng)忽略在卷繞中的最外層。因此，還需在卷繞半徑上卷上最外層的增加的卷繞半徑d/2。 卷繞半徑計(jì)算公式為： R=D/2+Xd+d/2 （6-7） 6.4 線材卷繞導(dǎo)向部分 該導(dǎo)向部分是由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)擺臂進(jìn)行線材卷繞中的導(dǎo)向動(dòng)作。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是以轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制擺臂的擺動(dòng)量。擺臂尖端的擺動(dòng)幅度為卷軸的寬度H。在線材卷繞開始之前，擺臂是在中間位置（與卷軸垂直，并且垂足位于卷軸橫向的中點(diǎn)）。當(dāng)用戶通過觸摸屏輸入卷軸寬度H后。擺臂尖端向左移動(dòng)到與卷軸左端對(duì)齊。此時(shí)用戶在導(dǎo)向臂中穿入待卷線材，并與卷軸固定。按開始卷繞按鈕啟動(dòng)卷繞裝置。在設(shè)計(jì)中，卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)測(cè)定依然采用旋轉(zhuǎn)編碼器。卷軸每卷繞一圈，PLC會(huì)給控制導(dǎo)向臂的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)送運(yùn)動(dòng)信號(hào)，讓導(dǎo)向臂尖端向右移動(dòng)一個(gè)距離d(線材直徑）當(dāng)運(yùn)行卷繞至卷軸最右端是，一共移動(dòng)了X次。 X＝H/d-1 （6-8） 當(dāng)導(dǎo)向臂向右移動(dòng)了X次時(shí)，卷軸的第一層已被卷滿。此時(shí)卷繞第二層。此時(shí)每纏繞一圈導(dǎo)向臂向左移動(dòng)一個(gè)d。如此往復(fù)。完成卷繞導(dǎo)向過程。 6.5 卷繞的長(zhǎng)度測(cè)定 在本系統(tǒng)中，用戶可在系統(tǒng)的觸摸屏中輸入要求卷繞的長(zhǎng)度，啟動(dòng)該卷繞系統(tǒng)開始卷繞后系統(tǒng)的進(jìn)入速度測(cè)試編碼開關(guān)會(huì)累計(jì)卷繞長(zhǎng)度。當(dāng)卷繞長(zhǎng)度達(dá)到用戶預(yù)設(shè)值時(shí)。系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)。并在觸摸屏上顯示卷繞完成信號(hào)。 6.6 卷繞的誤差補(bǔ)償 因?yàn)榫€材卷繞中，PLC在線材進(jìn)入速度識(shí)別和卷繞過程中存在一定的誤差。因此還需要在該系統(tǒng)中加入卷繞誤差控制。該誤差控制的基本思想為：在線材導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與卷軸之間加入三個(gè)卷繞誤差測(cè)定裝置，在本人的設(shè)計(jì)中，本人采用的是三個(gè)紅外位置傳感器。三個(gè)傳感器縱向排列，自上而下分別為線材卷繞過緊傳感器﹑卷繞正常傳感器和卷繞過松傳感器。 在線材卷繞過程中，線材導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與卷軸之間的線材自然下垂。此時(shí)線材在過緊與過松傳感器之間，可能會(huì)觸發(fā)卷繞正常傳感器，但此時(shí)卷繞力度在誤差允許范圍內(nèi)，不會(huì)引起卷繞速度的變化。 當(dāng)卷繞過緊時(shí)，線材繃緊。卷繞過緊傳感器動(dòng)作，給PLC發(fā)送卷繞過緊信號(hào)。此時(shí)PLC會(huì)在正常的卷繞速度V中，減去過緊調(diào)節(jié)速度v松（該參數(shù)應(yīng)在觸摸屏中預(yù)置，默認(rèn)為0.1m/s）。此時(shí)卷繞速度減小，線材卷繞變松。緩慢下垂。當(dāng)線材觸發(fā)卷繞正常傳感器時(shí)，PLC將過緊調(diào)節(jié)減去的速度v松去除。此時(shí)線材的卷繞速度恢復(fù)為PLC根據(jù)公式計(jì)算的正常卷繞速度V。 當(dāng)卷繞過松時(shí)，線材下垂，觸發(fā)卷繞過松傳感器。這是PLC會(huì)在正常卷繞速度中加上過松調(diào)節(jié)速度v緊。這時(shí)線材加速卷繞，線材緩慢繃緊。當(dāng)觸發(fā)卷繞正常傳感器時(shí)。卷繞速度恢復(fù)至正常卷繞速度V，完成誤差調(diào)節(jié)要求。 7 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 7.1 I\O分配 I0.0 開始按鈕 I0.1 卷繞進(jìn)入速度旋轉(zhuǎn)編碼器輸入 I0.2 卷繞圈數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器輸入 I0.3 急停按鈕 I0.4 卷繞過緊傳感器輸入 I0.5 卷繞正常傳感器輸入 I0.6 卷繞過松傳感器輸入 Q0.0變頻器模擬量輸出 VA0變頻器模擬量輸出 M變頻器模擬量輸出 Q0.1導(dǎo)向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)脈沖輸出 Q0.2導(dǎo)向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)方向電平輸出 Q0.3導(dǎo)向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脫機(jī)電平輸出 7.2 程序設(shè)計(jì) 在該程序的設(shè)計(jì)過程中，參照理論設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)思路，具體的設(shè)計(jì)思想、計(jì)算方法都在程序中的注釋中說明。在這里就不在進(jìn)行文字說明了。 8 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的觸摸屏畫面設(shè)計(jì) 8.1 觸摸屏畫面設(shè)計(jì)概述 在線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了觸摸屏進(jìn)行如下控制功能： 1、 輸入卷繞參數(shù)：包含線材直徑、卷繞長(zhǎng)度、卷軸直徑、卷軸寬度等。 2、 監(jiān)控卷繞狀況：包含卷繞長(zhǎng)度的顯示，卷繞層數(shù)的監(jiān)控等。 3、 指導(dǎo)卷繞系統(tǒng)的使用：包含開始卷繞之前的線材安裝、固定等。 4、 故障的報(bào)警：包含顯示因故障引起的停機(jī)原因，和卷繞過程中的誤差補(bǔ)償情況顯示。 8.2 觸摸屏畫面的設(shè)計(jì) 圖8-1 畫面 1 畫面1 為線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的開始畫面，當(dāng)用戶點(diǎn)擊“點(diǎn)擊進(jìn)入”按鈕時(shí)。觸摸屏畫面進(jìn)入卷繞參數(shù)設(shè)置畫面。 圖8-2 畫面 2 畫面2 為線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置畫面。用戶點(diǎn)擊“線材參數(shù)設(shè)置”、“卷軸參數(shù)設(shè)置”、“卷繞長(zhǎng)度設(shè)置”這三個(gè)選項(xiàng)時(shí)。觸摸屏進(jìn)入相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。當(dāng)參數(shù)都設(shè)置完成時(shí)。點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕進(jìn)入下一步卷繞準(zhǔn)備畫面。當(dāng)用戶在畫面2中設(shè)置完成卷繞參數(shù)時(shí)，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕時(shí)，觸摸屏進(jìn)入卷繞的準(zhǔn)備畫面，指導(dǎo)用戶完成卷繞前的線材裝入工作。 圖8-3 畫面 3 畫面3 為指導(dǎo)線材裝定畫面。用戶只有在線材裝定完成后才能進(jìn)行開始卷繞動(dòng)作。以上的觸摸屏畫面中“幫助”按鈕在實(shí)做過程中可以新建畫面，在新的畫面中添加圖片和文字說明，更加形象的指導(dǎo)用戶完成線材的裝入過程。用戶穿好線材后，可以點(diǎn)擊“確認(rèn)”鍵，進(jìn)入下一步。 圖8-4 畫面 4 畫面4 是正式的卷繞開始畫面。用戶在完成參數(shù)設(shè)置和線材裝定后才能進(jìn)入該畫面。這樣避免了卷繞動(dòng)作的誤啟動(dòng)，增加了該系統(tǒng)的安全性。用戶點(diǎn)擊開始卷繞按鈕后，線材開始卷繞。當(dāng)前畫面顯示用戶設(shè)定的卷繞長(zhǎng)度和當(dāng)前已經(jīng)卷繞的長(zhǎng)度。用戶可以點(diǎn)擊“暫?！卑粹o暫停卷繞。 圖8-5 畫面 5 畫面5 為卷繞過程中的監(jiān)控畫面。卷繞開始后點(diǎn)擊“進(jìn)入卷繞監(jiān)控系統(tǒng)”按鈕后，該畫面顯示。在該畫面中，顯示了線材的設(shè)置卷繞長(zhǎng)度、已卷繞長(zhǎng)度、線材進(jìn)入速度、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況以及當(dāng)卷繞出現(xiàn)誤差時(shí)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)狀況和系統(tǒng)停機(jī)報(bào)錯(cuò)的原因。 圖8-6 畫面 6 畫面6 為線材卷繞完成畫面，線材在卷繞到規(guī)定長(zhǎng)度后，系統(tǒng)停機(jī)，該畫面顯示。指示該卷線材的長(zhǎng)度，匝數(shù)和層數(shù)。 9 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)主軸卷繞部分設(shè)計(jì) 9.1 MMX-440C 變頻器與三相異步電動(dòng)機(jī)的連接 圖9-1 變頻器主電路圖 圖9-1 為SIEMENS MMX-440C變頻器與三相異步電動(dòng)機(jī)的主電路連接電氣接線圖。在設(shè)計(jì)中。三相異步電動(dòng)機(jī)的選型還要根據(jù)該卷繞系統(tǒng)的具體應(yīng)用范圍（卷繞線材的直徑）來確定該三相異步電動(dòng)機(jī)的容量。 9.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置與接線 首先對(duì)變頻器進(jìn)行如下設(shè)置 參數(shù)設(shè)置步驟如下： Step1：復(fù)位變頻器參數(shù) Step2：設(shè)定P0003=3 //設(shè)定參數(shù)設(shè)定方式（專家級(jí)模式） Step3：設(shè)定P0700=2 //命令源選擇“由端子排輸入” Step4：設(shè)定P0701=1 //選擇數(shù)字量輸入1為啟動(dòng)/停止端 Step5：設(shè)定P1120= //設(shè)置加速時(shí)間（s） Step6：設(shè)定P1121=？ //設(shè)置減速時(shí)間（s） Step7：設(shè)定P2000=50 //基準(zhǔn)頻率采用50HZ Step8：設(shè)定P0756=(0~4) //選擇模擬量的輸入方式 Step9：設(shè)定P0757=？ //標(biāo)定ADC的X1值（V/mA） Step10：設(shè)定P0758=？ //標(biāo)定ADC的y1值 Step11：設(shè)定P0759=？ //標(biāo)定ADC的X2值（V/mA） Step12：設(shè)定P0760=？ //標(biāo)定ADC的y2值（V/mA） Step13：設(shè)定P0761=？ //標(biāo)定ADC死區(qū)的寬度（V/mA） 變頻器的主電路接線圖與上面圖9-1相同，控制部分接線如圖9-2所示： 圖9-2 變頻器控制接線圖 總 結(jié) 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我主要做了四項(xiàng)工作: 一、認(rèn)真、仔細(xì)學(xué)習(xí)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)，主要特點(diǎn)、工作原理以及使用場(chǎng)合，并能根據(jù)被控對(duì)象的不同要求選擇不同類型型號(hào)的機(jī)型，輸入輸出接口，連接線以及與上位機(jī)相連時(shí)使用的適配器等，同時(shí)在此基礎(chǔ)上對(duì)線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，掌握用了編程控制器進(jìn)行自動(dòng)化控制的基本設(shè)計(jì)思路。 二、掌握了使用可編程控制器進(jìn)行自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)，對(duì)軟件進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)和研究。 三、學(xué)習(xí)并掌握了線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)的工作過程，控制要求，電路特點(diǎn)等內(nèi)容，對(duì)線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)有了較深入研究。 四、掌握了PLC的基本指令與高級(jí)指令和梯形圖的編程技巧，及通訊過程，從而達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的和要求。 本次設(shè)計(jì)經(jīng)過十六周的學(xué)習(xí)和工作，能夠順利完成設(shè)計(jì)要求。這次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)接線相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝比較方便，工作效率提高，同時(shí)工作可靠，維修量小。在調(diào)試時(shí)，系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的控制要求。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)有限，該系統(tǒng)程序還可以進(jìn)行優(yōu)化和完善，硬件上也需要作一些改進(jìn)，以充分適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求。 參考文獻(xiàn) [1] 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[16] 許其義.基于可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)與開發(fā)[D].山東，曲阜師范大學(xué),2007. 附 錄 線材自動(dòng)卷繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)材料清單 編程計(jì)算機(jī) 1臺(tái) 西門子S7-300PLC CPU314C 1臺(tái) 西門子S7-300PLC編程電纜 1條 西門子TP-177 B pn\dp color型觸摸屏 1個(gè) RS 485通訊電纜 1條 直流24V電源 1個(gè) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 1個(gè) 旋轉(zhuǎn)編碼器 2個(gè) 西門子MMX-440C變頻器 1臺(tái) 交流三相異步電動(dòng)機(jī) 1臺(tái) 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)己經(jīng)圓滿結(jié)束了。 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，能夠順利完成這四年的學(xué)業(yè)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，這和幫助過我的老師們是分不開的。 首先，我要感謝的是指導(dǎo)我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的李建國(guó)老師，他在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予了我很大的幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期，他詳細(xì)的講解使我對(duì)此次設(shè)計(jì)有了深刻地了解和認(rèn)識(shí)，這使我有計(jì)劃，有目標(biāo)的進(jìn)行了下面的工作。平時(shí)當(dāng)我遇到問題時(shí)，他都會(huì)從百忙中抽出時(shí)間，耐心的給我認(rèn)真解答。早我開始擬寫論文時(shí)，他又給了我很多幫助，督促我順利完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。他高尚的品德，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，為人師表的風(fēng)范，都給我樹立了榜樣。 其次，我要感謝在我大學(xué)這四年所有給予我很大幫助的各位任課老師們，感謝他們教授了各種各樣的文化知識(shí)、專業(yè)知識(shí)，并且教會(huì)了我很多學(xué)習(xí)方法，這些知識(shí)一定是我受用終身，為我今后的工作打下了良好的理論基礎(chǔ)。 大恩不言謝，我會(huì)在今后的工作于生活中繼續(xù)努力！回報(bào)社會(huì)，回報(bào)母校！