本科 畢業(yè)設計 PLC張力控制系統(tǒng)的設計

1、目錄1 緒論22 張力控制系統(tǒng)的初步認識32.1 張力控制系統(tǒng)32.1.1 張力控制32.1.2 張力控制系統(tǒng)32.2 PLC的使用42.2.1 PLC介紹42.2.2 S7-200可編程控制器（Micro PLC）112.3 伺服電機122.3.1 松下伺服的特點122.4 變頻器132.4.1 變頻器的組成132.4.2 頻器的工作原理132.4.3 變頻器的用途132.4.4 變頻器的安裝設計基本要求142.5 傳感器153 項目說明及定型163.1 項目要求163.2 項目總體設計構想163.2.1 構圖設想163.2.2 構件組成設想164 程序設計204.1程序設計205 技術難點

2、及其解決辦法215.1變頻器對微機控制板的干擾215.2 PLC對變頻器的控制226 項目小結23致謝24參考文獻24附錄251 緒論隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)生產的自動化程度不斷地提高，PLC在工業(yè)生產上具有普遍的應用，如造紙業(yè)、紡織業(yè)、橡皮業(yè)、薄膜加工業(yè)等等。而PLC張力控制在上述工業(yè)中具有關鍵的作用。在一般的造紙廠、印刷廠、紡織漂染廠、食品廠等，當處理一些如紙張、薄片、絲、布等長尺寸材料或產品時，都會用上卷殼及滾筒組成的加工生產線，因而，放料作業(yè)的張力控制，便成為通用的基礎技術。張力控制的作用就是在料膜動態(tài)處理過程中，保持恒定的張力，抑制外來干擾引起的張力動。本論文所完成的項目設計是介

3、紹一個車牌生產線上壓膜流程的張力控制系統(tǒng)。在車牌生產線上，要求把薄膜（一種塑料）牢牢地粘貼在鋁片上，這就需要嚴格地控制好放膜卷傳送薄膜的張力，使薄膜的張力保持恒定，如果張力小于恒定值薄膜不能正常傳送，張力大于恒定值有可能把薄膜拉斷，張力過大過小都不能達到生產的要求。本設計使用了伺服電機，三菱變頻器、普通電機、西門子可編程控制器（PLC）、角度傳感器。項目中對兩部分張力控制所選用的電機不同，是因為考慮到了生產成本的因素。在卷膜傳送部分，需要的控制要求高，因而選用在性能好但價格高的伺服電機，而在卷紙回收部分，需要的控制要求比較低，因而選用了廉價但能滿足生產要求的普通電機。設計中的張力控制系統(tǒng)，在使

4、用傳感器上選擇了角度傳感器。通過對傳送卷膜、卷紙的可動輥與水平面的夾角的測量，來判斷張力大小是否發(fā)生變化。把檢測出轉角的模擬量送入控制器PLC中進行控制。2 張力控制系統(tǒng)的初步認識2.1 張力控制系統(tǒng)2.1.1 張力控制在一般的造紙廠、印刷廠、紡織漂染廠、食品廠等當處理一些如紙張、薄片、絲、布長尺寸材料或產品是，都會用上卷殼及滾筒組成的加工生產線，因而，放料作業(yè)的張力控制，便成為通用的基礎技術。以料膜為例，在放卷，收卷以及供料過程中，料膜上要保持一定的張力（或者稱之為拉伸力），過大的張力會導致料膜變形甚至短裂，而過小的張力又會使料膜松弛，導致褶皺，或者處理尺寸不準等弊病。這樣就要求在料膜的處理

5、過程，要保持恒定的張力。張力控制的作用就是在料膜動態(tài)處理過程中，保持恒定的張力，抑制外來干擾引起的張力抖動。2.1.2 張力控制系統(tǒng)所謂的張力控制系統(tǒng)就是為實現張力控制而必須的系統(tǒng)構成，典型的張力控制系統(tǒng)包括張力控制器，張力檢測器和磁粉制動器。本項目的張力控制系統(tǒng)包括PLC、伺服電機、變頻器、傳感器。下圖為一放卷張力控制系統(tǒng)示意圖:圖2.1 張力控制系統(tǒng)示意圖2.2 PLC的使用2.2.1 PLC介紹可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）,簡稱PLC，產生于60年代末，當時只能進行邏輯運算，主要用于順序控制。70年代后期，隨著微電子技術個計算機技術的發(fā)展

6、，PLC更多的具有了計算機的功能，不僅用邏輯程序取代了硬接線邏輯，還增加了運算、數據傳送和處理等功能，而且做到了小型化或超小型化。這種采用微電腦技術的工業(yè)控制器裝置的功能遠遠超出了邏輯控制、順序控制的范圍，故稱為可編程控制器（Programmable Controller），簡稱PC。由于PC易于與個人計算機（Personal Computer）混淆，人們仍習慣用PLC作為可編程序控制器的簡稱。PLC的控制功能是通過存放在儲存器內的程序來實現的，如果要對控制功能做必要的修改，只需改變軟件指令即可，使硬件軟件化。(1)PLC的工作原理：PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現場工作的電控制器。它源

7、于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現控制，而主要靠運行存儲于PLC內存中的程序，進行入出信息變換實現控制。PLC基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普遍計算機進行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。PLC雖然以微處理器為核心，并具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般采用等待命令和中斷的工作方式，而PLC則是采用"順序掃描、不斷循環(huán)"的方式進行工作的，包括輸入采樣、系統(tǒng)處理

8、、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新四個階段。完成上述四個階段稱為一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行這四個階段。 輸入采樣階段：順序訪問PLC的所有輸入單元的信號狀態(tài)，將其放入輸入緩沖區(qū)內。 系統(tǒng)處理階段：對系統(tǒng)工作狀態(tài)進行檢查，對連接的I/O單元及外部設備進行定期服務。 用戶程序執(zhí)行階段：執(zhí)行預先設定的用戶程序，將處理結果分別放入動態(tài)數據區(qū)和輸出緩沖區(qū)。 輸出刷新階段：將輸出緩沖區(qū)的所有信號送到輸出單元，刷新輸出單元鎖存器的原有狀態(tài)。(2)PLC的主要特點:.LC的軟件簡單易學它采用獨具特色的以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言，梯形圖符號的和定義與常規(guī)繼電器展開圖一致，

9、電氣操作人員使用起來的得心應手。使用和維護方便1)硬件配置方便 PLC的硬件都是專門生產廠家接一定標準和規(guī)格生產的，市場上可方便買到。2)方便安裝 內部不需要接線和焊接，只要編寫程序就可以了。3)使用方便 節(jié)點的使用不受次數限制，只需要考慮輸入、輸出點個數，選用不同類型的PLC，即可得到滿足。4)維護方便 PLC內部有很多監(jiān)控程序，能檢查出自身的故障，而且接線少，維修時只需要更換插入式模塊，為調試和維護提供了方便。運動穩(wěn)定可靠PLC是專門為工業(yè)控制設計，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的環(huán)境下與強電設備一起工作。目前PLC的整機平均無故障工作時間一般可達25萬小時，

10、甚至更長。設計施工周期短使用PLC來完成一項控制工程，在系統(tǒng)設計完成后，現場施工和PLC程序設計可同時進行，周期短，程序的調試和修改都很方便。綜上所述，PLC在性能上優(yōu)于繼電器邏輯控制，與微型計算機、單片機一樣也是一種用于工業(yè)控制的理想工具。近年來，PLC的集成度越來越高，功能越來越強，應用越來越廣泛。PLC可進行數字量/模擬量控制，位置控制。特別是采用多種功能的高級編程語言和先進指令系統(tǒng)，還能實現PLC之間和PLC與管理計算機之間的通訊，易于實現柔性加工和制造系統(tǒng)(FMS)。(3)PLC的一般結構用PLC實施控制，是按照一定的算法進行輸入輸出變換，并將變換以物理實現。因此，PLC采用了典型的

11、計算機結構，主要有CPU、ROM、RAM和專門設計的輸入輸出接口電路等組成，如圖所示?？?制 總 線地 址 總 線照明開關或傳感器輸入 輸出 數據 存 儲輸 入 接 口中央處理單 元存儲器輸 出 接 口電動機/電磁裝置繼電器觸點模擬量輸入行程開關接觸器或其他執(zhí)行裝置編 程 單 元電 源 單 元圖2。2 PLC結構示意圖(4)邏輯結構中央處理器它是PLC的大腦，由中央處理器（CPU）和存儲器等組成。CPU一般由控制電路、運算器和運算器等組成，集成在一個芯片上。CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，接收編程器鍵入的用戶程序和數據，存入隨機寄存器RAM（也稱為讀/寫存儲器）中。CPU的主要功能是：1)從存儲器

12、中讀取指令2)執(zhí)行指令3)準備讀取下一條指令4)處理中斷存儲器存儲器是具有記憶功能的半導體電路，采用存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。計算機A/D，D/AEPROM其他接口外存接口其他設備卡式存儲器內存 儲器(ROMRAM)鍵 盤與顯 示中央處理器 CPU輸入接口 (繼電器或晶體管)輸入接口 (光耦合)輸出接線端子輸入接線端子圖2.3PLC邏輯結構示意圖輸入、輸出部分用戶設備輸入PLC的各種控制信號，如：操作按鈕、限位開關、選擇開關及其他一些傳感器輸出的開關量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號轉換成中央處理器能夠接受和處理的信號。輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號轉換

13、成現場需要的強電信號，以驅動接觸器、電磁閥及電機等被控設備的執(zhí)行元件。電源單元電源單元是將交流電轉換成供PLC的中央處理器、存儲器等電子電路工作所需要的直流電，PLC大都采用開關式穩(wěn)壓電源。(5)可編程控制器實現控制的過程：輸入刷新-再運行用戶程序-再輸出刷新-再輸入刷新-再運行用戶程序-再輸出刷新永不停止地循環(huán)反復地進行著。圖中所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時間關系。有了上述過程，用PLC實現控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經運行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)

14、，并通過輸出電路產生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上，略有滯后。當然，這個滯后不宜太大，否則，所實現的控制不那么及時，也就失去控制的意義。 為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是PLC實現控制的基礎。事實上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾，或零點零幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。圖中所示的過程是簡化的過程，實際的 PLC工作過程還要復雜些。除了 I/O刷新及運行用戶程序，還要做些公共處理工作。 公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)控、外設服務及通訊處理等。監(jiān)控循環(huán)時間的目的是避

15、免"死循環(huán)"，避免程序不能反復不斷地重復執(zhí)行。辦法是用看門狗"（Watching dog）。只要循環(huán)超時，它可報警，或作相應處理.外設服務是讓PLC可接受編程器對它的操作，或通過接口向輸出設備如打印機輸出數據.通訊處理是實現PLC與PLC，或PLC與計算機，或PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強PLC控制能力的需要。也就是說，實際的PLC工作過程總是：公共處理-I/O刷新-運行用戶程序-再公共處理-反復不停地重復著圖2.4 PLC運行流程圖2.2.2 S7-200可編程控制器（Micro PLC）(1)特點：這一系列的產品可以滿足多種多樣的自

16、動化控制需求，下圖展示了一臺Micro PLC，它具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的功能指令，使得S7-200可以近乎完美滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性。圖2。5 S7-200 PLC(2)安裝： S7-200 PLC 設備設計成安裝簡便，可以利用安裝孔把模塊固定在一個標準的（DIN）的導軌上，體積小巧的S7-200可以使你更為有效地安排空間。(3)推薦設備：STEP 7-MicroWIN 32，3.0版是基Windows的應用軟件，它支持32位Windows 95，Windows 98和WindowsN

17、T使用環(huán)境。使用STEP 7-Micro/WIN32時，應具有以下設備：·一臺PC機，CPU為80586或更高的處理器，16M內存；或者是裝有STEP 7-Micro/WIN32的西門子編程器（例如PG 7400，最低要求為：CPU 80486，8M內存。·以下一種設備：一根連接到通訊口的PC/PPI電纜一個通訊處理器（CP）卡·VGA顯示器·至少50M的硬盤空間·Window95、Window98、Window NT4.0 Microsoft Windows所支持的鼠標。2.3 伺服電機項目中使用的MINAS系列交流伺服電機，是日本松下電器公

18、司于1990年投入批量化生產的全新全數字化（位置、速度、電流三環(huán)全數字化）的交流伺服。由于內部控制采用32位DSP，運用IGBTPWM控制方式，因此系統(tǒng)響應快、精度高、體積小，目前已經廣泛應用于數控機床、機器人、輕工機械、紡織機械、自動化生產線、半導體生產等各種有精確調速、定位要求的場合。2.3.1 松下伺服的特點 (1)操作面板，控制和使用簡便易行每套松下伺服驅動器上都配有操作面板，各種參數和控制方式均可通過操作面板實行調整，非常適合于現場調試。面板可顯示運行速度、位置脈沖、實際轉矩、接線I/O狀態(tài)、參數設定、錯誤原因等大量信息。特別是實際轉矩的顯示給設計、選型提供了極大方便。通過操作面板可

19、以檢查接線狀態(tài)，用戶可用此功能判別接線錯誤，十分有效。(2)穩(wěn)妥方便的自動調整，剛性調整更方便用戶在調試設備時可以啟動自動增益調整功能來調節(jié)伺服系統(tǒng)的剛性。松下伺服在自動增益調整時運動范圍?。姍C正轉兩圈反轉兩圈）運動速度低（約100rpm），所以在磨床等運動行程非常有限的場合運用時非常安全可靠。(3)控制方式多樣化有三種控制方式可供選擇：速度控制方式、位置控制方式、轉矩控制方式以上三種方式也可進行復合控制。其中位置控制方式極具特色，用戶可以采用電子線路、單片機、PC機及其他方式非常簡便而廉價地實現數控功能。系統(tǒng)中還配備了“電子齒輪”功能，也就是說可以通過參數設定對輸入指令脈沖任意分/倍頻而達

20、到和機械系統(tǒng)的良好配合。(4)保護設施齊全系統(tǒng)還配有各種自診斷保護措施，硬件軟件雙重保護，并可以勝任三倍過載。一旦發(fā)生錯誤，便立即停機，并告以報警故障原因，在用戶解除故障后方可重新工作，因此可靠性極高。2.4 變頻器2.4.1 變頻器的組成變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。2.4.2 頻器的工作原理把市電（380V、50Hz）通過整流器變成平滑直流，然后利用半導體器件（GTO、GTR或IGBT）組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電，由于采用微處理器編程的正弦脈寬調制（SPWM）方法，使輸出波形近似正

21、弦波，用于驅動異步電機，實現無級調速。上述的兩次變換可簡化為ACDCAC（交直交）變頻方式。利用變頻器可以根據電機負載的變化實現自動、平滑的增速或減速，基本保持異步電機固有特性轉差率小的特點，具有效率高、范圍寬、精度高且能無級變速的優(yōu)點，這對于水泵，風機等設備是很適用的。2.4.3 變頻器的用途提高生產率生產質量節(jié)約能源和控制功能的高度自動化是變頻器的主要特點.采用變頻器對交流異步電動機進行調速控制,可以很方便地進行電動機的正反轉轉換,進行高頻度的起停運轉;可以調節(jié)電動機加減速的時間,使變速運行更加平滑,啟動電流更加小;可以對電動機進行連續(xù)調速,最高速度不受電源的影響;通過內部的制動回路,可以

22、進行電氣制動,必要時還可以加入直流電壓,進行直流制動;低速時可保持恒轉矩輸出,進行轉矩提升;容易實現對現有交流拖動系統(tǒng)的改造;在功率匹配合適的情況下,可以用一臺變頻器驅動多臺電動機;通過與PLC等控制設備的連接可以組成高性能的控制系統(tǒng);完善的故障診斷和保護功能(過壓,欠壓,過流,過載,短路等故障的檢測與顯示)等等.2.4.4 變頻器的安裝設計基本要求(1) 變頻器應該安裝在控制柜內部。(2) 變頻器最好安裝在控制柜內的中部;變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風、進風的大元件。 (3) 變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應該大于

23、300mm。如圖中的H1，H2間距所示。圖2.6 變頻器安裝(4)如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內部。(5)對變頻器要進行定期維護，及時清理內部的粉塵等。(6)其它的基本安裝、使用要求必須遵守用戶手冊上的有關說明;如有疑問請及時聯系相應廠家技術支持人員。2.5 傳感器無接觸角度傳感器（也稱電位器）是兩個性能相同的串聯半橋式SMR元件與轉動永磁體或磁軛之間的無接觸感應而形成的角度傳感器。它具有無觸點、無噪聲、無磨損、低轉矩、高靈敏度、高可靠性、360°連續(xù)轉動、高響應比特性好的特點。它可以廣泛應用于

24、航空、電子、機械、紡織、輕工、船舶工業(yè)自動化控制、位置與角度的測量與控制、儀表儀器、記錄儀表、閥門控制、光闌控制、縫紉機械、機器人研發(fā)等領域。本傳感變送器采用新型的SMR(磁敏電阻)元件作為敏感元件，利用內部磁迴路的機械結構, 把角度的機械轉動轉化為電信號變化，實現無電接觸點的測量角度，角位移的變化，并經精密集成放大電路,在確定的角度區(qū)間，線性輸出420mA電流信號或05V，1-5V電壓信號，實現傳感器和變送器一體化.本產品帶有基準和滿度的調節(jié)，方便修正和調節(jié)測量范圍。 壽命長，可靠性高、可連續(xù)分辨、耐環(huán)境污染。方便應用于各類需要測量角度和角位移的設備和工作場合。特別適合應用在鋼鐵、石油、電力

25、、交通等行業(yè)，角度、角位移監(jiān)控的設備上。3 項目說明及定型3.1 項目要求項目要求:本設計能使卷膜勻速地輸送,自動使卷膜均勻地粘貼在鋁帶上,卷紙能夠正?；厥?能夠適應安全、快速、準確、均勻加工的要求。3.2 項目總體設計構想3.2.1 構圖設想圖3.1 系統(tǒng)構圖3.2.2 構件組成設想(1)S7-200 PLC中央處理單元采用CPU226，CPU226集成了24輸入/16輸出共40個數字量I/O點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至248路數字量I/O點或35路模擬量I/O點，13K字節(jié)程序和數字存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。用于較高

26、要求的控制，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。模擬量擴展模塊EM235尺寸：71.2*80*62mm 重量：186g 功耗：2w點數：4路模擬量輸入，2路模擬量輸出圖3.2 EM235(2)伺服電機（Panasonic MINAS Aseries）本項目選用伺服電機是MINAS A系列全數字式交流伺服電機，具體采用額定輸出功率較小的MSMA系列：額定輸出功率400W；額定轉速5000r/min。特長：小慣量、小·中容量。A系列特征：采用松下公司獨特算法，使速度頻率響應提高2倍，達到500HZ；

27、定位超調整定時間縮短為以往產品的1/4。 具有共振抑制和控制功能：可函蓋機械的剛性不足，從而實現高速定位。具有全閉環(huán)控制功能：通過外接高精度的光柵尺，構成全閉環(huán)控制，進一步提高系統(tǒng)精度。具有一系列方便使用的功能： 內藏頻率解析功能（FFT）,從而可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng) 調整 有兩種自動增益調整方式：常規(guī)自動增益調整和實時自動增益調整 配有RS485，RS232C通信口，上位控制器可同時控制多達16個軸. 電機防護等級達IP65,環(huán)境適應性強電機可配用多種編碼器，適應各種用戶需要 普通型：2500p/r增量式編碼器。 高精度型：17位型（217）增量式編碼器 特殊型217位型（217）絕

28、對式編碼器。圖3.3 伺服電機型號說明(3)三菱FR-A540系列變頻器功能范圍：0.4800KW（3相380V，FR-A540（L）系列）；采用先進磁通矢量控制方式，調速比可達1：120（0.560Hz）可拆卸式風扇和接線端子，維護方便；內置RS485通信口，可插擴展卡符合全世界主要通信標準；PID等多種功能適合各種應用場合。柔性PWM，實現更低噪音運行；特點1)配備各種功能配備PID功能，更適合風機、水泵負載；高速頻率控制和碰停功能；停電時減速停止控制；順序制動控制；2)維護方便通過風扇ON/OFF控制，延長風扇壽命，更換方便；可拆卸式的控制段子使維修和安裝方便；參數設定可保存在參數單元中

29、。(4)角度傳感器本傳感變送器采用新型的SMR(磁敏電阻)元件作為敏感元件，利用內部磁迴路的機械結構, 把角度的機械轉動轉化為電信號變化，實現無電接觸點的測量角度，角位移的變化，并經精密集成放大電路,在確定的角度區(qū)間，線性輸出420mA電流信號或05V，1-5V電壓信號，實現傳感器和變送器一體化.本產品帶有基準和滿度的調節(jié)，方便修正和調節(jié)測量范圍。特點及應用：壽命長，可靠性高、可連續(xù)分辨、耐環(huán)境污染。方便應用于各類需要測量角度和角位移的設備和工作場合。特別適合應用在鋼鐵、石油、電力、交通等行業(yè)，角度、角位移監(jiān)控的設備上。主要技術指標：型    號：WYT-AT-2

30、工作電壓：DC24V±10%線性量程：0° 90°( *可選擇其他量程 )輸出信號：420mA 或 *05V 使用溫度：-30 +60相對濕度：95±3% RH精    度：0.1% ;0.2% FS防護等級：IP65抗電絕緣：500V外形尺寸：* 83×(77mm) 軸為6 長22 mm外殼材料：鋁合金*傳感器360度可轉.長度77,以實際說明書為準4 程序設計4.1程序設計主程序:LD SM0.1 /在首次掃描調用初始話程序SBR0CALL SBR_0子程序:LD SM0.0MOVR 0.5, VD104 /裝

31、入設定值50%MOVR 0.25, VD122 /裝入回路增益0.25MOVR 0.1, VD166 /裝入采樣時間=0.1秒MOVR 30.0, VD1 /裝入積分時間=30分MOVR 30.0, VD124 /關閉微分作用MOVB 100, SMB34 /設定定時中斷0發(fā)生的時間間隔為100msATCH INT_0, 10 /設置定時中斷以執(zhí)行PID計算ENI /允許中斷,子程序SBR0結束中斷程序:NETWORK 1 LD SM0.0 ITD AIW0, AC0 /把單極性模擬量存入累加器DTR AC0, AC0 /把32位整數變換成實數/R 32000.0, AC0 /標準化累加器中的

32、值 MOVR AC0, VD100 /把標準化的PV值存入TABLE表NETWORK 2 /在自動方式下執(zhí)行PID控制LD I0.0 /一旦進入自動方式,就執(zhí)行PIDPID VB100, 0NETWORK 3 /把Mn轉換成16位整數,Mn為單極性且非負LD SM0.0MOVR VD108, AC0 /把輸出值傳送到累加器*R 32000.0, AC0 /累加器中為刻度值ROUND AC0, AC0 /把實數轉換成32位整數DTI AC0, QW0 /把16位整數寫到模擬輸出5 技術難點及其解決辦法5.1變頻器對微機控制板的干擾系統(tǒng)設計或者改造過程中，一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。由

33、于用戶自己設計的微機控制板一般工藝水平差，不符合EMC國際標準，在采用變頻器后，產生的傳導和輻射干擾，往往導致控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取必要措施。 (1) 良好的接地。電機等強電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，微機控制板的屏蔽地，最好單獨接地。對于某些干擾嚴重的場合，建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制板的控制地相連。 (2) 給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，成本低。如圖所示，可以有效抑制傳導干擾。另外在輻射干擾嚴重的場合，如周圍存在GSM、或者小靈通機站時，可以對微機控制板添加金屬網狀屏蔽罩進行屏蔽處理。圖5.1 微機控制板的電源抗干擾措施（3）對

34、擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設計過程中，建議盡量不要采用模擬控制，特別是控制距離大于1M，跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設定、開關頻率量輸入輸出，可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側或者變頻器側實現遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重，需要實現DC/DC隔離措施?？梢圆捎脴藴实腄C/DC模塊，或者采用V/F轉換，光藕隔離再采用頻率設定輸入的方法。5.2 PLC對變頻器的控制本項目的難點之二就是通過PLC實現對變頻器的控制及PLC對伺服電機的控制，也就是達到調節(jié)電機轉速的目的。作為變頻調速系統(tǒng)中的控制核心部

35、分的變頻器，可以通過變頻器的控制面板或端子進行運行參數的設置,啟動或停止變頻器運行,讀取各種變頻器運行數據等等。在該項目的設計中我們采用了用PID控制的方法用PLC控制變頻器。6 項目小結項目小結本畢業(yè)設計對項目進行了的初步論述。緒論分析了PLC在張力控制的應用。第一章詳細地介紹張力控制系統(tǒng)的特性和各種應用場合，以及詳細的介紹了PLC、變頻器、伺服電機、傳感器的工作原理及概況。第二章對方案進行確定。方案中采用的PLC、傳感器、伺服電機、變頻器的詳細參數、型號。在選擇構成項目的各種構件時，考慮到了技術因素和經濟因素。第三章是對整個項目的個部分電氣連接圖和輸入輸出的斷口方配方案及程序的設計。第四章

36、是對整體項目中可能會遇到的問題難題及其解決的辦法思路。 本畢業(yè)設計在實際應用中是有巨大現實意義及很大的經濟效應，利用PLC來控制張力的方法被廣泛應用在造紙業(yè)、印刷業(yè)、紡織漂染業(yè)、食品業(yè)當中，極大的提高了生產效率和產品的合格率，隨著科學技術的不斷成熟和發(fā)展，PLC張力控制技術將越來越深入到社會的各行業(yè)。致謝本次設計能夠順利完成，我們必須要衷心的感謝我們的指導老師 李老師的指導和學院老師的關心。由于本次設計涉及到一些新內容和新方向，李老師在百忙中抽出寶貴的時間給予我們硬件和技術上最大的指導和支持。我們在設計的過程中也遇到了很多自己解決不了的問題，而李老師也給予我們要注意的問題的提示和一些細節(jié)的解決

37、方案。使我們受益非淺。 四年來，學院的各位領導、老師給予我許多熱忱的關懷和無私的教導，在此表示最忠心的感謝！對于參加我的論文答辯的各位老師，在此獻上我崇高的敬意和誠摯的感謝！參考文獻1、松下Panasonnic MINAS Aseries 伺服電機2、三菱電機變頻調速器500系列3、鄧則名 鄺穗芳編 電器與可編程控制器應用技術 北京：機械工業(yè)出版社 20014、S7-200中文系統(tǒng)手冊附錄附錄一：三菱變頻器FR-A540控制特性控制方式柔性PWM控制/高載波頻率PWM控制可選擇V/F控制）最佳勵磁控制輸出頻率范圍0.5至120Hz頻率設定分辨率模擬輸入0.015Hz/60Hz(端子2輸入：12

38、位/010V，11位/05V，端子：12位/-10+10V，11位/-5+5V）數字輸入0.01Hz頻率精度模擬量輸入時最大輸出頻率的±0.2%以內(25±10），數字量輸入時設定輸入頻率的0.01%以內電壓/頻率特性基底頻率可在0120Hz任意設定，可選擇恒轉矩或變轉矩曲線。轉矩提升手動轉矩提升加/減速時間設定03600秒（可分別設定加速和減速時間），可選擇直線型或S-型加/減速模式直流制動動作頻率（0120Hz，動作時間（010sec),電壓（030%）可變失速防止動作水平可設定動作電流（0120%可變），可選擇是否使用這種功能運行特性頻率設定信號模擬量輸入05VDC，

39、010VDC。0±10VDC，420mADC數字量輸入使用操作面板或參數單元3位BCD或12位二進制輸入（當使用FR-A5AX選件時）啟動信號可分別選擇正轉，反轉和啟動信號自保持輸入（三線輸入）輸入信號多段速度選擇最多可選擇7種速度（每種速度可在0120Hz內設定，運行速度可通過PU（FR-DU04/FR-PU04）改變第二加/減速度選擇03600秒（最多可分別設定2種不同的加/減速時間）點動運行選擇具有點動運行模式選擇端子電流輸入選擇可選擇輸入頻率設定信號420mADC（端子四）瞬時停止再啟動選擇瞬時停止時是否再啟動外部過熱保護輸入在外部安裝的過熱繼電器當使變頻器停止時的接點輸入連

40、接FR-HC變頻器運行許可輸入和瞬時停電檢測輸入外部直流制動開始信號直流制動開始的外部輸入PID控制有效進行PID控制時的選擇PU，外部操作的切換從外部進行PU外部操作切換PU，運行的外部互鎖從外部進行PU。運行的互鎖切換輸出停止變頻器輸出瞬時切斷（頻率，電壓）報警復位解除保護功能動作時的保持狀態(tài)運行功能上，下限頻率設定，頻率跳變運行，外部熱繼器輸入選擇，極性可逆選擇，瞬時停電再啟動運行，工頻電源-變頻器切換運行，正轉/反轉限制，運行模式選擇，PID控制，計算機網絡運行（RS-485）輸出信號運行狀態(tài)可從變頻器正在運行，頻率到達，瞬時電源故障，頻率檢測，第二頻率檢測，正在PU模式下運行，運負荷報警，電子過電流保護預報警