《基于PLC 的复贴机电控张力控制系统设计》.docVIP

2012届毕业生 毕业设计说明书题 目:基于PLC 的复贴机电控张力控制系统设计 号： 0411 指导教师： 林琪教师职称：高级工程师2012年 2 月 19 日 目录 1 绪论 3 1.1 复贴机的背景知识 3 1.2 可编程控制器的产生、发展现状及结构 3 1.3 变频器的工作原理、发展现状及前景 4 1.4 基于PLC 的复贴机电控张力控制系统 4 2 复贴机的主要结构和组成 5 2.1 复贴机的基本情况 5 2.2 磁粉制动器 5 2.3 放卷单元和送膜单元 6 2.4 喷涂单元 7 2.5 干燥单元 7 2.6 层压单元 7 3张力控制原理分析 9 4 电控张力系统控制方案设计 10 4.1 张力控制方法的选择 10 4.2 张力控制系统的驱动方式的选择 10 4.3 收卷、放卷、送膜张力控制设计 11 5 张力控制系统的硬件选择以及电路设计 12 5.1 控制电路的电源设计 14 5.2 系统输入输出点分配 14 5.3 控制器PLC的输入和输出回路设计 15 5.4 D/A和A/D转换模块电路设计 16 5.5 控制器PLC模块 18 5.6 变频器模块的选择 18 6 控制器PLC的软件设计 20 6.1 PLC程序各个模块的程序分析 22 6.1.1 模块初始化程序分析 22 6.1.2 数据采集模块程序分析 22 6.1.3 数据处理模块的程序设计分析 22 6.1.4 输出模块程序分析 22 6.1.5 积分分离PID的控制策略分析 22 6.2 系统的梯形图程序 23 结论 27 致谢 28 参考文献 29 附录A 31 附录B 321 绪论 1.1 复贴机的背景知识 复贴机是一种新型的纺织机械。 目前，与其它纺织机械的使用情况相比，复贴机的研究和推广使用还差的很远。但是，我认为，复贴机是一种新型的纺织机械，拥有广阔的发展前景和市场空间。本课题的张力控制系统主要是针对复贴机收卷单元的张力控制的，而通过对张力进行控制，可以保证产品的质量符合我们期望的标准。另外，复贴机中的关键技术之一就是复贴技术。利用复贴技术，我们可以生产多种功能化纺织品，比如医用防护服面料、农用覆盖篷布等等。而我国如今的复贴技术还不太成熟，还有很大发展空间。 1.2 可编程控制器的产生、发展现状及结构PLC是一种具有非常广泛用途的高性能装置。 在没有可编程控制器的年代里，许多系统控制者选用继电器来进行工业控制，并且继电器几乎占据了工业控制的所有领域。虽然工业控制中继电器被大量应用，但是它却有很大的缺陷：体积很大，性能不稳定，维修麻烦，环境适应能力差。随着工业的发展，外国一家大公司经过艰苦的努力和不断钻研，终于研究出一种能够替代继电器控制的新机械设备—可编程控制器。接着，人们不断对可编程控制器进行改进，提高它的性能，到目前为止，PLC已经得到诸多使用者的认可，并且还在不断向前发展。我国由于种种原因到了七十年代末和八十年代初才开始引进可编程控制器，当时随着专用设备和成套设备的进口引进了很多国外可编程控制器。一直到现在为止，我国的市场还大部分被国外的一些着名的可编程控制器产品占领着，如西门子、欧姆龙、三菱等等。 所以，对于我国自主研发可编程控制器的厂商来说，前景是光明的，同时也会是很艰难的。 1.3 变频器的工作原理、发展现状及前景 近些年来，随着各行业的自动化程度正在不断提高，它们对调速性能的要求也越来越高，这使变频器在各个行业的应用越来越广泛。变频器是利用微电子技术和变频技术，通过改变电机工作电源的幅值来控制交流电机的电力传动元件。它有节能效果显着，维护简单，起停特性好，调速性能好等优点。目前国产的变频器占全国变频器市场容量的很小一部分，而大约我国70%的市场被各种国外品牌所占领，其中40%是被日本品牌所占领，30%是被欧美品牌所占领。这说明我国的变频器技术还有待很大提升空间。变频器可以改变电机定子供电频率，而电机定子频率的变化可以使电动机的转速平滑改变。电机的转速变化范围在电源频率在0~50Hz范围变化内是很广的。这使在整个电动机调速过程中，都可以达到转差功率，拥有高效率、高精度的调速性能。 1.4 基于PLC 的复贴机电控张力控制系统 基于PLC的复贴机电控张力控制系统主要有检测单元、数据转换单元（A/D、D/A数据转换）、控制单元（PLC）、驱动单元组成。 本系统选用台达的 PLC，通过接收 A/ D扩展单元的数据，进行处理，发出指令，经过 D/ A扩展单元的数据转换来控制变频器，然后有变频器对电动机的转速进行调节，最后达到控制张力的目的。2 复贴机的主要结构和组成 2.1 复贴机的基本情况复贴机主要有放卷单元、送模单元、喷涂单元、层压单元、干燥单元、收卷单元、纠偏单元构成。放卷单元起到放送面料的作用；