纺织机械同步传动控制系统课程设计.docx

目录一弓I言21.1 研究背景21.2 设计目的21.3 设计主要过程及内容2二 .控制方案的选择22.1 控制方案分析22.2 控制方案选择32.3 主要电气设备3三 .I/O分配表3四 .PLC及电气硬件接线图44.1 附图文字说明44.2 电甥型号5五 .控制系统流程图及编程梯形图65.1 控制系统编程流程图65.2 编程梯形图65.3 编程指令12六 .调试说明146.1 模拟调试146.2 现场调试14七 .结束语15八 .参考文献16引言1.1 研究背景纺织机械同步传动控制系统系统联动状态图11111P纺织工业要求布恒张力向前传动。本系统结构与工作原理如上图所示,纺织品由五个电动机带动辑子与橡胶辑的摩擦带动左向右传动。五个电动机的速度不同，该系统的控制部分采用西门子S7-226PLC控制5个三相变频电机，实现纺织布料在该系统中自左向右的同步传动。1.2 设计目的变频电机的转速范围015007min;按下启动按钮，布料按一个初始速度自左向右运行；一直按下升速按钮，布料运行速度持续上升（上升到上限不在上升）；一直按降速按钮，布料运行速度持续下降（下降到下限不在下降）；按停止按钮，系统停止运行；1.3 设计主要过程及内容使用S7-220编制程序输出五个模拟量电压输入变频器控制五个电动机的转速从而实现布以不同速度的同步传动。二.控制方案的选择2.1 控制方案分析在五个电机开始运行时，都具有一定的初始转述，即按下启动按钮，五个电机以不同的转速运行，并且能实现布的加速减速传动，遇到紧急状况时能使电机急停。电机无极调速。2.2 控制方案选择PLC采用西门子S7-226并挂三个模拟量输出模块通过编程输出5个O-IOV电压输入五个变频器控制五个电动机输出五个不同转速，实现布的同步传动。同时设置启动，升速，降速，停止，急停按钮采用手动方式工作。按启动按钮五个电动机以不同的初始速度转动实现布的同步传动。长按加速按钮五个电动机同时加速，布的传动速度变大。长按减速按钮五个电动机同时减速，布的传动速度变小。按停止按钮PLC停止工作，布停止传动。设置安全保护措施急停按钮使PLC输出为零，电动机停止转动，再按停止按钮PLC停止工作。2.3 主要电气设备变频器：根据PLC输入的OMOV电压改变电动机转速。电机：以不同的速度带动棍子转动从而实现布的同步传动。按钮自动空气断路器S7-226型PLC：输入程序控制布的传动速度。滤波器：使电压稳定变压器：把380V电压变为220V为PLC供电三.I/O分配表此系统共五个输入，五个数字输出，五个模拟输出编号地址说明功能数字输出1Q0.0继电器KMl及电机1指示灯电机1正常工作2Q0.1继电器KM2及电机2指示灯电机2正常工作3Q0.2继电甥KM3及电机3指示灯电机3正常工作4Q0.3继电器KM4及电机4指示灯电机4正常工作5Q0.4继电器KM5及电机5指示灯电机5正常工作模拟输出1AQWO输出O-IOV电压控制变频器12QW2输出O-IOV电压控制变频器23QW4输出O-IOV电压控制变频器34AQW6输出O-IOV电压控制变频器45AQVV8输出O-IOV电压控制变频器5数字输入110.0按钮SBl启动上升沿有效210.1按钮SB2加速上升沿有效310.2按钮SB3减速上升沿有效410.3按钮SB4停止上升沿有效510.4按钮SB5急停上升沿有效四.PLC及电气硬件接线图4.1附图文字说明附图一电控柜照明PLC使用220V交流供电，所以用380：220变压器变压再通过滤波器使电压稳定。柜内照明灯使用行程开关控制并接保险丝开柜即亮附图2PLC硬件接线图本系统使用西门子S7-226PLC。有启动，加速，减速,停止，急停五个按钮输入，并有五个电机的继电器和指示灯输出附图3PLC模拟量输出模块三个PLC模拟量输出模块输出五个（MOV的电压模拟量MlVl,M2V2,M3V3,M4V4,M5N5附图4变频器1线1L1,1L2,1L3经空开Q2后给变频器VTI和风扇Fl供电，变频器U,V,W端接电机Ml控制其转速。模拟量输出模块的VI,Ml接变频器AIN+,AIN控制其变频，从而改变电动机Ml转速。附图5变频器2线1L1,1L2,1L3经空开Q3后给变频器VT2和风扇F2供电，变频器U,V,W端接电机M2控制其转速。模拟量输出模块的V2,M2接变频器AIN+,AIN控制其变频，从而改变电动机M2转速。附图6变频器3线1L1,1L2,1L3经空开Q4后给变频器VT3和风扇F3供电，变频器U,V,W端接电机M3控制其转速。模拟量输出模块的V3,M3接变频器AIN+,AIN控制其变频，从而改变电动机M3转速。附图7变频器4线1L1,1L2,1L3经空开Q5后给变频器VT4和风扇F4供电，变频器U,V,W端接电机M4控制其转速。模拟量输出模块的V4,M4接变频器AIN+,AIN控制其变频，从而改变电动机M4转速。附图8变频器5线1L1,1L2,1L3经空开Q6后给变频器VT5和风扇F5供电，变频器U,V,W端接电机M5控制其转速。模拟量输出模块的V5,M5接变频器AIN+,AIN-控制其变频，从而改变电动机M5转速。附图9电控柜电控柜中第一排是Q1Q8八个空开及熔断器和滤波器，第二排是5个变频器，第三排为S7-226PLC及三个模拟量输出模块，最下面是接线端子附图10操作台第一排是五个电动机运行的指示灯，第二行分别是启动，加速，减速,停止，急停按钮。4.2电器型号电气设备型号电气设备型号QlDZ47-600D60Q2DZ47-60/D15Q7DZ47-6312C20Q3DZ47-60/D15Q8BKNC2Q4DZ47-60/D15Q6DZ47-60/D15Q5DZ47-60/D15FURJ18-32KAJQX-13FSQJLXK1-311LBDL-6DLPLCS720-226216-2BD23-0XB0电动机MYVP80-4ISBIEC60947G13/TAC660VIOA变频器MICROMASTER4406SE6440-2UD17-5AAX-3AC380-480V+10%-10%47-63HZ灯AD16-22D风扇GY80A五.控制系统流程图及编程梯形图5.1 控制系统编程流程图5.2 编程梯形图网络1网珞标题I网络汪半网络210.1T 37T 37网络4IVD100M0.0-1>bRIC)30300.0TON.UJ工SUB.RENENOINIOUT VDI00网络6IT38MQ1IVD1M100.0-网络7VD100MO.1-I<bRI()500.0M0.3同珞9网侬10I0.3T39网络11T39I<ST°F)网珞12I0.4MOV-R|ENENO0oJNOUTkVD1005.3编程指令1.D10.0EUANM0.3SM0.3,1MOVR1500.0,VDlOONetwork21.D10.1ANT37TONT37,10Network31.DT37ANM0.0+R100.0,VDlOONetwork41.DR>=VD100,30300.0=M0.0Network51.D10.2ANT38TONT38,10Network61.DT38ANM0.1-R100AVDlOONetwork71.DR<=VD100,500.0=MO.INetwork81.DM0.3MOVRVD100,VD104*R1.0,VD104MOVRVD100,VD108*R1.02,VD108MOVRVD100,VDI12*R1.04,VDl12MOVRVD100,VDl16*R1.06,VDl16MOVRVD100,VD120*R1.08,VD120ROUNDVDI04,VD124ROUNDVD108,VDI28ROUNDVDI12,VD132ROUNDVDl16,VD136ROUNDVDI20,VD200DTIVD124,VW142DTIVD128,VW144DTIVD132,VW146DTIVD136,VW148DTIVD200,VW150Network9LDM0.3MOVWVW142,AQWOMOVWVW144,AQW2MOVWVW146,AQW4MOVWVW148,AQW6MOVWVW150,AQW8Network10LD10.3TONT39,10MOVR0.0,VDlOONetwork11LDT39STOPNetwork12LD10.4MOVR0.0,VDlOO六.调试说明PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试两个调试过程，在此之前首先对PLC外部接线作仔细检查，这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。不过，为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致地完成整体的控制功能为止。6.1模拟调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。此程序使用STEP7-Micro_WINV3.1&3.2&4.O模拟器V2.O进行模拟调试，S7-226及三个模拟量输出模块，按启动按钮五模拟量输出O.45V,O.46V,O.47V,O.48V,O.49V电压同时五个指示灯亮，按加速按钮五模拟量输出电压同时变大直至9.24V,9.43V,9.61V,9.80V,9.98V。按减速按钮五个模拟量输出电压同时减小。按急停按钮程序输出为零。按停止按钮程序停止。在调试过程中可能出现五个模拟量输出一样，模拟量输出成负数，模拟量输出变化过快，解决办法是（1）设置变量时分开设（2）限制电机的最大最小转速（3）修改定时器及程序。6.2现场调试完成上述的工作后，将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。七.结束语经过两周的努力，我终于完成了大学的第一个课程设计纺织机械布的同步传动。最开始面对这样一个大工程我感到迷茫和害怕，随着老师的讲解，我的思路渐渐清晰，对这两周的任务有了一个整体的认识，首先到实验室观看实际布的传动对一整套系统有了全面了解，通过PLC编程控制变频器从而改变电动机的转速，五个不同速度电动机实现布的同步传动。我们的任务就是编制控制程序并绘制硬件接线图。通过课程设计我深入了解了西门子系列PLC编程模块的使用并对硬件接线有了更进一步的认识。课设不是一遍就完成的，需要反复修改寻找最优方案，每次改动都让我的知识加深一次，我不再仅限于书本的理论更要考虑很多实际应用的问题，这让我不再是一个书呆子。这次课设让我学会了查阅资料，仅凭书本上教得是远远不够的必须海纳百川多方查阅资料反复求证，一本书的内容是有限的。这次课程设计我还学会一个道理，要多与同学交流，虚心求教。有的时候由于自身掌握知识有限或者上课不认真听讲,你坚信对的有可能是错的，多与人交流还能开阔视野运用不同方法完成任务，俗话说三个臭皮匠顶个诸葛亮就是这个道理吧。不懂得问题要先认真思考查阅资料想不明白就要及时问老师同学，问题越积越多，有时你搞懂一个问题整个局面就豁然开朗。通过这次课程设计让我明白一个道理，世上无难事，只怕有心人。无论面对多么艰难的事情，只要你认真深入的研究，终会有结果，而且熟能生巧，做得越多，渐渐的就会发现其中的窍门。这个感受会知道我以后的学习工作。八.参考文献王兆义主编.可编程控制器教程.北京：机械工业出版社，1993.邓则名等主编.电器与可编程控制器应用技术.北京.机械工业出版社.1997.邓星钟主编.机电传动控制.北京.高等教育出版社.1996.深入浅出西门子S7-200PLC。北京：北京航空航天大学出版社