【《真空回潮控制系统硬件设计案例分析》2800字】

真空回潮控制系统硬件设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u2356真空回潮控制系统硬件设计案例分析 1179271.1PLC选型 1275801.1.1PLC的类型 13811.1.2西门子S7-300PLC模块 164761.2真空抽气泵选型 3157721.2.1真空抽气泵简介 3267871.2.2ZJ600-4型罗茨旋抽气泵 3199871.2.3伺服电动机简介 479071.2.4SEW型伺服电动机 5PLC选型PLC的类型虽然现在已经有许多类型的PLC、功能和指挥系统不同,但其内部结构和工作原理都与众不同,在当今社会中就要求我们的制造业能够适应市场的需求,能够实现大幅度响应且很好地能够进行小批量生产的需求,许多都是规范,更多的是多样性,高质量和廉价成本的产品。为了充分满足这个大的需求,自动化工厂生产线的控制系统和各种生产装置必须能够做出非常高的响应,即它们具有很强的灵活性,可编程的控制器正是如此,而恰恰是顺应这一需求应运而生。通常是包括主机,I/O端口,电源,编程器可扩展接口以及外部装置等几个重要的部分。为方便PLC与其他设备之间进行数据交换，提高信号处理速度与采集精度，缩短响应时间，加强控制能力，提高玻璃真空镀膜的生产效率，本设计选用西门子S7-300PLC作为玻璃真空镀膜控制核心。西门子S7-300PLC模块玻璃真空镀膜管件生产线上的控制设备众多,结构复杂,数据巨大,而且对于控制精度的成本要求还高,不是很适合企业采用这种低端硬件PLC,综合性价比和软件兼容性等考虑因素本次硬件控制管理系统主要设计选用德国西门子S7-300PLC系统作为主要硬件控制系统核心。实物图和接线图所图3-1、3-2所示,西门子系列Simatics7-300系列性能PLC产品是一种分别具有中频和高性能的系列PLC,采用了一种模块化的结构设计,编程和组态方便,下载也容易,便于用户实现无线网络和远程监控,适用于各种可靠度和产品质量性能要求适中的工程控制设备系统。相比于之前的西门子S7-200系列的PLC系统,S7-300PLC在以下4个方面都有所优化。其优势如下：使它相对于S7-200PLC,S7-300采用一种新的模块化运算结构,具备高速运算指令和各种运算时令在执行时的速度;由于使用浮点数算法进行各种算术上的运算使它相对于更加有效的运算方法可用来快速实现各种算术上的运算;方便的人机界面服务己经被集成到s7-300的操作系统内,人机对话编程需求也将得到实现;S7-300操作系统自动诊断进行状态信号采集处理;CPU的应用智能化自动诊断系统连续自动监测操作系统的各种基本功能例如状态信息是否正常、记录是否错误和特定的操作系统安全事件(例如:操作系统自动超时,模块的自动更换等);S7-300PLC具有多级控制口令的安全保护措施系统可以通过促进功能使得系统用户在一定大的程度到达上高、有效的同时保护他们的专业技术信息机密,防止不被法律允许的随意复制或者随意修改;图3-1S7-300PLC实物图图3-2S7-300PLC接线图真空抽气泵选型真空抽气泵简介真空泵主要原理是通过一种传动机械设备或者一种驱动器具来使真空泵内部的这些隔膜气体能够自动做到一个往复式的旋转运动,从而对于在泵腔内的这些空气能够进行自动压缩、拉伸,对于在泵腔内的这些空气能够形成一定的抽出负压,在这个抽出排气口处和这个泵腔之间的两个大气压相互之间就会产生一定的差与压力差,在这个差与压力差相同的压力作用下,将这些压缩气体直接向外吸入这个泵腔,再从这个排气口中向外进气排出。由上述工艺过程可知,磁控溅射主要是在真空环境下运作进行的,要注意保持磁控溅射区域处于高真空环境下,而且进出口房间和出入室也经常会在大气与真空这两种不同的环境下进行一次不停地转换,这些都是因为有必要使用抽气泵来不停地对腔室内部进行抽气。ZJ600-4型罗茨旋抽气泵以斯特罗茨泵体作为主驱动泵,以双螺旋片驱动泵体作为后一级驱动泵体并进行串联驱动制造。其主要特点之一是结构紧凑,操作简单。适用于通过吸收和处理排出自然空气及其它气体具有与之无可比的胶凝性和几乎没有任何耐腐蚀性的各种放射性有害气体,广泛地可以应用在那些需要较大浓度抽速和排出更高浓度真空的各类工业真空处理系统中。实物图如3-3，参数表如表3-1所示。多用于真空材料冶炼,电力加热电容器,变压器,真空浸渍及热处理,真空镀膜等等装置过程中的真空预吸等。图3-3抽气泵实物图型号抽气速率(L/S)进气口径(mm)排气口径(mm)配用功率(kw)ZJ-1200A120025020011ZJ-6006002002007.5ZJ-3003001501504ZJ-70A7080501.1表3-1ZJ-600型罗茨真空泵的参数表根据抽气速率以及配用功率，本设计采用ZJ600-4型抽泵机。伺服电动机简介伺服控制电动机也被广泛称为自动执行式伺服电动机,在自动控制机器系统中也被用来作为一个自动执行器。它将一个伺服旋翼电动机前端输入的回路电压控制信号直接控制转变过来成为旋翼电机驱动器在转轴上的一个角位移或者也就是一个增加角位移速度的电压输出,改变了从传动器前端输入回路电压控制信号的输出大小和传动极性就成为可以直接用来改变一个伺服旋翼电动机的实际工作运动转速和旋翼驱动器的工作转向,故而从传动器前端输入的回路电压控制信号也被直接称为电机控制电路电压信号或者也就是称为控制回路电压。按照所有的需要同时使用的驱动电源不同,伺服直驱电动机一般可以分别划分被称为直流高压伺服直驱电动机或者是变频交流高压伺服直驱电动机。直流高压伺服直驱电动机直流输出的驱动功率相对较大,功率峰值范围一般在1到600瓦,有的甚至至少能够同时到达几百瓦;而且由于这种交流高压伺服直驱电动机的直流输出驱动功率相对较小,其输出功率峰值区间内的范围通常为0.1到100瓦。玻璃从原始片发展至成片的整个工作过程都离不开一套伺服式传动子系统。首先,玻璃进行镀膜工作时,要求每个镀层的实际转化速度和每个镀层的设置转化速度的误差都不得大于千分之一。其次为了充分满足现场手动和生产自动化的需要,要求伺服传动电机具备联动和单动两种功能,联动电机必须是彼此相邻的两台或者几台多个伺服驱动电机都只是可以用来实现同时、双动地单机运行的主要功能,而同时单动则可以是-台多个伺服驱动电机同时单动运行的主要功能。最后,为了在两个玻璃的门进行隔热镀膜的工作时候,避免与两个玻璃之间的门发生玻璃相撞或者门只是将门与玻璃发生碰撞后落到一个腔室的门上,要求这种玻璃在进行高精度的方向传动控制过程中,能够实现拥有较高传动精度的方向定位和传动控制,并且其传动响应速度快，因此本设计采用德国SEW伺服电动机。SEW型伺服电动机20世纪70年代,采用高速磁场定向传动控制的设计方法,及后来又发展采用高速高频数字信号控制处理器,便于复杂的伺服矢量电机控制传动技术,从而成功地设计实现了一种采用高性能的高频交流高压伺服传动电机矢量控制传动系统。交流高速伺服传动电机与交流步进高速伺服传动电机,直流高速伺服传动电机等其他产品类型相比,有以下主要优点:系统结构简单,输出功率大,可以更加方便地获得与工作频率和速度成正比,在低速运转时无任何爬行,不产生震动,调速区间广,机械特点较