《基于S7-200PLC文化纸机传动控制系统软件的设计》

1、基于S7-200PLC文化纸机传动操纵系统软件的设计摘要本纸机的逆变器操纵系统是以逆变器的数字输入端为控制信号、以PLC为运算控制中心的全部数字系统。 此系统可以在闭环状态中操作，并且开环或闭环不直接影响系统本身。 其核心是通过变频器的串行通讯通讯端口使变频器和PLC成为网络式的操纵系统。 彻底解决了速度链比例制控制的协调和同步问题，也解决了负荷分配和张力控制的问题。 由于在云同步中采用了普兰控制，这大大增加了灵活性，这成为最新一代抄纸机传动系统的标识牌。关牛鼻子字： PLC、变频器、速度链、负荷分配、张力控制basedonthes7- 200 plccruntrepartepramement

2、serdrivecontrolsystemsoftwaredesignABSTRACTthisperpartemcementsfrequalconverstransmissioncontrolsystem在controlfrequencyconverter中使用数字输入信号，在anduseplcasstheopentioncontrols gitalsystem.whellydissystemcanworkina重要的是itdoesnthasanyinforthesystemitself .智能运输系统核心istoformanetwork-basecontrollesystemconfig v

3、ertsandtheplcthr oughtheserialcomportionportoffrequencyconverter.thoroughlysolvingthespeedchainproportionalcontrolcoordination ems，loadddistricationandtentioncontrollogrationprothesamediredtotheflexibilitincrease hichisthehallmarkofthelatestitygener密钥世界： PLC，频率转换器，速度链，加载分发，强度控制目录摘要I勇者斗恶龙ii1绪论11.1课题背

4、景11.2开发意义12系统技术控制方案32.1系统配置概述32.2系统的每个部分的配置的概述32.2.1 PLC的概要32.2.2变频器的概要52.2.3 S7-200的概要62.3方案论证7三速链分析83.1速度链的定义83.2速度链的分类83.2.1无线电计程仪定式速度链83.2.2数字速度链93.3速度链设计113.3.1设计要求113.3.2结构设计114负荷分配分析124.1负荷分配问题的原因和影响124.2负载分配原理124.3负荷分配设计方法134.3.1直流传动负荷分配设计134.3.2交流传动负荷分配设计174.4纸机负荷分配设计方法184.4.1负载分配控制算法请求184.

5、4.2负载分配控制调整请求194.4.3负荷分配知识分子二烯烃设计194.4.4负荷分配保护功能195张力控制分析215.1直接张力控制215.2间接张力控制226软件设计236.1分组转发236.1.1分组转发的目的236.1.2普拉姆语句236.1.3普拉姆计程仪说明236.1.4普拉姆流程图246.2数据接收单元246.2.1数据接收的目的246.2.2普拉姆语句246.2.3普拉姆计程仪说明256.2.4普拉姆流程图256.3 CRC检查266.3.1 CRC检查的原理266.3.2普拉姆语句276.3.3普拉姆计程仪说明286.3.4普计程仪拉姆程序流程图286.4逆运算速比296.

6、4.1逆运算比的原理296.4.2普拉姆语句296.4.3普拉姆计程仪说明316.4.4普拉姆流程图316.5速度链计算326.5.1速度链计算的原理326.5.2普拉姆语句326.5.3普拉姆计程仪说明346.5.4普计程仪拉姆程序流程图34七总结三十五37号阿里嘎多参考文献381绪论造纸是我国三大产业之一，是国家经济发展水平的重要标识牌。 造纸产业已成为我国重要产业之一。 世界各国的造纸工业，特别是中国的造纸术以前所未有的速度发展，现在我国已经成为生产和消费纸张的大国，造纸设备的开发和生产也越来越国际化。以往，大型抄纸机的传动系统依赖于进口，由海外的公司提供(例如ABB制浆造纸工序部、西门

7、子造纸工序部等)。 随着计算机技术、现场男低音技术的发展，各大公司相继推出了更加成熟、完善的控制产品，大大提高了操纵系统的软硬件性能和云同步，使操纵系统更加简单，更加可靠，大大降低了系统的复杂性。 由于云同步国内从事纸机自动控制的研究机构和人员增加，大型纸机传动系统国产化。目前国内中小公司拥有的旧式直流传动控制设备很多，很多已经进入世代更迭周期，交流逆变器传动技术越来越成熟，成为世代更迭的优先。 国产变频器性价比高，质量技术指标已与国外著名布兰德相匹敌，维护和技术保障方便，费用低廉，越来越受企业欢迎。 在纸机传动应用的控制领域中，随着变频技术、计算机技术及网络通讯技术的广泛应用，造纸工厂自动化

8、的程度、控制精度、控制速度、系统的稳定性和可靠性提高了新的水平。 逆变传动具有维护少、可靠性高的特点，在中小抄纸机多、大型抄纸机少的情况下，逆变传动在抄纸机市场占绝对主导地位1。1.1课题背景抄纸机逆变器传动在海外从80年代中期开始，在国内约90年代初期。 变频调速技术的普及在风机、泵等领域取得了显着的经济效益，在某些机械行业也发挥着重要的作用。 纸机是负载大致一定、转速一定的稳定速度系统，其最大特征是速度长期稳定，云同步动态恢复时间尽可能短。 因此，纸机传动系统要求高稳定性和迅速的动力响应。 进入90年代，国内中小纸厂广泛利用纸机变频器，这些个企业的确取得了良好的经济效益。1.2开发意义我国

9、国情和生产技术水平决定了变频传动在中国制造报纸传动领域的地位，这主要有以下因素(a )中国大多数造纸企业没有造纸生产的技术密集和资金密集特征，而是劳动密集和资金密集，技术力量和自动化水平不高，对设备可靠性的依赖性高，自动化技术的应用和依赖性低。 变频传动具有维修少、可靠性高的特点。(b )中小抄纸机的大多数大型抄纸机很少，但由于逆变器传动的批量投入适用于中小抄纸机(宽4米以下，最大传动力200kW以下)，逆变器传动在抄纸机市场占绝对主导地位。(c )直流传动具有历史失效率高、维护量多、附属设备多的特点，因此直流传动在目前情况下无法与交流传动抗衡。(d )不清楚的能源消费问题对直流传动产生了不良

10、影响。 各纸厂应用变频的实践一般反映比直流节能，但从纸机恒转矩负载的运转特性无法给出明确的证据说明节能的理由。尽管以上诸因素占了逆变器传动的主导地位，但我们看到引入定径套纸机和大型高速纸机的旧龙头企业仍以直流传动为主，国外纸机工厂的设计也是如此。 这说明直流传动和交流传动在技术经济上没有明显差异，分别有适当的范围和条件2。2系统技术控制方案2.1系统配置概述本操纵系统采用交流逆变器控制，系统控制的构成图如下所示。 系统是变频器PLC控制的两阶段控制方式。传动系统一级为变频器控制级，变频器采用ABB公司直接转矩控制(DTC )变频器，具有闭环控制编码器种子文件主板，构成闭环控制系统。 变频器中还

11、搭载了PROFIBUS-DP通讯板，构成了上位PLC和PROFIBUS-DP现场总线调控网络。传动系统的二级采用PLC操纵系统，PLC采用西门子公司的小型S7-200。 二级合作实现纸机传动操纵系统的优化控制和自动控制。图2-1显示了系统配置。图2-1系统结构图2.2系统各个部分的配置的概述2.2.1 PLC的概要(1)基本概念PLC是专门设计在工业环境中的应用的数字运算操作的电子装置。 可创建计程仪程序的存储器用于将执行诸如逻辑运算、序列运算、时间节点、计数、算术运算等操作的指令存储在内部，并以数字或模拟计程仪形式的投入产出来控制各种类型的机器和生产过程。 PLC及其相关外围设备必须按照易于

12、与工业控制系统集成、易于扩展其功能的原则进行化学基设计。初始的可编程控制器被称为可程序设计师逻辑控制支重轮(programmablelogiccontroller:PLC )，主要用于代替继电器实现逻辑控制。 随着技术的发展，采用这种微计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置被称为可编程控制器，简称为PC。 但是，为了不与个人计算机(Personal Computer )的简称混淆，将可编程控制器简称为PLC。 PLC是1969年由美国数据设备公司(DEC )开发的，目前美国、日本、德意志的可编程控制器质量好，功能强3。(2)鲜明的特点(a )功能完备，组

13、合灵活，扩展方便，实用性强。 现代PLC具有的功能及其各种扩展用户针织面料、智能用户针织面料和特殊功能模块，能够方便灵活地构成各种规模和要求的操纵系统，满足各种工业控制的需要。 以开关量控制为特点的连续过程的PID电路控制也是可能的。上位机和复杂的操纵系统，例如构成显示数据通道、DCS等，实现生产过程的综合自动化。(b )使用方便，编程简单，采用简单的梯形，逻辑图和文表等软件编程语言，不需要计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。 PLC的运用，不用分解机械设备，用上线了修正计程仪程序，可以改变控制的方案。 在各种环境中工作，可靠性高。(c )安装简单，易于维护。 PLC可以在各种产业环

14、境下直接运行，只需将现场的各种设备连接到PLC对应的I/O侧，即可写入程序计程仪。 每个模组都有运转和故障指标体系，方便使用者掌握运转状况，发现故障。 PLC具有强大的自检功能，便于维护。(d )抗扰度和信誉强，远高于其他机型。 隔离和过滤是抗干扰的两个主要措施。 对PLC的内部电源采取了屏蔽、稳定作用、保护等措施，减少了声干扰，保证了供电质量。 并且，使投入产出接口电路的电源彼此独立，防止电源之间的干扰作用。 准确选择接地点和完整的接地系统是PLC操纵系统电磁干扰的重要措施之一。 为了应对现场严酷的环境，也采用了密封、防尘、抗震的外壳包装结构。 以上措施可保证PLC在恶劣环境下可靠工作，平均

15、无故障时间时间长，故障修复时间短。(e )环境要求低。 PLC的技术条件可在一般的高温、振动、冲击、粉尘等恶劣环境下工作，在强电磁干扰环境下可靠工作。 这是PLC产品的市场生存价值。(f )易于学习使用。 PLC是面向工矿企业的工控设备，接口方便，软件编程语言易于工程技术人员接受。 PLC计程仪编程多采用继电器控制电路那样的梯形形式，对于使用者来说，由于不需要计算机的专业知识，因此容易被一般的工程技术人员理解和掌握4。 (3)适用范围目前，PLC在国内外广泛应用于铁元素钢、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环境保护和文化娱乐等行业，使用情况主要分为以下几种(a )开关量逻

16、辑控制代替传统的继电器电路，实现了逻辑控制、顺序控制，既可以用于单一设备的控制，也可以用于多机组控制和自动输油管道。 例如注塑机、印刷机、订书机、复合工作母机、磨床、包装线、电镀线等。(b )工业过程控制在工业生产过程中，有温度、压力、产水量、液位和速度等连续变化量(模拟计程仪量)，PLC用相应的A/D和D/A转换模块以及各种控制算法计程仪程序来处理模拟计程仪量，完成闭环控制。 PID调节是在一般的闭环操纵系统中使用得最多的调节方法。 过程控制特罗尔在冶金、化工、热处理、锅炉控制特罗尔等领域应用十分广泛。(c )运动控制PLC可用于圆周运动和直线运动的控制。 一般来说，步进大头针电机和可驱动伺服电机的单轴和多轴位置控制模块等，使用专用的运动控制模块，广泛应用于各种机械、工作母机、机械人、电梯等。(d )数据处理PLC具有数学运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、显示查找表、二进制位操作等功能，能够进行数据的收集、分析、处理。 数据处理一般用于造纸、冶金、食品工业等大型操纵系统。(e )通讯和网络PLC通讯中包含PLC间的通讯和PLC与其他知识二烯烃设备之间的通讯。 随着工厂自动化联网的发展，目前的PLC具有通讯接口，通讯十分方便。2.2.2变频器的概要(1)基本概念变频调速(Variable freque