PLC在自動(dòng)張力控制器中的應(yīng)用

1 引言
可編程序控制器隨著其功能和外圍接口模塊的不斷增加，在工業(yè)控制場(chǎng)合的應(yīng)用越來越廣泛，將逐漸取代工業(yè)控制中的某些專用設(shè)備，從而使控制系統(tǒng)的成本降低、體積縮小、控制方式易于改變。PLC的功能很強(qiáng)，除邏輯運(yùn)算外還可以完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和完善的通信能力，用PLC超強(qiáng)的功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張力控制可以減少系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)的性價(jià)比。
本文介紹了在某外資企業(yè)寬幅六色轉(zhuǎn)移印花機(jī)改造過程中，采用歐姆龍CPM2A的計(jì)數(shù)和模擬輸出功能取代放卷裝置的自動(dòng)張力控制器的應(yīng)用。
2 CPM2A可編程序控制器
CPM2A是一種緊湊的、高速度的可編程序控制器，在一個(gè)小巧的單元內(nèi)綜合有各種性能，包括同步脈沖控制、高速計(jì)數(shù)器輸入和中斷、脈沖輸出位置控制、模擬量設(shè)定、間隔計(jì)時(shí)器中斷和時(shí)鐘功能，以及完善的通信能力等。CPM2A的基本單元有20、30、40或60點(diǎn)I/O端口，有三種輸出方式可選(繼電器輸出，漏型晶體管輸出和源型晶體管輸出)和兩種電源可選(100/240V AC或24V DC)。CPM2A可以外接擴(kuò)展I/O單元和模擬量I/O單元，CPM1A-DA041就是一個(gè)四通道的模擬量輸出單元，其模擬量輸出有電壓型和電流型，其輸出信號(hào)范圍完全滿足工業(yè)控制的要求，并且輸出端子與內(nèi)部電路之間采用光耦隔離。
3 放卷裝置自動(dòng)張力控制原理
轉(zhuǎn)移印花機(jī)的印刷質(zhì)量，完全取決于放卷和收卷的張力控制，該機(jī)器在改造前采用的是手動(dòng)張力控制，成品率較低，其產(chǎn)品質(zhì)量完全取決于工人的熟練程度，所以，在整機(jī)的PLC控制改造過程中，也對(duì)張力控制部分一并改造，為了減少改造費(fèi)用，選用了歐姆龍CPM2A-60CDR-D型可編程序控制器和CPM1A-DA041模擬量輸出模塊構(gòu)成控制系統(tǒng)。其張力控制邏輯框圖如圖1所示。

自動(dòng)張力控制的目的是控制印刷紙運(yùn)動(dòng)的線速度一定，據(jù)此，當(dāng)放料軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，材料行走的距離如下:


由，式中d2及P為已知數(shù)，因此，d1的變化可由Pn的計(jì)算求得，所以可以將其轉(zhuǎn)換成4～20mA的模擬信號(hào)輸出，送到放大器用以控制離合器、剎車器、馬達(dá)，以得到適當(dāng)?shù)膹埩Α?BR>根據(jù)以上原理，選用歐姆龍CPM2A-60可編程序控制器和模擬量輸出擴(kuò)展單元CPM1A-DA041作為中心控制單元，采用譯碼器檢測(cè)測(cè)量輪的轉(zhuǎn)速，采用接近開關(guān)檢測(cè)放料卷的轉(zhuǎn)速，通過計(jì)算利用CPM1A-DA041輸出模擬信號(hào)以控制離合器達(dá)到恒線速的目的。其控制接線如圖2所示:

4 控制軟件流程
基于等線速度張力控制原理以及上述分析結(jié)果和控制系統(tǒng)接線圖，為了實(shí)現(xiàn)張力控制將接近開關(guān)的輸入00004設(shè)置成中斷輸入(計(jì)數(shù)模式)，譯碼器輸入00003設(shè)置成計(jì)數(shù)模式，開始前通過撥碼盤輸入P值(d2值固定不變，由程序設(shè)定)，并將Pn的值與模擬輸出4～20mA(0000～1770Hex)相對(duì)應(yīng)，即輸出標(biāo)定。系統(tǒng)軟件流程如圖3所示。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)改造投入運(yùn)行幾年來運(yùn)行可靠，使產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。