PLC與變頻器在塑料制片機(jī)四輥傳動中的設(shè)計及應(yīng)用

分類：技術(shù)教程日期：2009-06-17 10:11:08 來源：廠商

摘要：本文利用PLC模擬量輸入輸出功能結(jié)合工業(yè)人機(jī)界面的巨集指令應(yīng)用實現(xiàn)塑料制片機(jī)四輥傳動中的速度同步控制。

關(guān)鍵詞：模擬量、人機(jī)界面、巨集指令

一、引言

某公司生產(chǎn)的塑料制片機(jī)四輥傳動原采用無刷直流電機(jī)傳動，采用專用的調(diào)速裝置進(jìn)行調(diào)速控制以實現(xiàn)各傳動的線速度同步。至今該系統(tǒng)故障率較高，且國內(nèi)相應(yīng)的備品備件甚少，維修難度較大已影響了正常生產(chǎn)。為此我公司對該傳動部分采用交流變頻調(diào)速技術(shù)和可編程控制技術(shù)進(jìn)行了改造，使四輥傳動控制更加合理，操作方便，運行穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到原設(shè)計要求，獲得了很好的效果。

二、系統(tǒng)配置

1、機(jī)械部分改造：四輥傳動示意圖見圖一

（圖一：四輥傳動示意圖）

按照工藝要求，線速度范圍為1.5~10m/min,所對應(yīng)的交流電機(jī)的工作頻率范圍為：7.5~50Hz。考慮到原系統(tǒng)的傳動速比，經(jīng)過計算我們選用了4極4Kw,減速比為6.8的齒輪減速電機(jī)來更換原無刷直流電機(jī)。

2、系統(tǒng)硬件：(見圖二)
(圖二：系統(tǒng)硬件配置圖)
（1）PLC1、PLC2是本系統(tǒng)的核心，選用臺達(dá)DVP20EX主機(jī)，該機(jī)配有8個數(shù)字量輸入點，6個數(shù)字量輸出點，4路A/D模擬量輸入，2路D/A模擬量輸出信號；并自帶RS485通訊接口。

（2）PWS人機(jī)界面作為與PLC1、PLC2的數(shù)據(jù)交換、設(shè)定及顯示，可以實現(xiàn)四輥傳動電機(jī)同時運行并最終同步控制。該系統(tǒng)中PWS選用臺灣羅森系列人機(jī)界面PWS1711-STN。

（3）INV1~INV4為四輥傳動驅(qū)動變頻器，選用了日本安川CIMR-G5A45P5變頻器，由PLC模擬量輸出給變頻器以確定工作速度；并把變頻器多功能輸出的頻率信號、電流信號作為PLC的模擬量輸入信號，經(jīng)計算處理后以顯示實際工作速度及電機(jī)負(fù)載率。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

結(jié)合生產(chǎn)工藝要求來設(shè)計系統(tǒng)軟件，其中人機(jī)界面的自動工作畫面如圖三所示：

設(shè)計原理：（1）首先設(shè)定主輥線速度及頂輥、底輥和牽引輥相對主輥線速度的百分?jǐn)?shù)，PLC根據(jù)上述設(shè)定值分別計算通過模擬量輸出控制給定變頻器工作頻率；（2）當(dāng)用戶觸摸了“啟動”鍵后，PLC控制輸出變頻器運行信號，并正常啟動四輥傳動控制；（3）同時，變頻器的多功能輸出信號經(jīng)PLC模擬量輸入并計算，由人機(jī)界面顯示各傳動的實際線速度、電機(jī)負(fù)載率等；若某個傳動速度偏差較大，此時用戶可以在線修改線速度及相應(yīng)的百分?jǐn)?shù)等參數(shù)。（4）當(dāng)用戶觸摸了“停止”鍵后，PLC控制切斷輸出變頻器運行信號，并停止四輥傳動。

下面重點介紹人機(jī)界面的巨集指令在本系統(tǒng)中的軟件處理：

在人機(jī)界面的設(shè)計中，使用了一臺人機(jī)界面帶多臺PLC控制模式，并使用巨集指令來實現(xiàn)：按“啟動”或“停止”鍵后，同時兩臺PLC都響應(yīng)并輸出控制。具體設(shè)計為：

（1）定義PLC的站號，DVP20EX中由特殊寄存器D1121設(shè)定，如：PLC1中D1121=1，PLC2中D1121=2；

（2）在人機(jī)界面中定義相應(yīng)的寄存器時，以n:D100或n:M100等形式表示；其中n表示PLC的站號，如1：D100，2：D100。圖三中的“啟動”鍵設(shè)計時，相應(yīng)的寄存器為1：M100，且在巨集指令中設(shè)定SETB2：M103，CLRB2：M104，CLRB1：M101；“停止”鍵設(shè)計時，相應(yīng)的寄存器為1：M101，且在巨集指令中設(shè)定SETB2：M104，CLRB2：M103，CLRB1：M100。

（3）部分控制程序：

四、結(jié)束語