PLC控制牽引機(jī)變頻器啟動停止的實現(xiàn)的論文
[摘要]本文首先分析牽引機(jī)的功能及動作循環(huán)過程，采用plc和伺服電動機(jī)作為控制方案；然后做出部件的電氣原理圖，分析需要控制的部件，根據(jù)需要控制的部件具體分析控制的相關(guān)部位，并確定出控制所需的輸入、輸出點數(shù)，由輸入、輸出點數(shù)選擇plc的型號，分配輸入、輸出通道；接著設(shè)計系統(tǒng)的控制方式，由系統(tǒng)的控制方案設(shè)計出控制流程圖；最后，完成程序設(shè)計的硬件連接和程序設(shè)計。
[關(guān)鍵詞]控制水平連鑄機(jī) 牽引機(jī) 變頻器 伺服電動機(jī) 壓輪 選型 預(yù)置
正文
在鑄銅水平連鑄生產(chǎn)線中，牽引機(jī)是水平連鑄驅(qū)動系統(tǒng)的被控對象，其性能的好壞直接關(guān)系到整個連鑄系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文將pcl應(yīng)用于控制水平連鑄機(jī)牽引機(jī)系統(tǒng)，以完成鑄銅棒生產(chǎn)中最關(guān)鍵的一環(huán)——拉坯。
一、牽引機(jī)控制系統(tǒng)概述
牽引機(jī)是水平連鑄技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備之一，必須實現(xiàn)精確并 可重復(fù)的運(yùn)動，而且將這些運(yùn)動絲毫不走樣地傳遞給鑄坯，因此它的工作特性直接影響著連鑄的工藝水平，并影響著連鑄坯的產(chǎn)品質(zhì)量。
水平連鑄牽引機(jī)控制系統(tǒng)由系統(tǒng)的控制裝置、電動機(jī)、減速機(jī)、壓輪、牽引輪和機(jī)座等組成。
水平連鑄對牽引系統(tǒng)有兩個方面的要求：工藝要求和設(shè)備要求。
二、牽引機(jī)控制系統(tǒng)功能說明
水平連鑄牽引機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理是：在開始時牽引機(jī)引錠桿堵住結(jié)晶器的出口，使銅水在結(jié)晶器內(nèi)與引錠桿前端的引錠頭凝結(jié)在一起。上牽引輪是被動輪，也叫壓輪，起到壓緊作用；下牽引輪作為主動輪與聯(lián)軸器相連接，起到牽引作用。在保溫爐結(jié)晶器中凝固成形的鑄銅幫材，通過牽引輪的轉(zhuǎn)動，靠摩擦力拉拔出來，鑄坯向前運(yùn)行。然后通過對下牽引輪的反推和牽引，以及反推牽引停頓凝固，制造出表面光滑、直徑均勻的金屬棒。根據(jù)水平連鑄拉坯理論，牽引系統(tǒng)采用非連續(xù)的拉坯方式，具體的拉坯方式動作為推—停—拉—停。其中，設(shè)定每次反推時間為t1，推停時間為t2，引拉時間為t3，引停時間為t4。
根據(jù)鑄銅凝固的特點及連鑄生產(chǎn)的過程要求，牽引機(jī)拖動控制系統(tǒng)的功能可以歸納為以下兩個方面。
1．速度給定控制
2．拉停比及周期控制
三、omron plc控制變頻器控制系統(tǒng)的設(shè)計
水平連鑄牽引機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)采用的是開環(huán)控制方案。水平連鑄牽引機(jī)伺服驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)備主要包括：plc、變頻器、電動機(jī)、減速機(jī)和牽引輥等。
1．plc控制部分的設(shè)計
�。�1）plc型號的選擇
plc、信號輸入元件、輸出執(zhí)行器件和顯示器件構(gòu)成一個plc控制系統(tǒng)，其中輸入/輸出接口電路依據(jù)其電氣性質(zhì)的不同又分為開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。plc控制系統(tǒng)的設(shè)計包括這些器件的選取和連接等。一個輸入信號進(jìn)入plc后在plc內(nèi)部可以被多處使用，而且還可以獲得其常開、常閉和延時等各種形式的觸點，因此，信號輸入器件只要有一個觸點即可。對于輸出器件而言，應(yīng)盡量選取相同電源電壓且工作電流較小的`器件。
因此，該系統(tǒng)共有9個輸入點，7個輸出點，邏輯關(guān)系較為清楚，且輸入/輸出信號只有正轉(zhuǎn)頻率和反轉(zhuǎn)頻率輸出為模擬量。應(yīng)選用plc中的小型機(jī)，同時考慮留有一定的裕量。選用ormon cp1h型小型plc，它可以通過usb接口與上位機(jī)通信，采用梯形圖配功能塊的結(jié)構(gòu)文本語言編程，多任務(wù)的編程模式，易于連網(wǎng)，擁有多路高速計數(shù)與多軸脈沖輸出。選用cp1h-xa40dr-a。此plc輸入/輸出單元的具體規(guī)格是：輸入點包括0通道0.00-0.11位共12點，1通道1.00-1.11位共12點；輸出點包括100通道100.00-100.07位共8點，101通道101.00-101.07位共8點。此外，對于xa型的cp1h類型plc，其模擬量輸出單元的主要功能是將指定的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號或電流信號。
（2）plc編程軟件
本設(shè)計使用7.3版本的cx-p作為開發(fā)軟件，在離線狀態(tài)下進(jìn)行編程。
�。�3）plc的程序設(shè)計
鑄銅水平連鑄是一個典型的順序控制系統(tǒng)，牽引機(jī)的兩對相互平行的輥筒將型材以一定的牽引周期從保溫爐中拉出，然后按照設(shè)定的牽引力方式進(jìn)行循環(huán)牽引。
首先將自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到自動運(yùn)行狀態(tài)，接著按下啟動按鈕置輸入節(jié)點0.01為on，反轉(zhuǎn)繼電器w1.01動作，電動機(jī)啟動，開始反推牽引，持續(xù)時間為t1，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的反推
間后，反推停止，繼電器w3.01動作，電動機(jī)停止且持續(xù)時間t2；反推停止時間滿足要求后，正轉(zhuǎn)繼電器w4.00動作，電動機(jī)開始正轉(zhuǎn)牽引，時間為t3，當(dāng)達(dá)到t3時，正轉(zhuǎn)停止，繼電器w4.01動作，電動機(jī)停止t4。引停階段結(jié)束后，下一個循環(huán)繼電器w2.05動作，進(jìn)入新的牽引周期。如果牽引過程中按下暫停按鈕，則牽引機(jī)直接停止工作；如果牽引過程中出現(xiàn)事故報警，則聲光報警器報警，牽引機(jī)亦停止工作。
2.變頻器的設(shè)計
�。�1）變頻器的選型和預(yù)置
所選變頻器為艾默生td3000系列變頻器，輸入端的標(biāo)志為r、s、t,接電源進(jìn)線；輸出端的標(biāo)志為u、v、w，接電動機(jī)；外接頻率給定端ai1、ai3為0-+10伏的電壓信號給定端；ai2為0-10v電壓信號或0-20ma電流信號給定端；fwd為正轉(zhuǎn)控制端，rev為反轉(zhuǎn)控制端。
為了使變頻器按照預(yù)先設(shè)計的方式進(jìn)行工作，要對其進(jìn)行控制方式預(yù)置，升降速功能預(yù)置，電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)輸入及電動機(jī)自動測試功能預(yù)置。
（2）plc與變頻器的連線
因為變頻器在運(yùn)行中會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，為保證plc不因為變頻器主電路斷路器及開關(guān)器件等產(chǎn)生的噪聲而出現(xiàn)故障，將變頻器與plc相連接時應(yīng)該注意以下幾個方面。
�、偻徊僮鞴裰型瑫r安裝有變頻器和plc時，應(yīng)盡可能隔離開與變頻器有關(guān)的電線和與plc有關(guān)的電線。
�、诋�(dāng)提供的電源穩(wěn)定性不佳時，在plc的電源模塊及輸入/輸出模塊的電源線上接入噪聲濾波器和降低噪聲的專用變壓器等，以保證plc獲得可靠、穩(wěn)定的供電電源。另外，為確保系統(tǒng)的穩(wěn)健性，在變頻器一側(cè)有必要采取相應(yīng)的措施。
③按規(guī)定的接線標(biāo)準(zhǔn)和接地條件對plc進(jìn)行接地屏蔽處理，同時應(yīng)注意避免使用使plc和變頻器使用共同的接地線，且接地時對二者進(jìn)行隔離處理。
�、軐μ岣呖乖肼暩蓴_的水平，建議在電氣連接復(fù)雜的環(huán)境中使用屏蔽線和雙絞線。
在此，只對plc和變頻器進(jìn)行簡單的連線，完成本文中系統(tǒng)要求的基本功能，參照部分以上的原則，將選用cp1h-xa40dr-a和td3000變頻器進(jìn)行連接。
【PLC控制牽引機(jī)變頻器啟動停止的實現(xiàn)的論文】相關(guān)文章：
PLC和變頻器在控制系統(tǒng)的應(yīng)用論文11-28
船舶起貨機(jī)PLC復(fù)合控制的實現(xiàn)11-12
船舶起貨機(jī)PLC復(fù)合控制的實現(xiàn)11-12
PLC實現(xiàn)變頻調(diào)速器多電機(jī)控制論文05-01
PLC和變頻器在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 -管理資料01-01
電氣控制及PLC課程教改研究論文12-15