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1、 第 页 2 西华大学课程设计说明书 目目 录录 1 1 前言前言.3 3 2 2 总体方案设计总体方案设计.4 4 2.1 啤酒罐装传送带调速系统设计要求 .4 2.2 方案比较 .4 2.3 方案选择与方案论证 .6 3 3 罐装传送带调速系统分析罐装传送带调速系统分析.7 7 3.1 罐装传送带调速系统工艺流程 .7 3.2 输入信息分析 .8 3.3 输出信息分析 .8 4 4 罐装传送带调速控制系统硬件设计罐装传送带调速控制系统硬件设计.1010 4.1 罐装传送带系统总图设计 .10 4.2 电器元件的选型 .11 5 5 罐装传送带调速控制系统软件设计罐装传送带调速控制系统软件设
2、计.1212 5.1 编程平台介绍 .12 5.2 罐装传送带控制程序设计 .12 5.3 罐装传送带程序的仿真调试 .16 6 6 罐装传送带调速监控系统软件设计罐装传送带调速监控系统软件设计 .1818 6.1 易控组态软件介绍 .18 6.2 上位机监控画面的组态设计 .19 6.3 实时数据库的变量设置 .20 6.4 画面程序的设定 .20 6.5 PLC 与易控的连接.24 7 7 系统综合调试系统综合调试 .2727 8 8 总结总结.2929 9 9 参考文献参考文献.3030 第 页 3 西华大学课程设计说明书 1 前言前言 随着微处理器的发展，出现了能够以软件手段来实现各种
3、控制功能的革命性控制装置 可编程逻辑控制器（PLC） 。它具备了通用性和灵活性好等优点以及操作方便、简单易懂、价 格低廉等，因此能够完全适应于工业环境的通用控制装置。当今的 PLC 较之早期的控制设备， 增加了算术运算、数据转换、过程控制、数据通信等功能，能够很方便的完成大型而复杂的 任务。 变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动 机的电力控制设备。在工业生产领域中，变频调速是异步电动机控制的一种比较合理和理想 的调速方法，它通过改变定子供电频率来改变同步转速实现对异步电动机的调速，在调速过 程中从高速到低速都能可以保持有限的转差率，因而具有高效率、宽范围
4、和高精度的调速性 能，能够很好地提高工业生产的效率。利用变频器拖动电动机，起动电流小，可以实现软起 动、多段速调速和无级调速，方便的进行加减速控制，是电动机获得高性能，大幅度地节约 电能，因而变频器在工业生产和生活中得到了越来越广泛的应用。 综合所述，利用 PLC 和变频器各自的功能进行设计实现多段速调速。由光电开关以及 PLC 内部的定时器检电动机转速的实际转速，并以此转速作为反馈信号控制让电动机转速， 进而实现对灌装啤酒传送带速度的自动控制。自动控制的目的就是使其与灌装机的速度相一 致，节省灌装的时间。设计的目的是提高生产效率，因此具有广泛的使用价值。 第 页 4 西华大学课程设计说明书
5、2 总体方案设计总体方案设计 2.1 啤酒罐装传送带调速系统设计要求啤酒罐装传送带调速系统设计要求 要求 PLC 根据瓶流通过变频器调整输送带的速度，即 PLC 根据瓶流情况选择多段速控制， 做到输送带速度与灌装机速度很好的匹配。 系统构成如下图所示。由光电检测开关检测瓶流速度，不同的瓶流速度对应变频器的不 同速度，由 PLC 的输出端子去控制变频器的多段速控制端，实现速度的调整，实现与灌装速 度相匹配。 图 2.1 系统构成图 在灌装速度不变的情况下，瓶流速度必须和灌装速度保持一致，为了保持一致，需要用 一个光电传感器把检测到的瓶流脉冲输入到 PLC，由 PLC 控制变频器多段速调速。并且可
6、以 在易控上做到上位监控。 2.2 方案比较方案比较 方案一： 基本原理： 第 页 5 西华大学课程设计说明书 单片机电机驱动芯片电动机传送带 光电传感器 图 2.2 方案一方框图 利用单片机作为整个系统的控制核心。光电传感器配合单片机的外部中断功能，检测出 当前时刻传送带的转速。单片机内部对检测出的速度进行数据处理以及比较，根据偏差的的 正负利用电机驱动芯片控制电动机的转速增减，最终达到一个动态稳定的过程。 方案二： 基本原理： PLC变频器电机传送带 光电检测器 图 2.3 方案二方框图 利用 PLC 的开关量输入输出模块控制变频器的多功能输入端，以控制电机的正转和转 速等，实现有级调速。
7、变频器的多段速调速可以通过 RH、RM、RL 三个输入端子的不同组 合来设定 7 个不同的速度。第 1、2、3 速在出厂时分别设定为 50HZ、30HZ、10HZ，第 47 速未设定，需通过手动进行相关的设定。如果将设定参数 P63 设定为 8：REX（多段 15 速选择） ，就可以通过 RH、RM、RL、REX 四个端子的不同组合来设定 15 速选择，但此 时变频只能单向运转，不能反转运行。多段调速之渐次调解法，即用光电传感器检测瓶流速 度并送入 PLC 与已知的罐装速度做差得到差值电压 V，然后对 V 进行处理，将 V 与给定值 进行比较，若小于一定范围，则速度降级，若大于一定范围，则速度
8、升级，若在一定范围内， 则速度级数不变。另外，如果转速超越允许范围而过快，则 PLC 的 Y3 端口输出 L1 灯报警 信号;反之如果转速低于允许范围而过慢，则由 PLC 的 Y4 端口输出 L2 灯报警信号，整个转 速控制过程由 PLC 输出以控制变频器的频率控制端，以使变频器改变输出频率驱动电动机， 从而实现对电动机的调速即控制瓶流速度与罐装速度一致，达到设计目的。 第 页 6 西华大学课程设计说明书 2.3 方案选择与方案论证方案选择与方案论证 方案一利用单片机控制具备体积小，开发周期短，成本低的特点，它的缺点也很明显， 就是抗干扰能力差。在生产线上的设备，最基本也是最高的要求就是设备能够在工业现场长 时间无差错的运行下去。 方案二中，充分体现出 PLC 抗干扰能力强的特点。系统的控制信号为数字信号，所以频 率设定值比较准确，不会受温漂的影响。且调速实现比较简单，易于实现，对于精度要求不 高的场合非常适用。 因此，综合考虑各方面因素及要求，选择方案二作为本次设计的设计方案。 第 页 7 西华大学课程设计说明书 3 罐装传送带调速系统分析罐装传送带调速系统分析 3.1 罐装传送带调速系统工艺流程罐装传送带调速系统工艺流程 自动运行模式？ 光电开关检测 瓶流 N 手动模式 是 开
