PLC與變頻器在塑料制片機四輥傳動中的設計及應用

分類：技術教程日期：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合工業人機界面的巨集指令應用實現塑料制片機四輥傳動中的速度同步控制。

關鍵詞：模擬量、人機界面、巨集指令

一、引言

某公司生產的塑料制片機四輥傳動原采用無刷直流電機傳動，采用專用的調速裝置進行調速控制以實現各傳動的線速度同步。至今該系統故障率較高，且國內相應的備品備件甚少，維修難度較大已影響了正常生產。為此我公司對該傳動部分采用交流變頻調速技術和可編程控制技術進行了改造，使四輥傳動控制更加合理，操作方便，運行穩定可靠，產品質量達到原設計要求，獲得了很好的效果。

二、系統配置

1、機械部分改造：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,所對應的交流電機的工作頻率范圍為：7.5~50Hz。考慮到原系統的傳動速比，經過計算我們選用了4極4Kw,減速比為6.8的齒輪減速電機來更換原無刷直流電機。

2、系統硬件：(見圖二)
(圖二：系統硬件配置圖)
（1）PLC1、PLC2是本系統的核心，選用臺達DVP20EX主機，該機配有8個數字量輸入點，6個數字量輸出點，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人機界面作為與PLC1、PLC2的數據交換、設定及顯示，可以實現四輥傳動電機同時運行并最終同步控制。該系統中PWS選用臺灣羅森系列人機界面PWS1711-STN。

（3）INV1~INV4為四輥傳動驅動變頻器，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，經計算處理后以顯示實際工作速度及電機負載率。

三、系統軟件設計

結合生產工藝要求來設計系統軟件，其中人機界面的自動工作畫面如圖三所示：

設計原理：（1）首先設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數，PLC根據上述設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PLC模擬量輸入并計算，由人機界面顯示各傳動的實際線速度、電機負載率等；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的百分數等參數。（4）當用戶觸摸了“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。

下面重點介紹人機界面的巨集指令在本系統中的軟件處理：

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

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

（2）在人機界面中定義相應的寄存器時，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”鍵設計時，相應的寄存器為1：M100，且在巨集指令中設定SETB2：M103，CLRB2：M104，CLRB1：M101；“停止”鍵設計時，相應的寄存器為1：M101，且在巨集指令中設定SETB2：M104，CLRB2：M103，CLRB1：M100。

（3）部分控制程序：

四、結束語