西門子CPU模塊214-1AD23-0XB8全新
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繼電器器控制經(jīng)過長期的使用,已有一套能完成要求的控制功能并經(jīng)過驗證的控制電路圖,而PLC控制的梯形圖和繼電器器控制電路圖很相似,因此可以直接將經(jīng)過驗證的繼電器器控制電路圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。主要步驟如下:
根據(jù)自動控制原理,車速斜坡響應(yīng)可以分為過阻尼響應(yīng)、臨界阻尼響應(yīng)和欠阻尼響應(yīng)。理論上說,臨界阻尼響應(yīng)是的控制,這種響應(yīng)既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的性;過阻尼響應(yīng)是為了性犧牲快速性;欠阻尼響應(yīng)則是為了快速性犧牲性。然而,臨界阻尼由于條件過于苛刻,在實際控制中是無法實現(xiàn)的。
根據(jù)剩余的兩種響應(yīng)曲線的特性,筆者認(rèn)為CPU啟動時好使用欠阻尼響應(yīng)曲線,其理由是:CPU啟動狀態(tài)下,對增塑劑積累時間的要求**于增塑劑含量的性;而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應(yīng)曲線,此時對含量的要求**于積累的快速性。
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因此,利用S7-300啟動時的組織塊OB100在CPU啟動中只執(zhí)行一次的特性,對增塑劑伺服電機的控制依據(jù)機組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應(yīng)曲線下的控制。具體來說,在CPU啟動時(此時增塑劑存儲量必定為零),通過啟動組織塊OB100中送出高速運轉(zhuǎn)命令至增塑劑伺服電機,使控制曲線成為欠阻尼響應(yīng)狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中增塑劑的快速積累。而在非CPU啟動狀態(tài),控制增塑劑伺服電機的FC功能塊將送出普通速度命令,使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應(yīng)狀態(tài)。
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1. 對任務(wù)分塊
分塊的目的就是把一個復(fù)雜的工程,分解成多個比較簡單的小任務(wù)。這樣就把一個復(fù)雜的大問題化為多個簡單的小問題。這樣可便于編制程序。
2. 編制控制的邏輯關(guān)系圖
從邏輯關(guān)系圖上,可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么,這一結(jié)果又英國導(dǎo)出哪些。這個邏輯關(guān)系可以是以各個控制活動順序為基準(zhǔn),也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制中控制作用與被控對象的活動,也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。
3. 繪制各種電路圖
繪制各種電路的目的,是把的輸入輸出所設(shè)計的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時,不僅要考慮到的連接點是否與命名一致,還要考慮到輸入端的電壓和電流是否,也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端,把高壓引入 PLC 輸入端,會對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時,不僅要考慮到輸出的連接點是否與命名一致,還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外,還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個電路的繪制中,還要考慮設(shè)計的原則努力其性和可靠性。雖然用 PLC 進行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計上仍然需要謹(jǐn)慎、。因此,在繪制電路圖時要考慮周全,何處該裝按鈕,何處該裝開關(guān),都要一絲不茍。
4. 編制 PLC 程序并進行模擬調(diào)試
在繪制完電路圖之后,就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述編程。在編程時,除了要注意程序要正確、可靠之外,還要考慮程序要簡捷、省時、便于閱讀、便于修改。編好一個程序塊要進行模擬實驗,這樣便于查找問題,便于及時修改不要整個程序完成后一起算總帳。
5. 制作控制臺與控制柜
在繪制完電器、編完程序之后,就可以制作控制臺和控制柜了。在時間緊張的時候,這項工作也可以和編制程序并列進行。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的,規(guī)格必須要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。
6. 現(xiàn)場調(diào)試
現(xiàn)場調(diào)試是整個控制完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能要求之處;只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處;只有進行現(xiàn)場調(diào)試才能后實地和后控制電路和控制程序,以適應(yīng)控制的要求
編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試以后,控制電路和控制程序基本被確定了,整個的硬件和基本沒有問題了。這時就要整流技術(shù)文件,包括整理電路圖、PLC 程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。
在纖維濾棒成型機的生產(chǎn)中,為保證濾棒,每當(dāng)速度**一定的設(shè)定值時,機組就會剔除此時的濾棒。此組的速度是不斷變化的,按通常無法計算出具體的剔除支數(shù)。這對統(tǒng)計生產(chǎn)效率帶來了相當(dāng)?shù)睦щy。
筆者可以動態(tài)的車速反饋,但這條反饋曲線是不斷波動和變化的非線性曲線。對于非線性曲線,數(shù)學(xué)上只能夠采用面積積分求解的計算。對于此項目就是要求給出一定時間內(nèi)主電機的圓周行程,即機組一段時間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長度。
從這一角度出發(fā),筆者考慮采用了對車速進行模擬積分的計算,即從積分的基本定義出發(fā),求出剔除時間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長度L=Σ(Δv*Δt),再除以單個濾棒長度得剔除支數(shù)的計算。
按照積分的定義要求,積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實際中,近似認(rèn)為Δt=20ms時可以條件。此時,計算得出的濾棒支數(shù)與實際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi)。在精度上,以高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計(此時濾棒長度為120mm),±3支的精度是*可以精度要求。所以筆者認(rèn)為只要將Δt控制在20ms時就可以積分求解的條件。
原的PLC掃描一周的時間高達幾十毫秒,顯然不要求。而此項目采用的S7-315-2DP,其單指令掃描周期為10μs級、整個掃描周期被縮短為7~8ms,這樣就了積分計算的要求。
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(3) 對拼接紙圈的控制策略
改造之前,纖維濾棒成型機執(zhí)行的是運行速度再進行紙圈拼接。這種降速接紙對實際生產(chǎn)是不利的:每次降速都會造成車速的大幅度變化,影響了濾棒的。為這種影響,筆者采用了不降速拼接的。
不降速拼接和降速拼接并沒有本質(zhì)的區(qū)別:兩者采用的接紙一樣,兩者只是在機械結(jié)構(gòu)和電氣控制元件上有區(qū)別。接紙速度的勢必使紙圈的靜力同等上升。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過高會產(chǎn)生很大的靜力,該力會紙圈。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過低,拼接時的紙圈浪費將。
為避免煩瑣,該項目放棄變頻器對接紙電機轉(zhuǎn)速的分段控制。為求出靜力和紙圈長度兩者之間的優(yōu)控制,筆者對接紙電機上升時間采取優(yōu)篩選法。通過優(yōu)篩選法的電機上升時間大約為3.4s??紤]到生產(chǎn)情況及電磁閥等器件的時滯效應(yīng),將這一時間進一步放寬為3.5s。
3 程序設(shè)計
程序設(shè)計采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計,將所需實現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊(FC塊),在主程序循環(huán)模塊(組織塊OB1)中調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序。
程序設(shè)計分成硬件設(shè)計和設(shè)計兩方面。在硬件方面針對要求進行設(shè)計,在方面則按需要編制了速度計算模塊、和故障模塊、伺服電機執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計計算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊。
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詞條說明
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