西門子S7-200模塊CPU224CN繼電器輸出原包裝

時間：2023-10-16

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繼電器器控制經過長期的使用，已有一套能完成要求的控制功能并經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，因此可以直接將經過驗證的繼電器器控制電路圖轉換成梯形圖。主要步驟如下：

根據(jù)自動控制原理，車速斜坡響應可以分為過阻尼響應、臨界阻尼響應和欠阻尼響應。理論上說，臨界阻尼響應是的控制，這種響應既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的性；過阻尼響應是為了性犧牲快速性；欠阻尼響應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)剩余的兩種響應曲線的特性，筆者認為CPU啟動時好使用欠阻尼響應曲線，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中送出高速運轉命令至增塑劑伺服電機，使控制曲線成為欠阻尼響應狀態(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狀態(tài)。

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1. 對任務分塊

分塊的目的就是把一個復雜的工程，分解成多個比較簡單的小任務。這樣就把一個復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. 編制控制的邏輯關系圖

從邏輯關系圖上，可以反應出某一邏輯關系的結果是什么，這一結果又英國導出哪些。這個邏輯關系可以是以各個控制活動順序為基準，也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準。邏輯關系圖反映了控制中控制作用與被控對象的活動，也反應了輸入與輸出的關系。

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計的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關鍵的一步。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。但是在電路的設計上仍然需要謹慎、。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，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進行模擬調試

在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。當然可以用上述編程。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、按鈕、繼電器等器件的，規(guī)格必須要求。設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)場調試

現(xiàn)場調試是整個控制完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設計很難說不經過現(xiàn)場調試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調試才能發(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)場調試才能后實地和后控制電路和控制程序，以適應控制的要求

編寫技術文件并現(xiàn)場試運行

經過現(xiàn)場調試以后，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。到此工作基本結束。

在纖維濾棒成型機的生產中，為保證濾棒，每當速度**一定的設定值時，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)計生產效率帶來了相當?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主電機的圓周行程，即機組一段時間內所生產的濾棒長度。

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)，求出剔除時間內的濾棒生產長度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。在精度上，以高生產速度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的區(qū)別：兩者采用的接紙一樣，兩者只是在機械結構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。如果轉速斜坡率過高會產生很大的靜力，該力會紙圈。如果轉速斜坡率過低，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]到生產情況及電磁閥等器件的時滯效應，將這一時間進一步放寬為3.5s。

3 程序設計

程序設計采用了結構化設計，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）中調用這些已經編制好的子程序。

程序設計分成硬件設計和設計兩方面。在硬件方面針對要求進行設計，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、生產統(tǒng)計計算模塊等FC塊和預設、保持及生產數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊。

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