PLC控制牵引机变频器启动停止的实现的论文

时间：2021-05-15 16:12:38 论文范文我要投稿

　　[摘要]本文首先分析牵引机的功能及动作循环过程，采用plc和伺服电动机作为控制方案；然后做出部件的电气原理图，分析需要控制的部件，根据需要控制的部件具体分析控制的相关部位，并确定出控制所需的输入、输出点数，由输入、输出点数选择plc的型号，分配输入、输出通道；接着设计系统的控制方式，由系统的控制方案设计出控制流程图；最后，完成程序设计的硬件连接和程序设计。

PLC控制牵引机变频器启动停止的实现的论文

　　[关键词]控制水平连铸机牵引机变频器伺服电动机压轮选型预置

　　正文

　　在铸铜水平连铸生产线中，牵引机是水平连铸驱动系统的被控对象，其性能的好坏直接关系到整个连铸系统能否正常运转。本文将pcl应用于控制水平连铸机牵引机系统，以完成铸铜棒生产中最关键的一环——拉坯。

　　一、牵引机控制系统概述

　　牵引机是水平连铸技术的关键设备之一，必须实现精确并可重复的运动，而且将这些运动丝毫不走样地传递给铸坯，因此它的工作特性直接影响着连铸的工艺水平，并影响着连铸坯的产品质量。

　　水平连铸牵引机控制系统由系统的控制装置、电动机、减速机、压轮、牵引轮和机座等组成。

　　水平连铸对牵引系统有两个方面的要求：工艺要求和设备要求。

　　二、牵引机控制系统功能说明

　　水平连铸牵引机控制系统的工作原理是：在开始时牵引机引锭杆堵住结晶器的出口，使铜水在结晶器内与引锭杆前端的引锭头凝结在一起。上牵引轮是被动轮，也叫压轮，起到压紧作用；下牵引轮作为主动轮与联轴器相连接，起到牵引作用。在保温炉结晶器中凝固成形的铸铜帮材，通过牵引轮的转动，靠摩擦力拉拔出来，铸坯向前运行。然后通过对下牵引轮的反推和牵引，以及反推牵引停顿凝固，制造出表面光滑、直径均匀的金属棒。根据水平连铸拉坯理论，牵引系统采用非连续的拉坯方式，具体的拉坯方式动作为推—停—拉—停。其中，设定每次反推时间为t1，推停时间为t2，引拉时间为t3，引停时间为t4。

　　根据铸铜凝固的特点及连铸生产的过程要求，牵引机拖动控制系统的功能可以归纳为以下两个方面。

　　1．速度给定控制

　　2．拉停比及周期控制

　　三、omron plc控制变频器控制系统的设计

　　水平连铸牵引机驱动控制系统采用的是开环控制方案。水平连铸牵引机伺服驱动控制系统的设备主要包括：plc、变频器、电动机、减速机和牵引辊等。

　　1．plc控制部分的设计

　　（1）plc型号的选择

　　plc、信号输入元件、输出执行器件和显示器件构成一个plc控制系统，其中输入/输出接口电路依据其电气性质的不同又分为开关量、模拟量和数字量。plc控制系统的设计包括这些器件的选取和连接等。一个输入信号进入plc后在plc内部可以被多处使用，而且还可以获得其常开、常闭和延时等各种形式的触点，因此，信号输入器件只要有一个触点即可。对于输出器件而言，应尽量选取相同电源电压且工作电流较小的`器件。

　　因此，该系统共有9个输入点，7个输出点，逻辑关系较为清楚，且输入/输出信号只有正转频率和反转频率输出为模拟量。应选用plc中的小型机，同时考虑留有一定的裕量。选用ormon cp1h型小型plc，它可以通过usb接口与上位机通信，采用梯形图配功能块的结构文本语言编程，多任务的编程模式，易于连网，拥有多路高速计数与多轴脉冲输出。选用cp1h-xa40dr-a。此plc输入/输出单元的具体规格是：输入点包括0通道0.00-0.11位共12点，1通道1.00-1.11位共12点；输出点包括100通道100.00-100.07位共8点，101通道101.00-101.07位共8点。此外，对于xa型的cp1h类型plc，其模拟量输出单元的主要功能是将指定的数字量转化为标准的电压信号或电流信号。

　　（2）plc编程软件

　　本设计使用7.3版本的cx-p作为开发软件，在离线状态下进行编程。

　　（3）plc的程序设计

　　铸铜水平连铸是一个典型的顺序控制系统，牵引机的两对相互平行的辊筒将型材以一定的牵引周期从保温炉中拉出，然后按照设定的牵引力方式进行循环牵引。

　　首先将自动/手动转换开关切换到自动运行状态，接着按下启动按钮置输入节点0.01为on，反转继电器w1.01动作，电动机启动，开始反推牵引，持续时间为t1，当达到设定的反推

　　间后，反推停止，继电器w3.01动作，电动机停止且持续时间t2；反推停止时间满足要求后，正转继电器w4.00动作，电动机开始正转牵引，时间为t3，当达到t3时，正转停止，继电器w4.01动作，电动机停止t4。引停阶段结束后，下一个循环继电器w2.05动作，进入新的牵引周期。如果牵引过程中按下暂停按钮，则牵引机直接停止工作；如果牵引过程中出现事故报警，则声光报警器报警，牵引机亦停止工作。

　　2.变频器的设计

　　（1）变频器的选型和预置

　　所选变频器为艾默生td3000系列变频器，输入端的标志为r、s、t,接电源进线；输出端的标志为u、v、w，接电动机；外接频率给定端ai1、ai3为0-+10伏的电压信号给定端；ai2为0-10v电压信号或0-20ma电流信号给定端；fwd为正转控制端，rev为反转控制端。

　　为了使变频器按照预先设计的方式进行工作，要对其进行控制方式预置，升降速功能预置，电动机铭牌数据输入及电动机自动测试功能预置。

　　（2）plc与变频器的连线

　　因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证plc不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪声而出现故障，将变频器与plc相连接时应该注意以下几个方面。

　　①同一操作柜中同时安装有变频器和plc时，应尽可能隔离开与变频器有关的电线和与plc有关的电线。

　　②当提供的电源稳定性不佳时，在plc的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声的专用变压器等，以保证plc获得可靠、稳定的供电电源。另外，为确保系统的稳健性，在变频器一侧有必要采取相应的措施。

　　③按规定的接线标准和接地条件对plc进行接地屏蔽处理，同时应注意避免使用使plc和变频器使用共同的接地线，且接地时对二者进行隔离处理。

　　④对提高抗噪声干扰的水平，建议在电气连接复杂的环境中使用屏蔽线和双绞线。

　　在此，只对plc和变频器进行简单的连线，完成本文中系统要求的基本功能，参照部分以上的原则，将选用cp1h-xa40dr-a和td3000变频器进行连接。

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