X职业技术学院
毕 业 设 计 （ 文）
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年 月 日
目 录
引言 1
11 造纸机控制系统设计目意义 3
12 造纸机控制系统研究现状 3
13 文容 4
2 造纸机控制系统 5
21 造纸机控制系统求 5
22 造纸机控制系统方案 6
3 控制系统硬件电路设计 7
31 硬件系统组成 7
311 硬件电路器件 7
312 硬件电路工作原理 8
32系统硬件原理图 12
321系统电机部分原理图 12
322 PLC变频器连接硬件电路 14
323 PLC模块电路 17
4 系统软件设计 21
41 系统软件设计介绍 21
411 Step7软件容 21
412 添加通讯适配器 21
42 系统硬件组态软件编程 22
421 系统硬件组态 22
422 软件流程图 22
423 PLC软件编程 23
结 26
谢 辞 27
参考文献 28
附录1：系统控制原理图 29
附录2：PLC原理图 30
基PLC造纸机控制系统设计
摘
造纸业社会文明济发展息息相关基础原材料产业目前国造纸业动化水国外存着定差距造纸系统设计造纸业说关重文设计套基PLC造纸机控制系统系统S7300 PLC作控制核心ABB变频器作驱动单元三相交流电机作执行单元PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸等操作文介绍国外造纸行业发展历程根造纸机控制求确定系统控制方案设计控制系统硬件电路图介绍工作原理进行元器件选型基编程软件Step7完成系统硬件组态控制程序编写文设计基PLC造纸机控制系统结构简单成低控制方便
关键词
造纸机变频器通讯控制组态ProfibusDP
引言
11 造纸机控制系统设计目意义
次课题研究基PLC造纸机控制系统设计通造纸机控制系统研究设计解造纸机传动工艺求传动点交流电机具体工作情况系统硬件参数选择交流变频调速系统造纸机传动控制系统中应时掌握PLC变频器控制方式软硬件配合调节交流电机转速培养知识理解理实际结合处理细节问题方面
力
目前国造纸业存许问题诸造纸技术设备陈旧水落现代技术含量低等等课题设计定程度改善问题提高造纸机械装备水加强造纸机械加工力电气控制力时言课题设计培养分析解决问题力时工业生产中运：电动机变频器PLC通讯技术现场总线操作屏等更深步理解电动机控制方法运解更深入
12 造纸机控制系统研究现状
着纸纸板制品品种样化求消费量日益增长 造纸工业面问题纤维原料源 节约源降低污染 设备型化高速化动化等[1]造纸工业解决问题程中发展 制浆技术造纸技术进步紧紧围绕述问题发展着目前国造纸工业特点：产业结构合理产业集中劳动力密集型技术密集型产品明显落发达工业国家生产素决定性作正削弱产业源消耗产出率低环境污染严重然资源破坏力企业总体规模偏技术创新力薄弱理水落等十年着国国民济断发展民生活水日益提高国造纸工业取快速发展国造纸工业国际化集中化专业化格局已初步形成国许造纸企业引进国外先进技术装备国许造纸企业已完全国际接轨国造纸工业国际化趋势造纸企业生产名牌专业产品努力世界范围早期基验应常规调节仪表简单控制阶段纸机传动生产中特殊重位造纸机电气传动控制般配置PLC控制单元变频器单元等组成[2]现越越基PLC等稳定先进控制器控制系统造纸工业正飞速发展欧美等发达工业国家车速更快高速造纸机已量推广[3]全面提升国造纸行业整体理装备动化水国造纸行业进入低污染低消耗高效益强国列
13 文容
文设计基PLC造纸机控制系统网部真空压缸烘二烘压光卷取八传动点需控制控制方案S7300 PLC作系统控制中心ABB 变频器驱动单元三相交流电机作执行单元时PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸操作该控制方案文工作：
（1）造纸机控制系统控制求控制方案利S7300PLCABB变频器间通讯控制完成传动点电机项操作
（2）系统硬件电路介绍包括硬件电路图工作原理图中变频器传动电机SIMATIC S7 PLC等选型原理
（3）系统软件设计Step7环境硬件组态符号表编辑数模块编写传动控制模块程序编写等
文设计造纸机控制系统做总结
2 造纸机控制系统
21 造纸机控制系统求
传统造纸机传动点分：真空伏辊驱网辊导网辊真空吸移辊毛毯压榨传递压榨烘缸压光机卷纸机等根造纸机型号传动速度传动点数少文设计造纸机控制系统需控制传动点网部真空压缸烘二烘压光卷取求控制传动点转速生产纸质滑褶皱时传动点启动停止爬行加速减速等操作做步控制避免造成生产纸质符合求造纸工艺流程图图21示
网部（真空）
压光
二烘
缸
烘
压
卷取
图21 造纸机工艺流程
表21 八传动点参数
传动点序号
传动点名称
传动点功率
1
网部
60KW
2
真空
45KW
3
压
35KW
4
缸
25KW
5
烘
35KW
6
二烘
30KW
7
压光
25KW
8
卷取
25KW
9
风扇电机
20KW
图21示工艺流程传动点功率参数见表21八传动点均采三相交流变频电机驱动外八台驱动电机风扇电机统功率22KW交流电机
22 造纸机控制系统方案
工业机械设备控制技术发展阶段体工控制阶段模拟仪表控制系统阶段计算机集中式数字控制系统阶段集散式控制系统阶段现场总线控制系统阶段[4]次设计基PLC造纸机控制系统利PLC变频器间通讯控制
实现PLC三相交流电机项操作控制方法S7300 PLC作系统控制中心ABB 变频器驱动单元三相交流电机作执行单元时PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸操作Protel 99se绘制控制系统电路原理图完成硬件选择原理理解Step7 V55环境中完成系统硬件组态系统控制程序编写里采ProfibusDPPROFIBUSDP现场总线介绍现场总线控制应工业现场连接智现场设备动化系统数字式双传输分支结构通讯网络总线标准开放赖生产厂家通信系统标准[5]总体控制方案见图22示
图22 系统控制方案图
3 控制系统硬件电路设计
31 硬件系统组成
311 硬件电路器件
次设计基PLC造纸机控制系统包括八传动点传动点采变频器控制交流电机转速实现传动点启动停止增速减速爬行操作现介绍中传动点设计设计中涉硬件包括变频器PLC三相交流变频电机电源模块现硬件
工作原理先做介绍
变频器：变频器包涵控制电路整流器中间电路逆变器变频器完成电路控制信号传整流器中间电路逆变器时接受部分信号整流器单相三相电源连接产生脉动直流电压交流变换直流直流中间电路整流电路输出进行滑滤波整流电压变换成直流电流脉动直流电压变稳定滑供逆变器逆变器产生电动机电压频率逆变电路直流电逆变交流电
PLC：PLC输入输出模块中央处理单元电源见编程器组成[6]输入输出模块连接外围设备接受外围信号转换成CPU处理信号然输出中央处理单元处理接收信号包括微处理器系统程序存储器户存储器编程器完成机话电源见PLC模块供电次设计基PLC造纸机控制系统SIMATIC S7300PLCSIMATIC S7系列PLC德国西门子公司S5系列PLC基础1995年陆续推出性价格较高PLC系统中微型SIMATIC S7200系列配置8DI6DO扩展27模块IO点数64DIDO12AI4AO中型SIMATIC S7300系列中高档S7400系列SIMATIC S7系列PLC采模块化排风扇结构具易户掌握等特点S7系列PLC成种规模中等性求规模应首选产品
三相交流电机：三相异步电动机旋转起先决条件具旋转磁场三相异步电动机定子绕组产生旋转磁场知道相电源相相间电压相位相差120度三相异步电动机定子中三绕组空间方位互差120度样定子绕组中通入三相电源时定子绕组会产生旋转磁场产生程分四时刻描述旋转磁场产生电流变化周期旋转磁场空间旋转周旋转磁场旋转速度电流变化步旋转磁场转速： 式中 电源频率 磁场磁极数 单位：分钟转数根式知道电动机转速磁极数电源频率关控制交流电动机转速两种方法：1改变磁极法2变频法第种方法现利变频技术实现交流电动机级变速控制
312 硬件电路工作原理
次设计基PLC造纸机控制系统运变频器三相异步交流变频电机涉变频调速等相关原理现做介绍
现场总线技术：现场总线作计算机技术通信技术仪表技术控制技术高度集成综合产物已成动化领域技术发展热点连接智现场设备动化系统全分散数字式双变量站通信网络[7]众现场总线标准中程现场总线(PROFIBUS)国际化开放式高灵活性高性等优势程动化制造动化X宇动化等领域广泛应
PLC变频器通讯控制：Profibus—DP通讯协议数电报结构分协议头网络数协议层网络数PPO消息类型包括参数值PKW程数PZDABB ACS550系列变频器五种PPO类型供选择种类型包括控制字（PKW）程数（PZD）控制字（PKW）变频器运行时定义参数启动信号定频率等程数（PZD）变频器运行程中返回PLC参数频率定值速
度反馈值电流反馈值等
1)PKW第字控制字控制变频器启动停止通网络通讯控制变频器起停非网络控制方式非网络控制变频器起停需启动停止命令网络控制时需先发送两控制命令第变频器准备信号收信号变频器便处软合闸等状态运行第二命令启动信号收命令变频器会定频率开始运行
2)PKW第二字频率定变频器频率通字设置应关系十进制0～20000应频率0～50 HZ线型应关系例需变频器运行25HZ定值应10000需变频器运行35HZ定值应14000需变频器运行50HZ定值应20000PZD状态字PKW控制字PKW控制字固定更改PPO4模式中第PKW控制字第二PKW频率定
3）PZD状态字非固定需定义PZD状态字反映出变频器：远程模式变频器前电流变频器输出电压变频器连续运行时间电机实际转速（RMIN）等等实际运行参数需什参数定义什参数通PLC程序中调SFC14读回非常灵活PPO类型图31示
图31 PPO类型
变频调速：交流变频调速直流调速系统相具容量方便维护节约耗价格便宜等优点[8]台三相异步电动机定子绕组加三相交流电压该电压产生旋转磁场速度定子电压频率决定磁场旋转时位该磁场中转子绕组切割磁力线转子绕组中产生相应感应电动势感应电流感应电流受旋转磁场作产生电磁力转矩转子旋转磁场旋转三相异步电动机绕组意两相进行交换时产生旋转磁场方发生改变电动机转发生改变异步电动机定子磁场转速称异步电动机步转速步转速电动机磁极数电源频率决定：
（31）
中 ——电机步转速
—供电电源频率（Hz）
—电机定子磁极数
异步电动机转速总步转速异步电动机实际转速式出：
（32）
式中 —电机实际速度
—转差率（步电动机时s0）
式（32）知改变参数fs中意改变电动机转速异步电动机进行调速控制通改变该电源频率实现异步电动机调速某种意义说变频器意改变频率交流电源电动机调速时重素希保持极磁通量Φm额定值变磁通太弱没充分利电机磁心种浪费增磁通会磁通饱导致励磁电流严重时会绕组热损坏电机直流电机说励磁系统独立电枢反应补偿合理保持Φm变时容易做交流异步电机中磁通定子转子合成产生
三相异步电机定子相电动势：
(33)
式中 ——气隙磁通定子相中感应电动势效值
——定子频率
——定子相绕组串联匝数
——基波绕组数
——相气隙磁通量
公式知控制 便控制磁通 变需考虑基频（额定频率）基频两种情况：
基频调速：采恒定电动势式知保持 变频率
额定值 调节时必须时降低 然绕组中感应电动势难控制电动势较高时忽略定子绕组漏磁阻抗压降认定子相电压 常值低频时 较定子阻抗压降占份量较显著忽略时电压U抬高便似补偿定子压降带定子压降补偿恒压频控制特性 线补偿 线图32示
端子相电压
频率
图32 基频调速恒压频控制特性
基频调速：基频调速时频率 增加电压 频率成反降低相直流电机弱磁升速情况
基频基频两种情况合起异步电机变频调速特性图33果电动机转速具额定电流电动机温升容许条件长期运行时转矩基磁通变化基频属恒转矩调速基频基属恒功率调速谓恒功率调速机械调速时通改变传动改变负载速度电机额定转矩额定速度变电机额定转矩额定速度变电机额定功率变恒功率调速时负载获成千成百倍力矩动力[9]恒功率调速机械特性图33示
恒转矩调速
恒功率调速
定子电压
频率
图33 基频调速异步电动机变频调速控制特性
32系统硬件原理图
321系统电机部分原理图
部分系统硬件组成包括：变频器断路器继电器接触器PLC单元风机系统电动机指示灯等变频器变频调速核心构成型复杂传动系统基单元实际固定电压固定频率交流变换成调电压频率交流电变换器变频调速系统组成控制结构然仿直流系统形式分电源反馈控制三部分惯交流直流变换称整流直流交流变换称逆变变频调速系统逆变单元逆变器反馈系统调节控制单元组成交流电机调速系统
原理图图24示图中L1L2L3交流母线N中性线系统工作提供交流电断路器控制系统电网接通断开H01系统电源指示灯NPBA12通讯适配器连接变频器ProfibusDP网络H02H03分电机运行停止指示灯电源模块MAF交流电转换成直流电通讯适配器NPBA12供电风扇电机传动点驱动电机散热保证驱动电机转速拥相散热效果继电器KM1保证驱动电机风扇电机步启动停止
图34 控制系统原理图
部分采变频调速利变频器控制三相交流变频电机实现转速调控中电路中器件工作原理作简介
ABB ACS550变频器：ACS550变频器安装拼装柜门装控制盘安装组件状态指示灯柜体配置电源输入熔断隔离开关含快速ACS550变频器安装拼装柜门装控制盘安装组件状态指示灯柜体配置电源输入熔断隔离开关含快速熔断器配操手柄具隔离短路保护双重功时配置进线接触器控制逻辑回路等需设备利系统更安全运行柄具隔离短路保护双重功时配置进线接触器控制逻辑回路等需设备利系统更安全运行
ABB ACS550变频器调速：ACS550ABB公司标准型传感器矢量控制全数字交流变频器够没光码盘测速电机反馈条件精确控制标准鼠笼电机速度转矩ACS550标准变频器模块075KW110KW功率范围IGBT功率模块变频器部设置直流摆式电抗器（075KW37KW）进线电抗器(45KW110KW)效抑制高次谐波电网影响ACS550紧凑型设计已标配适第第二环境RFI滤波器需额外外部滤波器满足EMC标准ACS550置RS485协议Modbus接口方便PLC计算机通讯时ACS550部安装三种类型选模块：IO扩展模块现场总线适配器脉编码器接口模块等数应中ACS550具磁通制动功满足系统快速停车应需果系统需频繁起制动长时间制动ACS550置制动斩波器（选）制动电阻实现效制动功率ACS550变频器满足种应求简单复杂求应
断路器F01：作进行电分配变频器配电变频器交流母线进行接通切断电动机变频器等属电路进行保护具载短路欠电压等保护功配电电路保护器件控制系统中交流母线三相电通断路器F01配送变频器供变频器工作电量控制转换变频器电机回路出现述障时断路器F01动切断供电电路起电路保护作
风扇电机：传动点拖动电机降温防止电动机工作功率高产生热量时散掉烧坏电机般电机身带散热风扇电机工作功率时身风扇满足散热求需外加风机帮助散热系统中电机功率较身风扇满足散热求助外部风机帮助散热电机间步控制情况采线传感器控制方式种方式方便性系统性价高[10]少电机速度控制采行步控制方式传动点电动机作独立速度控制象样通控制独立子系统电动机速度电动机工作设定速度彼相互影响速度收速度参考值控制[11]
电源模块：电源模块直接贴装印刷电路板电源供应器特点专集成电路（ASIC）数字信号处理器 (DSP)微处理器存储器现场编程门阵列 (FPGA) 数字模拟负载提供供电模块式结构优点甚模块电源广泛交换设备接入设备移动通讯微波通讯光传输路器等通信领域汽车电子航空航天等设计中涉通讯适配器NPBA12供电参考参数情况设计中选电源模块型号MAF150220S24
322 PLC变频器连接硬件电路
PLC变频器间存两种控制方式第硬接线方式模拟量控制数字量控制变频器带DIDOAIAO口子PLCDIDOAIAO通线连接起实现方法体通编程控制PLCDO模块输出变频器提供干触点（源触点）干触点驱动变频器启动停止者电动等然PLCAO模块输出420mA等模拟信号连接变频器AI口子实现模拟定控制变频器输出频率达调速目变频器DO口子输出运行障等状态信号接入PLCDI模块然变频器AO口子输出变频器频率温度电流等420mA模拟信号进入PLCAI模块第二通讯方式通讯方式呢现常见ProfibusDP方式需变频器支持种通讯方式般需附加订DP通讯板（硬件）安装变频器面然通讯板外置然通光纤变频器控制单元连接ABBNPBA12通讯模块PLC变频器间连接DP通讯线缆需硬连接线接工作通PLC编程控制变频器采方式种机械硬件方式实现传动点速度步控制存方面问题：首先种方式动力源台总电动机次机械东西运行时考虑结构复杂该方式会灵活性带限制种硬件方式连接会系统整寿命受影响[12]次设计采通讯控制方式模拟量控制数字量控制通PLC开关量启动变频器通模拟量信号控制变频器输出频率方法优点编程简单缺点硬件投入较贵通讯控制通通讯模式控制变频器启停频率定方法编程复杂变频器通讯格式样
原理图示部分包括SIMATIC S7300 PLCABB ACS550变频器ProfibusDP网PLCCPU信号模块断路器F04控制PLC电源模块电网间供电通断选择接入相交流电PLCCPU模块选3152DP带总线接入接口需接转换模块
图35 硬件电路概图
图中PLC八台变频器间通ProfibusDP网连接起PLC变频器间采通讯控制变频器总线间通讯适配器NPBA12变频器选ABB ACS550变频器PLC选SIMATIC S7300PLC器件模块详细介绍
S7300PLC：德国西门子公司编程控制器（PLC）继S5系列 90年代初研制出S7系列 获巨成功[13]S7系列功Ｓ5系列改进 性价值更优 包括S7200S7300S7400三种产品中SIMATIC S7300PLC种通型PLC满足中规模控制求适动化工程种场合尤生产制造工程中应[12]模块化排风结构易实现分布式配置户易掌握等特点S7300工业行业中实施种控制务成种济符合实际解决方案
ProfibusDP：ProfibusDPDPDecentralized Periphery动化系统中单元级控制设备分布式IO通信[14]具高速低成优点PROFIBUS–DP协议明确规定户数样总线站间传递户数含义PROFIBUS行规中具体说明外行规具体规定PROFIBUS－DP应领域行规厂商生产设备互换工厂操作员毋须关心两者间差异
323 PLC模块电路
电路数字量输入模块原理图部分电路包括SIMATIC S7300三数字量输入模块电源模块电源模块MAF三数字量输入模块接开关供电
图36 数字模块1
数字输入模块负责电机1电机3起动停止加减速等控制真空网部压三传动点控制16输入点数字输入模块
图37 数字模块2
数字输入模块负责控制烘二烘缸三传动点驱动电机启停加减速爬行操作控制SM01样16点输入数字输入模块
图38 数字模块3
数字输入模块SM03SM01SM02样16点输入数字输入模块控制压光卷取两传动点驱动电机启停加减速爬行操作控制面数字输入模块功做详细介绍
系统包括八台电机台电机包涵启动停止加速减速爬行五种操作PLC开关量控制电动机实现功需40输入点选316点输入数字输入模块满足控制功需选模块具体介绍
PLC数字量输入模块：里选SIMATIC S7300系列数字输入模块型号6ES7 3211BH500AA0数字输入模块实现PLC数字量程信号连接程发送外部数字信号电转换成PLC部信号电连接工业现场标准开关两线接开关（BERO）
系统PLC模拟量输出数字量输出模块原理图图39图310示
图39 数字输出模块
模块SM048点输出数字输出模块考虑裕量情况满足控制求八点输出接八继电器线圈控制八传动点风扇电机驱动电机步启动停止
图310 模拟输出模块
模块SM05八点输出模拟输出模块外接八数显表显示八台驱动电机转速方便工直观观察控制传动点转速面着两模块做详细介绍
图中包括PLC数字输出模块模拟输出模块考虑八台电机转速需通数显表显示出处选8点输出模拟输出模块连接数显表显示电机转速时控制驱动电机转速风扇电机拥相散热效果处选8点输出数字输出模块
接入八继电器控制风扇电机驱动电机步启动停止风扇电机转速受驱动电机影响模块原理介绍
数字量输出模块：数字量输出模块控制器程变量输出数字信号吧S7300部信号电转换成程求外部信号电连接电磁阀接触器功率电机灯电机启动器低漏电流电路时网络断开会发出假ON状态信号负载较时输出直接驱动电流负载需中间继电器进行转换中间继电器触点进行驱动提高系统抗干扰力工作性通常采光耦合隔离措施时设计种滤波电路等里参考系统求选型号6ES7 3221HF010AA0数字量输出模块
模拟量输出模块：模拟量输出模块PLC数字信号转换成程需模拟信号连接模拟量执行器进行调节控制次设计系统中模拟量输出模块选型号6ES7 3325HF000AB0
数显表：设计选数显表HLP2B80数显表种显示电子仪表目前行业均应显示数精确目然场合已代指针式仪表应范围：配电箱工业动化动化变电站X宇动化显示驱动电机转速系统中需数显表造纸机系统求处选型号HLP2B80数显表济实满足求
4 系统软件设计
41 系统软件设计介绍
411 Step7软件容
系统Protel完成硬件原理图绘制软件部分软件Step7完成S7300PLC编程ProfibusDP网组态通讯配置
STEP 7编程软件西门子系列工控产品包括SIMATIC S7M7C7基PCWin AC编程监控参数设置SIMATIC工业软件重组成部分具硬件配置参数设置通讯组态编程测试启动维护文件建档运行诊断功等次设计Step7 V55版强功完成系统软件设计
PLC变频器控制系统采Profibus—DP现场总线控制模式整系统接线简单运行稳定操作简便反馈信息全面实时掌握电机种状态信息根现场工艺求台时修改参数减少力物力资源真正实现分散控制集中理实现现场设备层车间监控分散式数字控制现场通信网络实现工厂综合动化现场设备智化提供切实行解决方案[15]
412 添加通讯适配器
STEP7编程软件环境硬件组态编程准备工作：确定系统需SIMATIC S7300 PLC模块具体型号包括数字输入模块数字输出模块电源模块CPU模块模拟量输出模块外系统中涉通讯适配器NPBA12需添加系统中NPBA12GSD(设备数库)文件文件名ABB_6012GSD)导STEP7编程环境中面相关工作做准备
42 系统硬件组态软件编程
421 系统硬件组态
系统采S7300PLCABB ACS550变频器组成控制系统硬件组态STEPTV5．4版编程软件进入Hardware Configure完成S7300 PLC(315DDP)硬件组态选定315DDP站系统添加系统文件中NPBA12通讯适配器GSD文件作站连接ProfibusDP网选定PPO类型设定站点网络址保存编译退出Hardwre Configure环境组态电路图41示
图41 PLC硬件组态
图中选CPU 3152DP带ProfibusDP接口时满足需控制求组态中包含三数字量输入模块数字量输出模块模拟量输出模块NPBA12通讯适配器ProfibusDP网连接起适配器相变频器
422 软件流程图
造纸机控制系统包括软件硬件两部分前面已介绍硬件电路原理图面介绍软件流程图图42示造纸机控制程序编写包括初始化加速减速启动停止爬行具体详情面会介绍
初始化
逻辑控制
加减子程序
速度连计算
Y
加减速？
速度控制
通讯
图42 软件编程流程图
设计程序包括程序块OB数块DB功块FC程序包含启动程序停止程序加速程序减速程序爬行程序通讯程序通讯程序交换PLC通讯适配器间指令数PLC控制变频器电动机工作
423 PLC软件编程
符号表：编程方便里编辑符号表八台需控制传动电机八台风扇电机传动电机包括五需控制操作加速减速启动停止爬行电机控制点图
43示
图 43 符号表
电机启动程序里采通讯控制控制启动指令47F发送数模块DB1中通讯程序负责数块中指令数发送变频器通讯适配器中变频器执行相关指令时通讯模块负责变频器中指令数反馈PLC实现PLC变频器间数实时交换启动程序图44示
图44 电机启动程序
电机启动类似专指令代码十六进制数447数模块发送ABB变频器专通讯适配器中控制变频器停止操作
图45 电机停止程序
数模块PLC变频器间通讯媒介存放着PLC变频器间交换数FC模块功实现通调DB模块中数者数赋数块中数块转送变频器数块图46示
图46 数模块DB
结
文造纸机工艺求结合动化学知识设计套基PLC造纸机控制系统该系统利PLC变频器间通讯控制实现三相交流电机起动加速减速爬行控制时考虑工作电极散热系统加进风扇电机相传统造纸机械系统具操作简便成低廉动化程度高等优点
设计然完成掌握传动系统中少部分知识深奥专业知识等着挖掘探索学会工作学中断充实断完善专业知识身发展坚实基础学知识时间限加缺乏实践验设计程中难免出现错误敬请位老师批评指正
参 考 文 献
[1]邹哲明．化机浆体设备技术性研究[J]．中国造纸学报2005(增)：303～307
[2]李方圆西门子S7200设计应[J]动化博览2011年第06期2～5
[3]杨旭中国造纸机械制造业现状发展趋势[J]中华纸业2008（12）：6～10
[4]刘桂雄冯云庆申柏华现场总线虚拟仪表技术相融合发展新趋势[J]传感器技2002年第07期3～5
[5]陈静张丽娜基PLCPROFIBUS现场总线变频器群控技术应[J]科技信息2008年第22期1～3
[6]王建朱成辉电气控制PLC[M]北京机械工业出版社2012
[7] 龙凯基PROFIBUSPLC控制系统设计研究[D]武汉科技学2008
[8]陈伯时电力拖动动控制系统运动控制系统[M]北京：机械工业出版社2008
[9] 赵阳西门子S7300 PLC工控组态软件WinCC应[J]编程控制器工厂动化2006年第10期2～6
[10]姜建芳西门子S7300400PLC工程应技术[M]北京机械工业出版社2012
[11]香晓汉西门子PLC 高级应实例精解[M]北京机械工业出版社2010
[12]廖常初S7300400PLC应技术第二版[M]北京：机械工业出版社2008
致谢
断努力尝试X老师帮助细心指导历时二月毕业设计已告段落文撰写程中遇问题X老师学建议首先题目选择适合独立完成少方面资料查询X老师交流选择独立完成时候遇懂方咨询X老师逐解决里非常感谢X老师没X老师包容理解文会利完成然完美努力做更高时感觉位教育老师没没天然感谢位学学帮助文撰写扫尾结束衷心感谢百忙中评阅文参加答辩位老师
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毕 业 设 计 （ 文）
题目名称：
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11 造纸机控制系统设计目意义 3
12 造纸机控制系统研究现状 3
13 文容 4
2 造纸机控制系统 5
21 造纸机控制系统求 5
22 造纸机控制系统方案 6
3 控制系统硬件电路设计 7
31 硬件系统组成 7
311 硬件电路器件 7
312 硬件电路工作原理 8
32系统硬件原理图 12
321系统电机部分原理图 12
322 PLC变频器连接硬件电路 14
323 PLC模块电路 17
4 系统软件设计 21
41 系统软件设计介绍 21
411 Step7软件容 21
412 添加通讯适配器 21
42 系统硬件组态软件编程 22
421 系统硬件组态 22
422 软件流程图 22
423 PLC软件编程 23
结 26
谢 辞 27
参考文献 28
附录1：系统控制原理图 29
附录2：PLC原理图 30
基PLC造纸机控制系统设计
摘
造纸业社会文明济发展息息相关基础原材料产业目前国造纸业动化水国外存着定差距造纸系统设计造纸业说关重文设计套基PLC造纸机控制系统系统S7300 PLC作控制核心ABB变频器作驱动单元三相交流电机作执行单元PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸等操作文介绍国外造纸行业发展历程根造纸机控制求确定系统控制方案设计控制系统硬件电路图介绍工作原理进行元器件选型基编程软件Step7完成系统硬件组态控制程序编写文设计基PLC造纸机控制系统结构简单成低控制方便
关键词
造纸机变频器通讯控制组态ProfibusDP
引言
11 造纸机控制系统设计目意义
次课题研究基PLC造纸机控制系统设计通造纸机控制系统研究设计解造纸机传动工艺求传动点交流电机具体工作情况系统硬件参数选择交流变频调速系统造纸机传动控制系统中应时掌握PLC变频器控制方式软硬件配合调节交流电机转速培养知识理解理实际结合处理细节问题方面
力
目前国造纸业存许问题诸造纸技术设备陈旧水落现代技术含量低等等课题设计定程度改善问题提高造纸机械装备水加强造纸机械加工力电气控制力时言课题设计培养分析解决问题力时工业生产中运：电动机变频器PLC通讯技术现场总线操作屏等更深步理解电动机控制方法运解更深入
12 造纸机控制系统研究现状
着纸纸板制品品种样化求消费量日益增长 造纸工业面问题纤维原料源 节约源降低污染 设备型化高速化动化等[1]造纸工业解决问题程中发展 制浆技术造纸技术进步紧紧围绕述问题发展着目前国造纸工业特点：产业结构合理产业集中劳动力密集型技术密集型产品明显落发达工业国家生产素决定性作正削弱产业源消耗产出率低环境污染严重然资源破坏力企业总体规模偏技术创新力薄弱理水落等十年着国国民济断发展民生活水日益提高国造纸工业取快速发展国造纸工业国际化集中化专业化格局已初步形成国许造纸企业引进国外先进技术装备国许造纸企业已完全国际接轨国造纸工业国际化趋势造纸企业生产名牌专业产品努力世界范围早期基验应常规调节仪表简单控制阶段纸机传动生产中特殊重位造纸机电气传动控制般配置PLC控制单元变频器单元等组成[2]现越越基PLC等稳定先进控制器控制系统造纸工业正飞速发展欧美等发达工业国家车速更快高速造纸机已量推广[3]全面提升国造纸行业整体理装备动化水国造纸行业进入低污染低消耗高效益强国列
13 文容
文设计基PLC造纸机控制系统网部真空压缸烘二烘压光卷取八传动点需控制控制方案S7300 PLC作系统控制中心ABB 变频器驱动单元三相交流电机作执行单元时PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸操作该控制方案文工作：
（1）造纸机控制系统控制求控制方案利S7300PLCABB变频器间通讯控制完成传动点电机项操作
（2）系统硬件电路介绍包括硬件电路图工作原理图中变频器传动电机SIMATIC S7 PLC等选型原理
（3）系统软件设计Step7环境硬件组态符号表编辑数模块编写传动控制模块程序编写等
文设计造纸机控制系统做总结
2 造纸机控制系统
21 造纸机控制系统求
传统造纸机传动点分：真空伏辊驱网辊导网辊真空吸移辊毛毯压榨传递压榨烘缸压光机卷纸机等根造纸机型号传动速度传动点数少文设计造纸机控制系统需控制传动点网部真空压缸烘二烘压光卷取求控制传动点转速生产纸质滑褶皱时传动点启动停止爬行加速减速等操作做步控制避免造成生产纸质符合求造纸工艺流程图图21示
网部（真空）
压光
二烘
缸
烘
压
卷取
图21 造纸机工艺流程
表21 八传动点参数
传动点序号
传动点名称
传动点功率
1
网部
60KW
2
真空
45KW
3
压
35KW
4
缸
25KW
5
烘
35KW
6
二烘
30KW
7
压光
25KW
8
卷取
25KW
9
风扇电机
20KW
图21示工艺流程传动点功率参数见表21八传动点均采三相交流变频电机驱动外八台驱动电机风扇电机统功率22KW交流电机
22 造纸机控制系统方案
工业机械设备控制技术发展阶段体工控制阶段模拟仪表控制系统阶段计算机集中式数字控制系统阶段集散式控制系统阶段现场总线控制系统阶段[4]次设计基PLC造纸机控制系统利PLC变频器间通讯控制
实现PLC三相交流电机项操作控制方法S7300 PLC作系统控制中心ABB 变频器驱动单元三相交流电机作执行单元时PLC通ProfibusDP网络变频器间通信完成传动点启动停止加速减速紧纸操作Protel 99se绘制控制系统电路原理图完成硬件选择原理理解Step7 V55环境中完成系统硬件组态系统控制程序编写里采ProfibusDPPROFIBUSDP现场总线介绍现场总线控制应工业现场连接智现场设备动化系统数字式双传输分支结构通讯网络总线标准开放赖生产厂家通信系统标准[5]总体控制方案见图22示
图22 系统控制方案图
3 控制系统硬件电路设计
31 硬件系统组成
311 硬件电路器件
次设计基PLC造纸机控制系统包括八传动点传动点采变频器控制交流电机转速实现传动点启动停止增速减速爬行操作现介绍中传动点设计设计中涉硬件包括变频器PLC三相交流变频电机电源模块现硬件
工作原理先做介绍
变频器：变频器包涵控制电路整流器中间电路逆变器变频器完成电路控制信号传整流器中间电路逆变器时接受部分信号整流器单相三相电源连接产生脉动直流电压交流变换直流直流中间电路整流电路输出进行滑滤波整流电压变换成直流电流脉动直流电压变稳定滑供逆变器逆变器产生电动机电压频率逆变电路直流电逆变交流电
PLC：PLC输入输出模块中央处理单元电源见编程器组成[6]输入输出模块连接外围设备接受外围信号转换成CPU处理信号然输出中央处理单元处理接收信号包括微处理器系统程序存储器户存储器编程器完成机话电源见PLC模块供电次设计基PLC造纸机控制系统SIMATIC S7300PLCSIMATIC S7系列PLC德国西门子公司S5系列PLC基础1995年陆续推出性价格较高PLC系统中微型SIMATIC S7200系列配置8DI6DO扩展27模块IO点数64DIDO12AI4AO中型SIMATIC S7300系列中高档S7400系列SIMATIC S7系列PLC采模块化排风扇结构具易户掌握等特点S7系列PLC成种规模中等性求规模应首选产品
三相交流电机：三相异步电动机旋转起先决条件具旋转磁场三相异步电动机定子绕组产生旋转磁场知道相电源相相间电压相位相差120度三相异步电动机定子中三绕组空间方位互差120度样定子绕组中通入三相电源时定子绕组会产生旋转磁场产生程分四时刻描述旋转磁场产生电流变化周期旋转磁场空间旋转周旋转磁场旋转速度电流变化步旋转磁场转速： 式中 电源频率 磁场磁极数 单位：分钟转数根式知道电动机转速磁极数电源频率关控制交流电动机转速两种方法：1改变磁极法2变频法第种方法现利变频技术实现交流电动机级变速控制
312 硬件电路工作原理
次设计基PLC造纸机控制系统运变频器三相异步交流变频电机涉变频调速等相关原理现做介绍
现场总线技术：现场总线作计算机技术通信技术仪表技术控制技术高度集成综合产物已成动化领域技术发展热点连接智现场设备动化系统全分散数字式双变量站通信网络[7]众现场总线标准中程现场总线(PROFIBUS)国际化开放式高灵活性高性等优势程动化制造动化X宇动化等领域广泛应
PLC变频器通讯控制：Profibus—DP通讯协议数电报结构分协议头网络数协议层网络数PPO消息类型包括参数值PKW程数PZDABB ACS550系列变频器五种PPO类型供选择种类型包括控制字（PKW）程数（PZD）控制字（PKW）变频器运行时定义参数启动信号定频率等程数（PZD）变频器运行程中返回PLC参数频率定值速
度反馈值电流反馈值等
1)PKW第字控制字控制变频器启动停止通网络通讯控制变频器起停非网络控制方式非网络控制变频器起停需启动停止命令网络控制时需先发送两控制命令第变频器准备信号收信号变频器便处软合闸等状态运行第二命令启动信号收命令变频器会定频率开始运行
2)PKW第二字频率定变频器频率通字设置应关系十进制0～20000应频率0～50 HZ线型应关系例需变频器运行25HZ定值应10000需变频器运行35HZ定值应14000需变频器运行50HZ定值应20000PZD状态字PKW控制字PKW控制字固定更改PPO4模式中第PKW控制字第二PKW频率定
3）PZD状态字非固定需定义PZD状态字反映出变频器：远程模式变频器前电流变频器输出电压变频器连续运行时间电机实际转速（RMIN）等等实际运行参数需什参数定义什参数通PLC程序中调SFC14读回非常灵活PPO类型图31示
图31 PPO类型
变频调速：交流变频调速直流调速系统相具容量方便维护节约耗价格便宜等优点[8]台三相异步电动机定子绕组加三相交流电压该电压产生旋转磁场速度定子电压频率决定磁场旋转时位该磁场中转子绕组切割磁力线转子绕组中产生相应感应电动势感应电流感应电流受旋转磁场作产生电磁力转矩转子旋转磁场旋转三相异步电动机绕组意两相进行交换时产生旋转磁场方发生改变电动机转发生改变异步电动机定子磁场转速称异步电动机步转速步转速电动机磁极数电源频率决定：
（31）
中 ——电机步转速
—供电电源频率（Hz）
—电机定子磁极数
异步电动机转速总步转速异步电动机实际转速式出：
（32）
式中 —电机实际速度
—转差率（步电动机时s0）
式（32）知改变参数fs中意改变电动机转速异步电动机进行调速控制通改变该电源频率实现异步电动机调速某种意义说变频器意改变频率交流电源电动机调速时重素希保持极磁通量Φm额定值变磁通太弱没充分利电机磁心种浪费增磁通会磁通饱导致励磁电流严重时会绕组热损坏电机直流电机说励磁系统独立电枢反应补偿合理保持Φm变时容易做交流异步电机中磁通定子转子合成产生
三相异步电机定子相电动势：
(33)
式中 ——气隙磁通定子相中感应电动势效值
——定子频率
——定子相绕组串联匝数
——基波绕组数
——相气隙磁通量
公式知控制 便控制磁通 变需考虑基频（额定频率）基频两种情况：
基频调速：采恒定电动势式知保持 变频率
额定值 调节时必须时降低 然绕组中感应电动势难控制电动势较高时忽略定子绕组漏磁阻抗压降认定子相电压 常值低频时 较定子阻抗压降占份量较显著忽略时电压U抬高便似补偿定子压降带定子压降补偿恒压频控制特性 线补偿 线图32示
端子相电压
频率
图32 基频调速恒压频控制特性
基频调速：基频调速时频率 增加电压 频率成反降低相直流电机弱磁升速情况
基频基频两种情况合起异步电机变频调速特性图33果电动机转速具额定电流电动机温升容许条件长期运行时转矩基磁通变化基频属恒转矩调速基频基属恒功率调速谓恒功率调速机械调速时通改变传动改变负载速度电机额定转矩额定速度变电机额定转矩额定速度变电机额定功率变恒功率调速时负载获成千成百倍力矩动力[9]恒功率调速机械特性图33示
恒转矩调速
恒功率调速
定子电压
频率
图33 基频调速异步电动机变频调速控制特性
32系统硬件原理图
321系统电机部分原理图
部分系统硬件组成包括：变频器断路器继电器接触器PLC单元风机系统电动机指示灯等变频器变频调速核心构成型复杂传动系统基单元实际固定电压固定频率交流变换成调电压频率交流电变换器变频调速系统组成控制结构然仿直流系统形式分电源反馈控制三部分惯交流直流变换称整流直流交流变换称逆变变频调速系统逆变单元逆变器反馈系统调节控制单元组成交流电机调速系统
原理图图24示图中L1L2L3交流母线N中性线系统工作提供交流电断路器控制系统电网接通断开H01系统电源指示灯NPBA12通讯适配器连接变频器ProfibusDP网络H02H03分电机运行停止指示灯电源模块MAF交流电转换成直流电通讯适配器NPBA12供电风扇电机传动点驱动电机散热保证驱动电机转速拥相散热效果继电器KM1保证驱动电机风扇电机步启动停止
图34 控制系统原理图
部分采变频调速利变频器控制三相交流变频电机实现转速调控中电路中器件工作原理作简介
ABB ACS550变频器：ACS550变频器安装拼装柜门装控制盘安装组件状态指示灯柜体配置电源输入熔断隔离开关含快速ACS550变频器安装拼装柜门装控制盘安装组件状态指示灯柜体配置电源输入熔断隔离开关含快速熔断器配操手柄具隔离短路保护双重功时配置进线接触器控制逻辑回路等需设备利系统更安全运行柄具隔离短路保护双重功时配置进线接触器控制逻辑回路等需设备利系统更安全运行
ABB ACS550变频器调速：ACS550ABB公司标准型传感器矢量控制全数字交流变频器够没光码盘测速电机反馈条件精确控制标准鼠笼电机速度转矩ACS550标准变频器模块075KW110KW功率范围IGBT功率模块变频器部设置直流摆式电抗器（075KW37KW）进线电抗器(45KW110KW)效抑制高次谐波电网影响ACS550紧凑型设计已标配适第第二环境RFI滤波器需额外外部滤波器满足EMC标准ACS550置RS485协议Modbus接口方便PLC计算机通讯时ACS550部安装三种类型选模块：IO扩展模块现场总线适配器脉编码器接口模块等数应中ACS550具磁通制动功满足系统快速停车应需果系统需频繁起制动长时间制动ACS550置制动斩波器（选）制动电阻实现效制动功率ACS550变频器满足种应求简单复杂求应
断路器F01：作进行电分配变频器配电变频器交流母线进行接通切断电动机变频器等属电路进行保护具载短路欠电压等保护功配电电路保护器件控制系统中交流母线三相电通断路器F01配送变频器供变频器工作电量控制转换变频器电机回路出现述障时断路器F01动切断供电电路起电路保护作
风扇电机：传动点拖动电机降温防止电动机工作功率高产生热量时散掉烧坏电机般电机身带散热风扇电机工作功率时身风扇满足散热求需外加风机帮助散热系统中电机功率较身风扇满足散热求助外部风机帮助散热电机间步控制情况采线传感器控制方式种方式方便性系统性价高[10]少电机速度控制采行步控制方式传动点电动机作独立速度控制象样通控制独立子系统电动机速度电动机工作设定速度彼相互影响速度收速度参考值控制[11]
电源模块：电源模块直接贴装印刷电路板电源供应器特点专集成电路（ASIC）数字信号处理器 (DSP)微处理器存储器现场编程门阵列 (FPGA) 数字模拟负载提供供电模块式结构优点甚模块电源广泛交换设备接入设备移动通讯微波通讯光传输路器等通信领域汽车电子航空航天等设计中涉通讯适配器NPBA12供电参考参数情况设计中选电源模块型号MAF150220S24
322 PLC变频器连接硬件电路
PLC变频器间存两种控制方式第硬接线方式模拟量控制数字量控制变频器带DIDOAIAO口子PLCDIDOAIAO通线连接起实现方法体通编程控制PLCDO模块输出变频器提供干触点（源触点）干触点驱动变频器启动停止者电动等然PLCAO模块输出420mA等模拟信号连接变频器AI口子实现模拟定控制变频器输出频率达调速目变频器DO口子输出运行障等状态信号接入PLCDI模块然变频器AO口子输出变频器频率温度电流等420mA模拟信号进入PLCAI模块第二通讯方式通讯方式呢现常见ProfibusDP方式需变频器支持种通讯方式般需附加订DP通讯板（硬件）安装变频器面然通讯板外置然通光纤变频器控制单元连接ABBNPBA12通讯模块PLC变频器间连接DP通讯线缆需硬连接线接工作通PLC编程控制变频器采方式种机械硬件方式实现传动点速度步控制存方面问题：首先种方式动力源台总电动机次机械东西运行时考虑结构复杂该方式会灵活性带限制种硬件方式连接会系统整寿命受影响[12]次设计采通讯控制方式模拟量控制数字量控制通PLC开关量启动变频器通模拟量信号控制变频器输出频率方法优点编程简单缺点硬件投入较贵通讯控制通通讯模式控制变频器启停频率定方法编程复杂变频器通讯格式样
原理图示部分包括SIMATIC S7300 PLCABB ACS550变频器ProfibusDP网PLCCPU信号模块断路器F04控制PLC电源模块电网间供电通断选择接入相交流电PLCCPU模块选3152DP带总线接入接口需接转换模块
图35 硬件电路概图
图中PLC八台变频器间通ProfibusDP网连接起PLC变频器间采通讯控制变频器总线间通讯适配器NPBA12变频器选ABB ACS550变频器PLC选SIMATIC S7300PLC器件模块详细介绍
S7300PLC：德国西门子公司编程控制器（PLC）继S5系列 90年代初研制出S7系列 获巨成功[13]S7系列功Ｓ5系列改进 性价值更优 包括S7200S7300S7400三种产品中SIMATIC S7300PLC种通型PLC满足中规模控制求适动化工程种场合尤生产制造工程中应[12]模块化排风结构易实现分布式配置户易掌握等特点S7300工业行业中实施种控制务成种济符合实际解决方案
ProfibusDP：ProfibusDPDPDecentralized Periphery动化系统中单元级控制设备分布式IO通信[14]具高速低成优点PROFIBUS–DP协议明确规定户数样总线站间传递户数含义PROFIBUS行规中具体说明外行规具体规定PROFIBUS－DP应领域行规厂商生产设备互换工厂操作员毋须关心两者间差异
323 PLC模块电路
电路数字量输入模块原理图部分电路包括SIMATIC S7300三数字量输入模块电源模块电源模块MAF三数字量输入模块接开关供电
图36 数字模块1
数字输入模块负责电机1电机3起动停止加减速等控制真空网部压三传动点控制16输入点数字输入模块
图37 数字模块2
数字输入模块负责控制烘二烘缸三传动点驱动电机启停加减速爬行操作控制SM01样16点输入数字输入模块
图38 数字模块3
数字输入模块SM03SM01SM02样16点输入数字输入模块控制压光卷取两传动点驱动电机启停加减速爬行操作控制面数字输入模块功做详细介绍
系统包括八台电机台电机包涵启动停止加速减速爬行五种操作PLC开关量控制电动机实现功需40输入点选316点输入数字输入模块满足控制功需选模块具体介绍
PLC数字量输入模块：里选SIMATIC S7300系列数字输入模块型号6ES7 3211BH500AA0数字输入模块实现PLC数字量程信号连接程发送外部数字信号电转换成PLC部信号电连接工业现场标准开关两线接开关（BERO）
系统PLC模拟量输出数字量输出模块原理图图39图310示
图39 数字输出模块
模块SM048点输出数字输出模块考虑裕量情况满足控制求八点输出接八继电器线圈控制八传动点风扇电机驱动电机步启动停止
图310 模拟输出模块
模块SM05八点输出模拟输出模块外接八数显表显示八台驱动电机转速方便工直观观察控制传动点转速面着两模块做详细介绍
图中包括PLC数字输出模块模拟输出模块考虑八台电机转速需通数显表显示出处选8点输出模拟输出模块连接数显表显示电机转速时控制驱动电机转速风扇电机拥相散热效果处选8点输出数字输出模块
接入八继电器控制风扇电机驱动电机步启动停止风扇电机转速受驱动电机影响模块原理介绍
数字量输出模块：数字量输出模块控制器程变量输出数字信号吧S7300部信号电转换成程求外部信号电连接电磁阀接触器功率电机灯电机启动器低漏电流电路时网络断开会发出假ON状态信号负载较时输出直接驱动电流负载需中间继电器进行转换中间继电器触点进行驱动提高系统抗干扰力工作性通常采光耦合隔离措施时设计种滤波电路等里参考系统求选型号6ES7 3221HF010AA0数字量输出模块
模拟量输出模块：模拟量输出模块PLC数字信号转换成程需模拟信号连接模拟量执行器进行调节控制次设计系统中模拟量输出模块选型号6ES7 3325HF000AB0
数显表：设计选数显表HLP2B80数显表种显示电子仪表目前行业均应显示数精确目然场合已代指针式仪表应范围：配电箱工业动化动化变电站X宇动化显示驱动电机转速系统中需数显表造纸机系统求处选型号HLP2B80数显表济实满足求
4 系统软件设计
41 系统软件设计介绍
411 Step7软件容
系统Protel完成硬件原理图绘制软件部分软件Step7完成S7300PLC编程ProfibusDP网组态通讯配置
STEP 7编程软件西门子系列工控产品包括SIMATIC S7M7C7基PCWin AC编程监控参数设置SIMATIC工业软件重组成部分具硬件配置参数设置通讯组态编程测试启动维护文件建档运行诊断功等次设计Step7 V55版强功完成系统软件设计
PLC变频器控制系统采Profibus—DP现场总线控制模式整系统接线简单运行稳定操作简便反馈信息全面实时掌握电机种状态信息根现场工艺求台时修改参数减少力物力资源真正实现分散控制集中理实现现场设备层车间监控分散式数字控制现场通信网络实现工厂综合动化现场设备智化提供切实行解决方案[15]
412 添加通讯适配器
STEP7编程软件环境硬件组态编程准备工作：确定系统需SIMATIC S7300 PLC模块具体型号包括数字输入模块数字输出模块电源模块CPU模块模拟量输出模块外系统中涉通讯适配器NPBA12需添加系统中NPBA12GSD(设备数库)文件文件名ABB_6012GSD)导STEP7编程环境中面相关工作做准备
42 系统硬件组态软件编程
421 系统硬件组态
系统采S7300PLCABB ACS550变频器组成控制系统硬件组态STEPTV5．4版编程软件进入Hardware Configure完成S7300 PLC(315DDP)硬件组态选定315DDP站系统添加系统文件中NPBA12通讯适配器GSD文件作站连接ProfibusDP网选定PPO类型设定站点网络址保存编译退出Hardwre Configure环境组态电路图41示
图41 PLC硬件组态
图中选CPU 3152DP带ProfibusDP接口时满足需控制求组态中包含三数字量输入模块数字量输出模块模拟量输出模块NPBA12通讯适配器ProfibusDP网连接起适配器相变频器
422 软件流程图
造纸机控制系统包括软件硬件两部分前面已介绍硬件电路原理图面介绍软件流程图图42示造纸机控制程序编写包括初始化加速减速启动停止爬行具体详情面会介绍
初始化
逻辑控制
加减子程序
速度连计算
Y
加减速？
速度控制
通讯
图42 软件编程流程图
设计程序包括程序块OB数块DB功块FC程序包含启动程序停止程序加速程序减速程序爬行程序通讯程序通讯程序交换PLC通讯适配器间指令数PLC控制变频器电动机工作
423 PLC软件编程
符号表：编程方便里编辑符号表八台需控制传动电机八台风扇电机传动电机包括五需控制操作加速减速启动停止爬行电机控制点图
43示
图 43 符号表
电机启动程序里采通讯控制控制启动指令47F发送数模块DB1中通讯程序负责数块中指令数发送变频器通讯适配器中变频器执行相关指令时通讯模块负责变频器中指令数反馈PLC实现PLC变频器间数实时交换启动程序图44示
图44 电机启动程序
电机启动类似专指令代码十六进制数447数模块发送ABB变频器专通讯适配器中控制变频器停止操作
图45 电机停止程序
数模块PLC变频器间通讯媒介存放着PLC变频器间交换数FC模块功实现通调DB模块中数者数赋数块中数块转送变频器数块图46示
图46 数模块DB
结
文造纸机工艺求结合动化学知识设计套基PLC造纸机控制系统该系统利PLC变频器间通讯控制实现三相交流电机起动加速减速爬行控制时考虑工作电极散热系统加进风扇电机相传统造纸机械系统具操作简便成低廉动化程度高等优点
设计然完成掌握传动系统中少部分知识深奥专业知识等着挖掘探索学会工作学中断充实断完善专业知识身发展坚实基础学知识时间限加缺乏实践验设计程中难免出现错误敬请位老师批评指正
参 考 文 献
[1]邹哲明．化机浆体设备技术性研究[J]．中国造纸学报2005(增)：303～307
[2]李方圆西门子S7200设计应[J]动化博览2011年第06期2～5
[3]杨旭中国造纸机械制造业现状发展趋势[J]中华纸业2008（12）：6～10
[4]刘桂雄冯云庆申柏华现场总线虚拟仪表技术相融合发展新趋势[J]传感器技2002年第07期3～5
[5]陈静张丽娜基PLCPROFIBUS现场总线变频器群控技术应[J]科技信息2008年第22期1～3
[6]王建朱成辉电气控制PLC[M]北京机械工业出版社2012
[7] 龙凯基PROFIBUSPLC控制系统设计研究[D]武汉科技学2008
[8]陈伯时电力拖动动控制系统运动控制系统[M]北京：机械工业出版社2008
[9] 赵阳西门子S7300 PLC工控组态软件WinCC应[J]编程控制器工厂动化2006年第10期2～6
[10]姜建芳西门子S7300400PLC工程应技术[M]北京机械工业出版社2012
[11]香晓汉西门子PLC 高级应实例精解[M]北京机械工业出版社2010
[12]廖常初S7300400PLC应技术第二版[M]北京：机械工业出版社2008
致谢
断努力尝试X老师帮助细心指导历时二月毕业设计已告段落文撰写程中遇问题X老师学建议首先题目选择适合独立完成少方面资料查询X老师交流选择独立完成时候遇懂方咨询X老师逐解决里非常感谢X老师没X老师包容理解文会利完成然完美努力做更高时感觉位教育老师没没天然感谢位学学帮助文撰写扫尾结束衷心感谢百忙中评阅文参加答辩位老师
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