基于PLC的螺旋式卷管机控制系统研究与实现

摘要

随着工业的发展，各种材料及制品层出不穷，其中纸管的用途也越来越广，用量也越来越大。由于纸管产品具有成本低、质量轻、易回收、无公害等优点，因此被广泛应用于造纸业、包装业、纺织化纤业等行业。现如今巨大的市场需求使得企业有充足的生产动力，然而由于技术等客观因素的影响使得企业仍旧使用落后的生产线。因此生产线的低效率、低性能、低自动化程度是目前亟待解决的问题。利用计算机技术对生产进行管理以及对生产过程实施数据采集和控制，越来越受到人们的关注，PLC和组态软件就是顺应这一形势发展起来的新技术，两者结合为用户提供了快速构建工业控制系统的手段。 本文以某企业螺旋式卷管机机械设计为基础，应用西门子触摸屏及PLC技术，设计实现了基于PLC及组态软件WINCC FLEXIBLE2008开发的螺旋式卷管机控制系统。 本文通过对螺旋式卷管机系统控制需求分析，对硬件系统进行了设计，对卷管机工作参数及模型进行分析，建立了其运动数学模型。在完成触摸屏界面设计以及PLC程序设计基础上，对组态的触摸屏界面和系统程序进行了离线模拟调试检测，结果表明达到了系统控制要求。该系统充分利用了PLC的稳定可靠、触摸屏友好灵活的特点，应用PLC程序来达到自动控制目的，同时设定相应的技术指标参数，可视化触摸屏操作界面使得操作人员对整个控制系统的操作变得非常容易。 通过对螺旋式卷管机控制系统的设计，不仅提高了螺旋式卷管机的可操作性及安全性，同时也大大提高了螺旋式卷管机的自动化水平，使螺旋式卷管机控制的设计达到了预期的效果，可为企业带来了较大的经济效益。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题的来源

1．2课题的背景与意义

1．3．1螺旋式卷管机国内外发展现状

1．3．2螺旋式卷管机控制技术存在问题及发展趋势

1．3．3 PLC技术国内外发展现状与趋势

1．4论文的主要工作

第2章螺旋式卷管机控制系统总体方案

2．1螺旋式卷管机工作任务及要求

2．2螺旋式卷管机结构组成

2．3螺旋式卷管机加工工艺流程

2．4螺旋式卷管机的控制原理

2．5螺旋式卷管机的控制流程

2．6本章小结

第3章螺旋式卷管机控制系统硬件设计

3．1硬件的总体框架设计

3．2控制系统主要硬件选择

3．2．1伺服电机的选择

3．2．2可编程控制器及其模块的选择

3．2．3触摸屏的工作原理及选取

3．3控制电路设计

3．3．1控制系统供电电源回路

3．3．2普通电机主电路接线

3．3．3伺服电机控制回路

3．3．4 PLC输入输出控制回路

3．4 PLC及扩展模块I／0存储地址分配

3．5本章小结

第4章螺旋式卷管机工作参数分析

4．1模具旋转速度和压辊速度关系

4．2送纸机构传动分析

4．2．1模具进给电机到进给大齿圈机构传动分析

4．2．2主旋转电机到内外齿盘传动分析

4．3拉纸机构传动分析

4．3．1主旋转电机与拉纸电机传动关系分析

4．3．2内外齿盘到压辊传动分析

4．3．3拉纸电机到压辊传动分析

4．4本章小结

第5章人机界面设计

5．1人机界面的概念与功能

5．2螺旋式卷管机人机界面功能分析

5．3螺旋式卷管机的人机界面及其组态

5．3．1触摸屏与PC及PLC的连接

5．3．2组态软件与PLC连接组态

5．3．3用户登录功能的实现

5．3．4触摸屏变量的组态

5．3．5触摸控制界面的组态

5．4本章小结

第6章系统程序开发与调试

6．1螺旋式卷管机PLC程序设计思路

6．1．1控制模式

6．1．2重点DI点功能介绍

6．2 PLC程序控制实现

6．2．1控制模式选择程序

6．2．2手动控制程序

6．2．3自动控制程序

6．3螺旋式卷管机性能测试与结果分析

6．3．1 HMI设备的离线模拟

6．3．2 PLC程序的离线调试及检测结果分析

6．4本章小结

第7章结论与展望

参考文献

致谢