光纜護套Φ90擠塑機組電氣控制設計

1、湖 州 師 范 學 院 畢 業(yè) 設 計（論文）題 目光纜護套90擠塑機組電氣控制設計專 業(yè) 物理學（電子信息） 班 級 0154129 作者姓名 李 飛 指導教師 賀無名 于新強 論文字數(shù) 1.3萬 答辯時間 2005-5-28 湖 州 師 范 學 院 教 務 處 印 制前言隨著信息時代的到來，信息的傳送量呈爆炸性增長。作為大容量、長距離傳輸?shù)挠行侄?，光纖光纜得到了大量應用，增長速度令人稱奇。行業(yè)的發(fā)展推動著技術(shù)的進步。新的光纜結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，制造技術(shù)得到改進。光纜技術(shù)方面的研究非?；钴S。光纜的生產(chǎn)技術(shù)也得到了很大的提高，各生產(chǎn)設備也不斷的在更新，在生產(chǎn)技術(shù)要求方面也提出了很高的要求。因此，光

2、纜的生產(chǎn)技術(shù)也需要不斷的改進，對設備的控制技術(shù)和電氣設計也同樣要不斷地更新。而光纜護套的生產(chǎn)，是為了保護里面的光纖不受到外界環(huán)境的影響，護套生產(chǎn)質(zhì)量的高低也直接影響到光纜的使用壽命。而光纜護套生產(chǎn)質(zhì)量的好與壞，其主要因素取決于生產(chǎn)設備。因此就要求我們不但要熟悉各生產(chǎn)設備的性能和使用方法，更重要的是我們應用什么樣的技術(shù)對這種生產(chǎn)設備進行控制，使其發(fā)揮最大的作用，從而生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高效的商品。在現(xiàn)在的光纜護套生產(chǎn)設備中，已經(jīng)有了多種型號的護套生產(chǎn)機器，這也對我們的控制和操作提出了更高的要求，因此我們也要對不同的設備作出符合其要求的控制設計，達到對設備的良好控制。本課題的研究，主要是針對光纜護套生產(chǎn)設備

3、的控制。通過設計控制電氣圖和PLC程序的編寫，實現(xiàn)對生產(chǎn)設備的自動控制，提高設備的利用率和產(chǎn)品的質(zhì)量。在本次的研究和設計過程中，雖然遇到了多方面的問題，但是通過查閱大量的資料和對實際生產(chǎn)的觀察和研究，以及得到了大家的支持和幫助，不但使得問題得到了解決，而且使我在這種設計的過程中，學到了更多的知識。這種知識和經(jīng)驗的積累，將會對控制設計有更大的促進作用。此次的設計，在很多方面還存在著不足，但我相信，在今后的工作過程中，通過實際的生產(chǎn)經(jīng)驗的積累和技術(shù)的不斷提高，設備的不斷更新，各控制技術(shù)的發(fā)展，在設備的控制理論的不斷研究，將會使得這種系統(tǒng)的設計更加完善，控制系統(tǒng)更加優(yōu)越。目 錄前言 1摘要 3關鍵詞

4、 3第1章 590控制系統(tǒng)、PLC介紹 41.1 英文資料 41.2 翻譯 61.3 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)、 590控制、6RA23直流調(diào)速系統(tǒng)介紹 81.4 PLC發(fā)展及控制簡介 9第2章 光纜護套生產(chǎn)線系統(tǒng)組成122.1 系統(tǒng)主要設備配置簡圖122.2 各設備簡要介紹 132.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖舉例132.4 生產(chǎn)工藝流程圖 14第3章 光纜護套各機組電氣控制設計153.1 系統(tǒng)框圖 153.2 各電氣設計簡要介紹，本課題的實際設計部分153.3 履帶式牽引機電氣控制設計153.3.1 牽引機控制概述 153.3.2 牽引機電氣控制設計 163.3.3 牽引機控制電氣原理圖 163.3.4 牽引機的

5、驅(qū)動控制 173.4 主機電氣控制設計173.4.1 主機控制要求及概述 173.4.2 機身溫度控制電氣原理圖設計 173.4.3 機身溫度加熱電氣控制原理圖 193.5 主機驅(qū)動控制 193.6 減速器、油箱壓力、機頭壓力控制 193.7 電氣信號處理20第4章 系統(tǒng)同步控制 21第5章 T型圖及PLC處理 24結(jié)束語 30參考文獻 31附錄 32摘要本文詳細闡述了光纜護套生產(chǎn)過程中的電氣控制設計，它包括以下部分：主機控制、牽引控制、電氣信號處理、同步控制（PLC）。首先，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求對主機和牽引控制進行設計，得出電氣控制原理圖。再通過對各個電氣信號的分析，處理；并實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的同步

6、控制。最后，制作出信號處理的T型圖，并編寫程序。在本系統(tǒng)的設計中，采用了590直流控制系統(tǒng)、6RA23直流控制裝置等設備。關鍵詞：光纜，直流調(diào)速，電氣控制，同步控制，PLC程控abstractThis text is particular expatiating the design of electric control in the production course at the producing of ray cable jacket.It includes of the mainframe control,draught control,the manage of electric

7、 signal,in-phase dominate(plc).Frist we base the production of craftwork to design the mainframe and the draught control,Educeing the chart of the electric command elements.Repass analyse and transact the electric signal;And in-phase control the whole system.Finally,do the T-chart of the disposal si

8、gnal,and write the formality.In this design,we adopt the 590 direct current control system.The 6RA23 direct current equipment.Key words: The Ray Cable,Direct Current Timing,Electric Control,In-phase Control,PLC Formality Control第1章 590控制系統(tǒng)、PLC介紹1.1 英文資料System DesignThe 590 Series Converter is design

9、ed for use in suitable enclosure,with associated control equipment.The unit accepts standard three-phase ac supply voltages in the range 110v to 660v,depending upon the model, and is suitable for the powering of DC shunt filed and permanent magnet motors,providing controlled dc output voltage and cu

10、rrent for armature and field.All units are designed for simple and economical panel mounting using keyhole slots.Plug-in control connectors simplify the fitting and removal of the unit to the panel.Where possible,standard parts are used throughout the range thereby reducing the variety of spare part

11、s required to maintain a multi-drive system.For example,the same basic control boards are used in all types of three-phase armature controller regardless of horsepower or bridge configuration.The control circuit is totally isolated from the power circuit thus simplifying the interconnection of contr

12、ollers within a system and improving operator safety.The coding circuitry adjusts automatically to accept supply frequencies between 45-65Hz and possesses high immunity to supply-borne interference.The armature controllers are phase rotation insensitive.Control and CommunicationsThe Converter is con

13、trolled by a 16 bit Microcontroller proving advanced features such as:Complex control algorithms which are not achievable by simple analog techniques.Software-configurable control circuitry built around standard software blocks.Serial link communications with other drives or a PC for advanced proces

14、s systems.The integral Man-Machine Interface(MMI),with a two-line 16 character display,is a powerful diagnostic tool.It provides access to all alarms,inputs and principal software blocks in the controller,whilst the front panel LED indicators give an immediate status display of the drive,key inputs

15、and outputs.Regenerative and Non-Regenerative ModelThe motor armature controllers include both regenerative and non-regenerative modeks:Regenerative and Non-Regenerative ModwelsThe motor armature controuers include both regenerative and non-regenerative motels:Regenerative controuers consist of two

16、fully-controlled thyristor bridges and a field bridge with full transients and overload protection,together with sophisticate electronic control of acceleration and deceleration,speed and torque in both clirections of rotation.Non-regenerative controllers consist of one fully-controlled thyristor br

17、idge and a field bridge with full transient and overload protection,together with its associated electronic control circuitry, and procide accurate speed and/or toruew control in one selected direction of rotation Non-regenerative controllers considt of one fully-controlled thyridtor bridge and a fi

18、eld bridge with full transient and overload protection, together with its associated electronic control circuitry, and provide accurate speed and/or torque control in one selected direction of rotation .Field Regulator A field regulator is fitted as standard The regulator consists of a full-wave hal

19、f controlled single phase thyristor bridge with transient and overload protection. It provides either a fixed voltage of fixed current source, depending upon the selected mode of operation for constant torque applications The filed current mode of operation can be further enhanced to provide field w

20、eakening for drive control motors which require extended speed or constant horsepower controlEquipment Inspection and storage Check for signs of transit damage Check the product code on the rating label conforms to your requirement If the unit is not being installed immediately, store the unit in a

21、well-ventilated place away from high temperatures, humidity, dust, of metal particles. Refer to chapter2:”An Overview of the Converter “to check the rating label/product code.Refer to chapter8:”Routine Maintenance and Repair” for information on returning damaged goods.Refer to chapter11:”Technical S

22、pecifications”-Environmental Details for the storage temperature.Packaging and Lifting details.The packaging is combustible and, if disposed of in this manner incorrectly, may lead to the generation of lethal toxic fames.Save the packaging in case of return .Improper packaging can result in transit

23、damage.Use a safe and suitable lifting procedue when moving the drive. Never lift the drive by its terminal connections. The larger drives are fitted with lifting points.Prepare clear, flat surface to receive the drive before attempting to move it. Do not damage any terminal connections when purring

24、 the drive down. Refer to chapter11:”Technical Specifications”-Mechanical Details for unit weights About this Manual This manual is intended for the installer, user and programmer of the 590 converter. It assumes a reasonable level of understanding in these three disciplines.Note: please read all sa

25、fety Information before proceeding with the installation and operation of this unit. Enter the “Model No” from the rating label into the table at the front of seeing in the table in chapter 10. It is important that you pass this manual on to any new user of this unit.Three phase regenerative, four q

26、uadrant armature controllers.590-for currents up to 720A598-external stack option for currents exceeding 720AThree phase non-regenerative, two quadrant armature controllers:591-for currents up to 720A599_external stack option for currents exceeding 720A590H and 591H (further detail is provided in se

27、parate Addendum manual)Initial Steps Use the manual to help you plan the following:InstallationKnow your requirements:Certification requirements, ce/ul/c-ul conformanceConformance with local installation requirements Supply and cabling requirements1.2 翻譯系統(tǒng)設計590 系列是被設計用來作適當?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)而使用的,基于其聯(lián)合的控制器件.該系統(tǒng)模型由

28、三相交流電壓從110V到660V范圍內(nèi)供電。而且直流分路對永磁電機的動力供給有著適當?shù)墓烙嬓阅?提供控制直流電的輸出電壓和電樞電壓的領域。所有的控制單位被設計成鍵孔來使用。由于鍵孔在控制連接器的使用，使得其簡單和節(jié)儉的嵌板架設計對嵌板的單位可以進行裝配和排除。在可能的情況下,標準的零配件在正在藉此減少但必需維持一個多的驅(qū)動系統(tǒng)。例如：基本的控制板在所有的類型三相的電樞控制器中被用的不管是馬力或跨越試結(jié)構(gòu)的一樣多的后備元件中的多樣性的各地方范圍內(nèi)被使用?？刂凭€路完全地從以電力驅(qū)動的線路供給的，是在一個被隔離的系統(tǒng)中，通過單一化的安全的控制器互相連接的。這種驅(qū)動電路能自動地調(diào)整頻率在45-65之間

29、的供給，且不受任何影響。這種電樞控制器使得旋轉(zhuǎn)裝置能實現(xiàn)無極調(diào)速系統(tǒng)的逐步運行?？刂坪屯ㄐ胚@種16位的微型控制器證實了進一步的特征，例如：合成物的運算法則不是藉著簡單的類比技術(shù)可以做的成的。軟件- 結(jié)構(gòu)的控制電路建造在標準軟件平臺。把信息和其他的驅(qū)動或者一個簡單的pc機按順序連接起來以實現(xiàn)進一步的程序系統(tǒng)。一個完整的人機接口（MMI），包含一個雙排16字符的排列，是一個強有力的診斷工具。在控制器中提供所有的警報存取，該控制器是輸入最主要的軟件平臺，當引導指壓計的前面嵌板給驅(qū)動，主要輸入和輸出呈一個立即的排列。再生的和非再生的模型電機的電樞控制器含再生的和無再生的模型 再生的和非再生的組件電機的

30、電樞控制器含再生的和非再生的存儲器再生的控制器由二個完全-被完整的暫態(tài)和過量負荷保護控制閘流體結(jié)橋和一個領域結(jié)橋所組成，連同在旋轉(zhuǎn)裝置的兩端中的加速度和減速度，速率和扭矩的模糊電子控制。 而再生的控制器完全由一個完全的被全部的暫態(tài)和過量負荷保護控制閘流體結(jié)橋和一個領域結(jié)橋所組成,和它的電子控制電路聯(lián)合在一起, 和正確速率及扭矩在他里面控制選擇旋轉(zhuǎn)裝置的方向控制。一種非再生的控制器完全- 控制了閘流體結(jié)橋和一個領域結(jié)橋是由于他完整的暫態(tài)和過量負荷保護,和它的電子控制電路聯(lián)合一起, 而且提供正確速率及扭矩在他里面控制選擇旋轉(zhuǎn)裝置的方向。 范圍調(diào)整器一個領域調(diào)整器被適合標準的如調(diào)整器由控制單一相閘流

31、體的一個全波半份和暫態(tài)克服并有過載保護裝置所組成。它提供或有固定來源的一個固定的電壓,由于操作的被選擇模態(tài)為不變的扭矩，應用操作命令的發(fā)送，現(xiàn)實的模態(tài)可能是進行比較進一步提高提供領域而變?nèi)酰驗轵?qū)動控制需要廣大的速率或不變的馬力電動機控制。設備檢驗和存儲檢查受損的標志，檢查定額標簽上的產(chǎn)品密碼是否符合你的需求，如果不是立刻被安裝,儲存單位應保存在一個井通風的場所中，遠離高的溫度，濕度,灰塵,金屬制的粒子。表示2:檢查定額標簽/產(chǎn)品密碼的“概述”。關于正在發(fā)現(xiàn)被損壞的產(chǎn)品，請參照8:“常式維護和修補” 。關于倉儲溫度參照11:“技術(shù)上的規(guī)范”- 環(huán)境的詳述。包裝搬運注意事項包裝是易燃的,如果以不

32、正確的方式丟棄,可能導致致命的有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。 維護包裝以免被退回，以至在運輸中造成損害。在移動搬運時要保證合理的搬運方法。從不消除端子的驅(qū)動連接。比較大的驅(qū)動配備顯示裝置。準備妥當, 平的表面作好準備在嘗試移動它之前接受驅(qū)動。不損害任何的端子連接的實時驅(qū)動。關于單位壓重參照 11:“技術(shù)上的規(guī)范”- 機械的詳述關于這本手冊這本手冊對 590調(diào)速裝置使用人和程序師是有嚴格要求的。它承擔合理水平的在這三種訓練方面了解。注意:在用這個單位的裝置和操作著手進行之前請讀了所有的安全數(shù)據(jù)。在第10章中的看見的前面進入來自定額標簽的“模型”之內(nèi)。再生的三個相,四個四分圓電樞控制器。590-為電流達到 72

33、0A 598- 外面棧電流超出 720A再生的三個相，無二個四分圓電樞控制器：591-為電流達到 720A 599_ 外面棧電流超出 720A590H 和 591H(進一步的闡述被提供在分開的各自手冊中) 開始階段 使用手冊幫助你計劃下列各項: 裝置 了解你的需求: 證明需求有地方性的裝置需求供給和打海底電報需求 1.3 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)、590控制系統(tǒng)簡介 1、雙閉環(huán)控制系統(tǒng)介紹轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好，應用最廣泛的直流調(diào)速系統(tǒng)，為實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設置兩個調(diào)節(jié)器，即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋，二者之間實行嵌套連接，從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上可以看出電流環(huán)在內(nèi)，

34、轉(zhuǎn)速環(huán)在外，形成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)器，由于PI調(diào)節(jié)器其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的，后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止，根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定與反饋值計算有關反饋系數(shù)：其中由設計者決定，受運算放大器和穩(wěn)壓電源的限制。Idm也是設計者選定，取決于電動機的容許過載能力和拖動系統(tǒng)允許的最大加速度。而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中有如下作用：（1）、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用：、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，使用PI調(diào)

35、節(jié)器實現(xiàn)無靜差、載變化起抗擾作用、其輸出限幅決定電動機允許的最大電流（2）、電流調(diào)節(jié)器的作用：作為內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，它使電流緊緊跟隨其給定電壓變化對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電動機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用，一旦故障消失，系統(tǒng)立即恢復正常，保證系統(tǒng)的可靠運行。2、590控制系統(tǒng)590控制系統(tǒng)也是一種雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主要是電流和轉(zhuǎn)速的控制調(diào)節(jié)。其工作原理是：電流環(huán)從速度環(huán)或者直接從現(xiàn)場接收電流給定，并形成誤差信號，它是給定與平均反饋值之間的差值。誤差信號被送到比例積分調(diào)節(jié)器，

36、它產(chǎn)生電流環(huán)的輸出，即觸發(fā)信號。在590傳動裝置中，以兩種不同的確形式生成不同誤差信號。平均誤差計算如上，并被送到P+I算法的積分部分，而瞬時誤差計算則是瞬時值與瞬時反鎖值之間的差值。這一誤差被送到P+I算法的比例部分，產(chǎn)生較高的瞬時效能，因為與平均值不同，不含有任何時間滯后。而平均值含有電源周期1/6的固有滯后。但平均值是轉(zhuǎn)矩的真實量度；而轉(zhuǎn)矩是受電流的控制，而且在達到零穩(wěn)態(tài)誤差中，不受很小的時間滯后的影響。該590控制中的勵磁包括電流控制和電壓控制。勵磁電流回路可直接接受來自設備或外部削弱磁場回路的要求，并形成誤差信號，這是給定與反饋的差值。誤差信號被送到P+I補償器，后者產(chǎn)生勵磁回路輸出

37、，即勵磁觸發(fā)角信號。觸發(fā)角信號被轉(zhuǎn)換成距電源過零點的時間延遲，并生成觸發(fā)指令，在穩(wěn)態(tài)每1/2個電源周期向勵磁橋發(fā)送一個指令。而勵磁電壓則是按規(guī)定的“輸出輸入比例”控制，系統(tǒng)預設為90%。這是在單相整流電路中，對指定的交流均方根輸入能獲得的最大直流電壓，即415伏交流電源為370伏直流。這一定的比例直接確定控制器工作的觸發(fā)角，所以不補償勵磁電阻的熱效應和電源電壓的變化。用這種方式，勵磁過電流報警是無效的。3、6RA23直流調(diào)速裝置SIMOREG整流器可用裝于電子設計板上一個簡單的操作員控制板上的三個鍵盤和三個七段顯示器來設置參數(shù)。整流器也可用一臺常用的PC機及其相應的軟件通過電子或運行過程中的故

38、障檢測，這樣它就成了一個服務性接口。對于單象限運行的整流器，電機電樞由一個三相全控橋供電，而對于四相限運行的整流器，則由兩組無環(huán)流反并聯(lián)結(jié)構(gòu)的三相全控橋供電。對于額定電流為15A的整流器，功率部分包括門極驅(qū)動，裝在一塊印刷電路板上。對于額定電流為15A600A的整流器，電樞和勵磁的功率部分采用隔離的晶閘管模塊，這樣其散熱器就是電隔離的。強電連接部分的屏蔽罩子和端子蓋在整流器附近工作時的意外觸碰。所有的接線端子都可從前部接入。勵磁由一個不可控單相橋整流器供電。所有的開環(huán)和閉環(huán)傳動控制功能和通信由一個功能強大的16位微處理器實現(xiàn)。1.4 PLC發(fā)展及控制簡介1.4.1 PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過

39、程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡

40、稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應

41、用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1.4.3 CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進

42、入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容

43、量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。1.4.4 I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電

44、器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。1.4.5 電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）1.4.6 底板或機架

45、大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。1.4.7 PLC系統(tǒng)的其它設備1、編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。2、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。3、輸入輸出設備

46、：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。1.4.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡就是控制器的觀點說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信，還未實現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標準，PLC各廠家均有采用。對于一個自動化工程(特

47、別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡非常重要的。首先，網(wǎng)絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展；其次，針對不同網(wǎng)絡層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡標準的協(xié)議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡標準。第2章 光纜護套生產(chǎn)線的系統(tǒng)組成2.1 系統(tǒng)主要設備配置簡圖2.2 各設備簡要介紹FD-2000型導軌式放線裝置和800-1215固定式放線裝置20放線行走角度控制裝置100張力控制裝置松套光纖放線架平行鋼絲放線架縱包裝置SS-90/25DF型塑料擠出機水槽干燥器TQD-800型履帶

48、牽引機D-2000型導軌式放線裝置和800-1215固定式放線裝置。FD-2000型導軌式放線裝置是主動放線的交流電機組成。PN800-1215固定式放線裝置為固定式，電動升降及夾緊線盤，放線張力為磨擦式。2、20放線行走角度控制裝置。由導輥、接近開關、轉(zhuǎn)動支點組成，控制放線行走的角度。、100張力控制裝置。100張力控制裝置由100導輪、擺干及支架組成，100導輪的最低位置到最高位置之間的夾角為40度，40度內(nèi)的任意位置由電位器發(fā)訊控制，支架的調(diào)節(jié)高度為800-1200mm。4、松套光纖放線架。主要用于對生產(chǎn)中心束管光纜時，對松套光纖的放出及張力控制。5、平行鋼絲放線架。它用于鋼絲被動放線，

49、可對鋼絲進行張力調(diào)節(jié)。6、縱包裝置。它由放帶座、軋紋裝置、縱包成型臺三部分組成，采用被動放線。軋紋裝置為主動軋紋，由直流電機通過傳動系統(tǒng)帶動軋紋頭，軋紋深淺可以調(diào)節(jié)，縱包成型臺按生產(chǎn)的攬徑配置縱包的模具，模具可以進行上下左右前后的調(diào)整，以適應成型的要求。7、SS-90/25DF型塑料擠出機主要由機筒、機身、擠塑螺桿、減速箱等組成。擠出機由75KW直流驅(qū)動電機經(jīng)減速，直接帶動螺桿作擠壓塑料的運動，機身分五個加熱區(qū)，每個區(qū)均有鑄鋁管狀加熱器，加熱溫度分別在0-300范圍內(nèi)設定，另有三個區(qū)對機頭進行加熱，并設有溫度控制儀的自動控制，而且每個區(qū)除了有溫度控制用的熱電偶外，機頭五個加熱區(qū)還安裝有冷卻用的

50、風扇，使擠塑溫度調(diào)節(jié)控制在正負10，顯示溫度偏差在正負15，還可以放置玻璃溫度計以便于實際觀察校對。8、水槽。它由優(yōu)質(zhì)不銹鋼制作，由12段水槽分段安裝，總長約為36M9、干燥器。它用于吹干光纜成品從水槽中帶出來的水。10、TQD-800型履帶牽引機。履帶牽引機主要由橡膠平帶、氣缸、鑄件機器與變速箱等組成，整機裝于一鑄鐵底板上。平帶由7.5KW直流電機經(jīng)齒輪變速箱和錐齒箱的傳動，變速箱設置二級排擋，結(jié)合直流電機調(diào)速，調(diào)速可以選擇牽引線速度，平帶有上下兩根，各設置有四只壓緊氣缸和一只漲緊氣缸，在線攬行走通道中形成牽引力，壓緊與漲緊氣缸的氣壓可以分別進行調(diào)節(jié)，它是通過開關對電磁閥的控制來實現(xiàn)的。2.

51、3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖舉例2.4 生產(chǎn)工藝流程圖第3章 光纜護套各機組電氣控制設計3.1 系統(tǒng)框圖3.2 各電氣設計簡要介紹及本課題的實際設計部分由于光纜護套生產(chǎn)各機組中，牽引控制和主機控制占了整個生產(chǎn)中的大部分的電氣控制，下面就對這兩項進行電氣控制的設計。3.3 履帶式牽引機電氣控制設計3.3.1 牽引機控制概述本控制采用的是590控制系統(tǒng)。在前面已經(jīng)介紹過了。為了確保光纜生產(chǎn)過程中護套層能夠滿足生產(chǎn)要求的一定的張力要求，需要在生產(chǎn)線上安裝牽引設備，使牽引實現(xiàn)光纜在行走通道中形成牽引力，實現(xiàn)履帶的壓緊、漲緊的控制、計米控制和氣壓控制。并且牽引機的速度決定了整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度，因此還要通過調(diào)速的控制

52、以實現(xiàn)對生產(chǎn)速度的控制。該履帶式牽引機結(jié)構(gòu)如上圖中的第6部分。在該生產(chǎn)的計米控制系統(tǒng)中，計米控制采用CC系列電腦控制儀，該長度控制儀采用國外先進的工業(yè)控制型單片機，基本工作方框圖為：用于計量長度、定量長度測量，可任意設定測量盤周長，測得的數(shù)據(jù)自動保存，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，測量精度優(yōu)于1/1000米。若發(fā)現(xiàn)儀器測量長度顯示（L）與實際長度（l）不符，可重新設置周長值，其方法如下：設原周長設置為D，則重新設定的周長值為：d=(l*D)/L即將周長設置值接d重新設定，儀器測量長度顯示便可以與實際長度值相符合，從而達到千分之一米的測量精度。計算公式：3.3.2 牽引機電氣控制設計首先在電氣控制圖電

53、源引入的接口應該接上一個空氣開關，以實現(xiàn)對整個電路的過流保護。在熔斷器輸出端應接緊停中間繼電器，該繼電器由一個按鈕開關來控制，這樣就可以控制整個電路的通斷，并且接上指示燈，這樣在實際操作的時候就可以很直觀地了解該電路是否在帶電工作。由于履帶式牽引的平帶是采用氣壓來控制的，因此我們采用繼電器來控制氣缸的氣壓，來達到平帶的壓緊和漲緊。由于氣壓是否滿足設定值決定了該履帶牽引機能否工作，故在導氣管與氣缸之間接入一氣壓開關，確保當氣壓達到要求時才能實現(xiàn)對平帶進行控制。而電磁閥地通斷則也用繼電器和旋鈕開關來操作。用三相導通電磁閥來對氣缸進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)平帶的壓緊和漲緊，而把旋鈕開關關閉，從而降低氣缸的壓

54、力而使平帶松開。這樣就實現(xiàn)了對履帶牽引機的控制。3.3.3 牽引機控制電氣原理圖3.3.4 牽引機的驅(qū)動控制牽引的同步控制電機采用KMD08B電機同步控制器，該電機調(diào)速同步控制裝置，內(nèi)部采用計算機為核心的全數(shù)字化設計，每臺控制器同時能控制八臺電機的運轉(zhuǎn)，可對線速度、位移、張力、距離等進行控制，是電機控制的良好選擇。該控制器有數(shù)字化、功能強大、高精度、通用性、使用簡便、工作可靠的特點。牽引機的驅(qū)動控制主要是通過主機的同步控制來實現(xiàn)的，而牽引機的速度又決定了整條生產(chǎn)線的線速度，要對它實行控制，就要求將其速度給定信號直接由開關按鈕調(diào)節(jié)設定后送入PLC。在生產(chǎn)過程中，改變牽引的速度給定值不僅改變了牽引

55、機本身的速度，還使其他各傳動單元的速度隨著它的變化按一定的速度比例相應地發(fā)生變化，從而使整條生產(chǎn)線保持同步，并將該信號送入PLC進行處理。單位時間內(nèi)高速計數(shù)器的計算值即為該生產(chǎn)線的線速度，通過開關按鈕調(diào)節(jié)顯示于屏幕上。3.4 主機電氣控制設計3.4.1 主機控制要求及概述在生產(chǎn)過程中，為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，就必須對主機進行溫度控制，由生產(chǎn)工藝的要求可以知道，對各區(qū)必須進行加溫，而對各區(qū)溫度的要求又不盡相同，現(xiàn)列出各區(qū)的溫度，從1到8區(qū)分別為：160、180、200、215、225、240、235。而溫度控制裝置則采用數(shù)顯式溫度控制調(diào)節(jié)儀，通過對各區(qū)的溫度設定，利用溫度控制儀的功能實現(xiàn)對溫度的時實

56、調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對溫度的自動控制，并且在1-5區(qū)還安裝了冷卻裝置，其主要作用在于保護螺桿、螺堂不受損傷。裝置見圖1中的第4部分。3.4.2 機身溫度控制電氣原理圖設計通過設計得到溫度控制的電氣圖，其溫度控制儀接線圖如下：本生產(chǎn)設備中電氣控制中使用的主要是XMT類型的溫度控制儀。該溫度控制儀的使用非常簡單，只要接上電源和溫度傳感器，就可以顯示被測量的溫度值。在儀表的使用過程中，將儀表的連線接妥后，把開關撥到“設定”位置，旋轉(zhuǎn)設定電位器，此時數(shù)字顯示的所需溫度值。調(diào)整好后，把開關撥到“測量”位置，此時數(shù)字顯示的是實際的溫度值。當實際溫度值低于設定溫度值時，顯示器上的綠燈亮，繼電器處于總的低通，總的高

57、阻斷。當實際值達到或者高于設定值后，紅燈亮，繼電器處于總高通，低阻斷，并且溫度控制設定了一定的調(diào)整范圍，由于溫度信號在溫度控制儀中進行了有效的處理，當溫度超出設定值時，系統(tǒng)就出現(xiàn)了溫度報警。 該溫度控制儀的輸出有繼電器輸出和晶體管輸出，而晶體管輸出主要是接固態(tài)可控硅繼電器，以減少噪聲污染和降低設備的故障率。在控制電路的設計時，在線路的接入口同樣要串入空氣開關，用于保護該溫度控制電路，在熔斷器后面接上開關以控制該電路是否工作，并連上指示燈，以便于操作人員能夠直觀的看出其是否在帶電工作，并用一按鈕開關和繼電器來總體控制各個溫度控制儀的工作。而各個溫度控制儀也可以從實際的操作中得到結(jié)論，就是每個控制儀都應該有自己的電源控制開關，且通過各個元器件把加熱器和溫度控制儀連接起來，以實現(xiàn)溫控儀對加熱器的控制。在這里主要需要處理的就是低溫信號，當溫度低于系統(tǒng)設定允許溫度時，將出現(xiàn)低溫報警，并將該信號送入PLC進行處理。3.4.3 機身溫度加熱電氣控制原理圖3.5 主機驅(qū)動控制在光纜護套的開始階段，