机电控制技术课程设计-纺织机械同步传动测控系统的设计

机电控制技术课程设计-纺织机械同步传动测控系统的设计内容摘要：

电机按品种分同步电机、异步电机两大类。 同步电机转子的转速 ns与旋转磁场的 转速相同，称为同步转速。 ns 与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数 (P)之间有严格的关系 ns＝ f/P 在中国，电源频率为 50HZ，所以三相交流电机中一对磁极电机的同步转速为 3000 转 /分，三相交流电机中两对磁极电机的同步转速为 1500 转 /分，以此类推。 异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。 异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在10％以内。 转差率 S=n0n/n0 (n0 为同步转速， n 为空载转速 ) 由此可知，交流电机（不管是同步电机还是异步电机）的 转速都受电源频率的制约。 因此 ,交流电机的调速比较困难 ,最好的办法是改变电源的频率。 本系统结构与工作原理如上系统联动控制图所示，纺织品由五个电动机带动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。 首先可以看出该系统属于同步开环控制，在布的同步传动中必须保证布在传动过程中始终被拉直，因此要求后一个电动机的转速比前一个电动机的转速高，但转速差不宜过大，否则会影响布的质量甚至会拉断布。 机电传动控制课程设计 9 从工程实际出发考虑，系统的工作方式为手动，由按钮来控制电机的启动停止以及升速和降速。 机械的工作方式由具体需要而定，即既可以先升速后降速也可以 先降速再升速也可以一直保持一种动作状态，但在按下升速按钮的时候再按降速按钮无效，反之亦然，即要具有联锁功能，同时在布的同步传动过程中若出现紧急情况按下一个按钮后再按下其他按钮无效，实现控制系统急停的功能。 在本设计中采用西门子系列 PLC S7224 编写程序通过改变变频器的电压进而改变电源频率从而达到控制布的同步传动的目的。 在程序中分别有五个输入来控制的启动、升速、降速、停止以及急停功能，有五个模拟量输出模块端口和五个变频器输入端口相接。 每当按下相应的按钮时就给 PLC 程序一个输入信号从而实现相应的动作。 当按下升（降）速按钮时， PLC 程序逐步提高（降低）模拟量输出模块上的数值在输入到变频器端口，通过变频器电压的改变以此来改变电源的频率，具体来说，可以在每单位时间内让各个电机增加不同的转速，从而实现布的同步传动，在电机的升速控制过程中最末一个电机转速不宜过大，在电机降速控制过程中最前一个电机转速不宜过小，否则会影响效率， 且二者转速差不宜过大。 所需要的主要电气设备为西门子 S7－ 224 PLC 、变压器、三个模拟量输出扩展模块、五个变频器以及电线等。 机电传动控制课程设计 10 4 I/O分配表 输入 地址 说明 功能 按钮 SB1 电动机启动 按钮 SB2 电动机升速 按钮 SB3 电动机降速 按钮 SB4 电动机停止 按钮 SB5 电动机急停 输出 K1 电机 1正转 HL1 电机 1指示灯 K2 电机 2正转 HL2 电机 2指示灯 K3 电机 3正转 HL3 电机 3指示灯 K4 电机 4正转 HL4 电机 4指示灯 K5 电机 5正转 HL5 电机 5指示灯 5 PLC接线图及电气原理图 PLC 接线图见附录四 电气原理图见附录五 机电传动控制课程设计 11 6 控制系统的流程图及编程梯形图 控制系统的流程图 编程梯形图见附录一 机电传动控制课程设计 12 7 调试说明 编制好程序后，对程序进行认真的调试。 用 STEP 7Micro_WIN 模拟器 进行调试， 将编好的 PLC 程序导入之后， 按下停止按钮 SB4 在模拟器模拟量扩展模块窗口可以观察到 AQWO、 AQWAQW4 、 AQW AQW8 的值为当前值而 从实际考虑输出应为零，此时在原程序中需在 MOV_W指令将 0赋予 AQW0等， 而 不是将 通过。