基于plc的丝光机控制系统毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于plc的丝光机控制系统毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

高性能的交流调速系统实现，则注定要取代直流电动机，交流电动机可以克服直流电动机电刷、换向器不易维护等困难。 而且通过充分利用变频器的功能，使大部分生产机械的具有更多的功能。 9 (5)适应和改善环境 对环境的适应性 强，并且对环境引起的危害小，是变频传动的又一个特点。 变频器可用于某些有爆炸危险性的气体和可燃性溶剂的生产设备，也可用于具有腐蚀性气体的场合，还可以用于户外、极度潮湿的场合或者水中电动机的调速传动。 变频器的基本原理见图 3。 图 3 变频器基本原理图 变频器的型号选择 由于变频调速存在着诸多的优点，使得交流变频调速在印染行业也得到广泛的应用。 在 本设计 中， 选用了通用变频器，目前，市场流行的通用变频器 有着许多的种类， 在 印染行业中使用的 通用 变频器的 类 型 也不少，其控制系统的结构 虽然存在着些许的不同 ，但其总的控制思想却是大同小异。 VS616G5型变频器是安川公司在 21世纪 在 面向世界 时 所研制的通用型变频器。 VS616G5 变频器的特点如下 : ①该变频器是基于现代控制理论的磁通观测器、神经元控制，直接控制转矩，真正的电流矢量控制达到高精度转矩控制 速度控制范围： 1:1000 速度控制精度：土 % 起动转矩： 150%/r/min ②操作设置简单 ③多种控制功能以满足各种机械需要。 ④应用软件更加丰富，适用于各种系统，易于维护。 ⑤完善的保护功能 VS616G5 型变频器具有电机保护、变频器过载、瞬间过电流、电压下降、过电压、输入缺相等保护功能。 整流器 储能元件 逆变器 M～3 控制回路AC DC AC 10 cosMCN kPP 基于 VS616G5 系列变频器有如上所述的诸多优点，所以本设计选用日本安川电机公司生产的 VS616G5 系列变频器。 其接线图如图 4 所示。 变频器的容量选择 在一台变频器驱动一台电机的情况下，变频器的容量选择要保证变频器的额定电流大于该电动机的额定电流，或者是变频器所适配的电动机功率大于当前该电动机的功率。 启动时变频器容量应满足下式： (2) 33 1 0CN M MP k U I (3) CN MI kI (4) 式中 : MP —— 负载所要求的电动机的轴输出功率 —— 电动机的效率 (通常约 ) cos —— 电动机的功卒因数 (通常约 ) MU —— 电动机电压 (V) MI —— 电动机电流 (A)，工频电源时的电流 k —— 电流波形的修正系数，对 PWM 方式，取 k= CNP —— 变频器的额定容量 (KVA) CNI —— 变频器的额定电流 (A) 当选择变频器的容量时，需要同时满足公式（ 2）（ 3）（ 4）三式的关系，这三个公式是统一的。 由此可算出变频器的容量要大于 ，可以计算出交流电机的容量为 ，符合变频器容量的要求，并能找到符合相应的一组参数。 根据表 1 可确定变频器的容量 为 4KVA。 11 图 4 VS616G5 变频器引脚图 12  2 10 .1 0 4 7 0 .2COB BMUR T T n min CCUR Imin B OBR R R 表 1 电动机与变频器间容量的匹配关系参考表 被控交流电动 变频器输出 被控交流电动 变频器输出 机容量 (kW) 容量 (KVA) 机容量 (kW) 容量 (KVA) , 2 22,30 50 , 4 37 60 6 45,55 100 10 75,90 150 15 110,132 200 11,15 25 160 230 35 变频器的制动电阻参数的计算 因为丝光机的传动装置在运行过程中具有比较大的惯性，所以变频调速装置需要具有制动功能。 带有逆变功能的变频器通过逆变器虽然能够将再生能量反馈到电网，但成本太高，在本设计中无法实现。 如果采用能耗制动方式，通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，则成本较低而且具有良好的应用效果。 计算制动电阻的阻值： (5) 制动电阻的最小值： (6) 制动电阻 BR 的阻值应由如下条件来决定： (7) 由式 (6)可以估算出制动电阻的阻值为 350Ω。 由于制动电阻的工作不是连续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率。 PG 速度控制卡的安装 PG速度控制卡是使用了 PG(脉冲发生器 )对速度进行控制用的 PG速度控制卡有 4 种类型，如表 2 所示。 有本设计要求选择的为 PGB2型号， PGB2 型号的端子和型号如表 3所示，其中 PGB2有 PG 矢量控制方式专用。 13 表 2 PG 速度控制卡类型 PGA2 A 相 (单 )脉冲输入，开路集电极或补码输出 V/f 控制专用 PGB2 A 相 /B 相脉冲输入补码输出对应，矢量控制专用 PGD2 A 相 (单 )脉冲输入，线驱动对应 V/f 控制专用 PGX2 A 相 /B 相 /Z 相脉冲输入，线驱动对应矢量控制专用 表 3 PGB2 的端子及其规格 端子 NO. 内容 规格 TA1 1 脉冲发生器用电源 DC+12V(177。 5%)Max200mA 2 DCOV(电源用接地端子 ) 3 A相脉冲输入端子 H:+8 ～ 12V L:+1V 以下 最高响应频率 30kHz 4 脉冲输入公共端 5 B相脉冲输入端子 H:+8 ～ 12V L:+1V 以下 最高响应频率 30kHz 6 脉冲输入公共端 TA2 1 A相脉冲监视输出端子 开路集电极输出 DC24V Max30mA 2 A 相脉冲监视输出公共端 3 B相脉冲监视输出端子 开路集电极输出 DC24V Max30mA 4 B 相脉冲监视输出公共端 TA3 （ E） 屏 蔽线接线端子 — 电动机的选择 选择电机主要依据 本设计对 电动机的类型、结构、容量、转速来确定 本设计需要 电动机的型号和规格。 在 生产单位 中 生产设备 的拖动系统 一般使用三相交流电源，若无特殊要求通常采用 Y 系列三相交流异步电动机。 Y系列封闭式三相异步电动机使用时效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。 为 B 级绝缘。 结构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部等一系列优点，本设计的要求是该设备有 6 个同步单元，其中 1个主令单元和 5个从动单元，各单元都采用交流拖 动，交流电动机额定功率为 ，额定转速为 1450 转 /分钟。 由电动机大全表 4 可确定电动机型号为Y90L4。 14 表 4 电动机大全 型 号 额定 功率 额定 电流 转速 效率 功率 因数 堵转转矩 堵转电流 最大转矩 噪 声 振动 速度 重量 额定转矩 额定电流 额定转矩 1 级 2 级 kW A r/min % COSФ 倍 倍 倍 dB(A) mm/s kg 同步转速 3000r/min 2 级 Y80M12 2830 66 71 17 Y80M22 2830 66 71 18 Y90S2 2840 70 75 22 Y90L2 2840 70 75 25 Y100L2 3 2880 74 79 34 Y112M2 4 2890 74 79 45 Y132S12 2900 78 83 67 Y132S22 15 2900 78 83 72 Y160M12 11 2930 82 87 115 Y160M22 15 2930 82 87 125 Y160L2 2930 82 87 145 Y180M2 22 2940 87 92 173 Y200L12 30 2950 90 95 232 Y200L22 37 2950 90 95 250 Y225M2 45 84 2970 90 97 312 Y250M2 55 103 2970 92 97 387 Y280S2 75 139 2970 94 99 515 Y280M2 90 166 2970 94 99 566 Y315S2 110 203 2980 99 104 922 Y315M2 132 242 2980 99 104 1010 Y315L12 160 292 2980 99 104 1085 Y315L22 200 365 2980 99 104 1220 Y355M12 220 399 2980 109 1710 Y355M22 250 447 2985 111 1750 Y355L12 280 499 2985 111 1900 Y355L22 315 560 2985 111 2105 同步转速 1500r/min 4 级 Y80M14 1390 56 67 17 Y80M24 2 1390 56 67 17 Y90S4 1400 61 67 25 Y90L4 1400 62 67 26 Y100L14 5 1430 65 70 34 Y100L24 3 1430 65 70 35 Y112M4 4 1440 68 74 47 Y132S4 1440 70 78 68 Y132M4 1440 71 78 79 15 Y160M4 11 1460 75 82 122 Y160L4 15 1460 77 82 142 Y180M4 1470 77 82 174 Y180L4 22 1470 77 82 192 Y200L4 30 1470 79 84 253 Y225S4 37 1480 79 84 294 Y225M4 45。