纺织机械同步传动控制系统的设计和制作
设计任务书
1.指导思想
最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练。
2.基本要求
（1）明确设计任务，了解各种设计要求和设计指标指定设计方案
（2）拟定工作进度计划
（3）确定所需要的I/O点数，合理选择控制装置
（4）使用西门子PLC编程软件（Step7Micro）编写控制程序，并使用仿真器软件调试程序
（5）规定时间内完成课程设计
（6）完成课程设计说明书
3.任务描述
课程设计题目：纺织机械同步传动控制系统
本系统结构与工作原理如上图所示，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。要求设计该系统的控制部分。本控制部分
采用西门子S7-226PLC控制5个三相变频电机，实现纺织布料在该系统中自左向右的同步传动。
4.任务设计主要内容
（1）完整的设计任务书；
（2）正确地编程元件的地址分配；
（3）设计并说明PLC、变频器与各电气元件的接线安装图； （4）设计相应的PLC控制程序并翻译成指令； （5）设计系统控制柜元件布置图与操作台面板。
目 录
设计任务书 ................................................................. 1 一、引言................................................................... 2 二、控制方案的选择 ............................................. 3 三、I/O分配表........................................................ 4 四、PLC及电气硬件接线图.................................. 5 五、编写控制系统的流程图及编程梯形图 ....... 6 六、调试说明 ........................................................11 七、结束语 ............................................................12 附录 .........................................................................14
~ 1 ~
一、引言
可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller），简称PLC。可编程序控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置,它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点,已在工业控制领域得到广泛地应用。 因为自动售货机作为社会上完成商品零售和综合服务的独立设施,要求它的结构必须可靠、稳定和执行效率高。PLC是以CPU为核心, 综合了计算机技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置, 是现代工业控制的三大支柱( P L C 、机器人和C A D / C A M ) 之一。P L C 的工作原理与计算机的工作原理基本是一致的, 可以简单地表述为在系统程序的管理下, 通过运行应用程序完成用户任务。但是P L C 也有它自己的特点, P L C 在确定了工作任务, 装入了专用程序后成为一种专用机, 它采用循环扫描工作方式, 系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各行各业。
同步传动控制是经典的传动自动化问题，在纺织机架连续物料生产制造领域有十分广泛的工程应用。进入变频器传动时代以来，结合PLC的同步控制系统成为前沿电气传动自动化工程集成热点。
在传统的电力拖动领域，同步控制、张力控制是非常经典的控制环节。同时因为控制对象、工艺要求及控制精度、效果的不同，存在相应的技术开发难点。同步控制广泛的应用于纺织、印染、造纸等行业，因为这样的控制要求，PLC、变频器产品来集成精度更高的同步控制正在成为新的技术趋势。
二、控制方案的选择
2.1工作原理：
本系统工作原理纺织品由五个电动机通过减速器带动辊子与橡胶辊
~ 2 ~
的摩擦带动布料向前传动。控制部分采用西门子S7-226PLC加上模拟量输出模块输出5个电压值传输进5个变频器，再由变频器控制5台变频电动机转速实现纺织布料在该系统中的同步传动。PLC调节电压值大小由变频器改变电动机频率实现升速和降速。
2.2设计方案：
1.控制任务
（1）按下启动按钮，布料按一个初始速度运行；
（2）一直按下升速按钮，布料运行速度持续上升（上升到上限不在上升）；一直按降速按钮，布料运行速度持续下降（下降到下限不在下降）；
（3）按停止按钮，系统停止运行； （4）按下急停按钮，系统立即停止。
2.动作顺序
根据工作原理得知本系统主要由PLC控制调节输出量经过变频器频率调节从而改变电动机速度。五个电动机前一个速度比后面的大从而产生摩擦带动布料前进实现同步运行。编辑PLC程序改变模拟量输出，调节五个变频器一端接收PLC输出值，另一端连接控制电动机转速。机械部件有必要的保护，启动按钮的自锁，升速与降速的互锁。
3.工作方式
人在操作台上手动控制系统的启停，速度升降；PLC自动控制将变量传送转换成变频器可接受的电压；变频器和电动机由PLC输出自动调节转速。
4.安全措施
为了便于操作人员直观的了解系统运行情况，各个操作均有相应的指示灯显示，并且有急停复位安全保护措施。三相电源上还有熔断器空气开关等电路保护。
2.3电气设备选型：
PLC选型为216-2BD23-OXBO，电动机选型为JB/T7118-93，变频器VT选型为MICROMASTER4406SE6440-2VD17-5AAX 3AC380-480V63HZ 0.75KW、风机为GY80A，继电器KA选型为JQX-13F，滤波器LB选型为DL-6D1，空气开关选型为Q1:DZ47-60 D60、Q2~Q6:DZ47-60 D15(D5)、Q7:DZ47-63/2 C20、Q8:BKN C2，熔断器FU选型为RT18-32，按钮选型为LA-39、LE-39（急停），指示灯选型为AD 16-22/23
三、I/O分配表
3.1确定外围I/O设备：
本设计使用5个变频电动机，5个变频器，PLC（包括3个模拟量输
~ 3 ~
出模块）及5个按钮控制启动停止。 3.2选定PLC型号：
选用PLC-CPU 226系列和模拟量模块EM232 3.3I/O分配表
1.数字输入
编号
1 2 3 4 5 2.数字输出 编号
1 2 3 4 5 3.模拟量输出
地址
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4
说明
手动按钮 手动按钮 手动按钮 手动按钮 手动按钮
功能
启动 停止 加速 减速 急停
地址
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4
功能
控制KA1动作和相应指示灯 控制KA2动作和相应指示灯 控制KA3动作和相应指示灯 控制KA4动作和相应指示灯 控制KA5动作和相应指示灯
编号
1 2 3 4 5
地址
AQW0 AQW2 AQW4 AQW6 AQW8
说明
输出模拟量 输出模拟量 输出模拟量 输出模拟量 输出模拟量
功能
控制V1电压 控制V2电压 控制V3电压 控制V4电压 控制V5电压
四、PLC及电气硬件接线图
1.电控柜布局图
三相交流电由柜顶部引进，一路经过5个空气开关保护引出直接接到5个变频器上之后引进电动机，另一路经空气开关引入变压器转换为直流电负责柜内照明，同时经过滤波器直接接入的PLC。最下端是接线端子所有线都要按照线号接入接线端子。
选型表：空气开关型号为Q1:DZ47-60 D60、Q2~Q6:DZ47-60 D15(D5)、Q7:DZ47-63/2 C20、Q8:BKN C2，滤波器LB型号为DL-6D1变频器VT型号为MICROMASTER4406SE6440-2VD17-5AAX
3AC380-480V+10%-10G-63HZ 0.75KW，PLC型号为216-2BD23-OXBO.
~ 4 ~