基于PLC的高速全自动包装机控制系统的设计Word文档格式.doc

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经过我们的努力，卷纸包装机控制系统的设计已经完成。

并且经过了严格的

测试，在实验室的模拟运行中，取得了良好的控制效果。

使该机无论从功能上还

是效率上都获得了质的提高，基本达到了九十年代末期国际先进水平，较好地实现了厂方提出的控制要求。

关键词:

包装机；

PLC；

张力控制；

自适应控制；

同步控制；

WinCC；

Step7

ABSTRACT

Thisthesismainlydiscussedthedesignofcontrolsystemofrollpacking.

Asthekermeldevicecontrolsystem,PLCiswidelyusedinmodernindustrial

productionanddowellinthisfield.Thisthesistakesthecontrolsystemofthehigh-speedfull-automaticrollpackingmachinethatwasdevelopedbyChangChunTamingMachineManufacturingLimitedCompanyalongwithusasabackground.WeapplytheadvancedcontroltechniqueinthepackingmachinecontrolsystemsuchasthetechniqueofPLC,theinvertertechnique,lightelectricitytechniqueandsoon.Byusingthesetechniques,werealizedtensioncontrol,Synchronouscontrolintransmittingprocessandpackingprocessprogramcontrol.Tocompletethedataofcollectingandcontroltheoutputequmeatstoworksafely,highspeedandefficiently,wedesignedthePLCcorrespondencenetworkbyusingtheWinCC,asupervisecontrolandconfigurationsoftwareofthecompanyofSiemens,anditscommunicationfunction,torealizethesurveillancefunctionofthepackingprocess.

Themachinegottheexaltationofthequalitywhetherthefunctionorthe

efficiency,basicallycametotheinternationaladvancedlevelinthelateof90'

s,

realizedwellthecontrolrequestthatthecompanyputforward.Thiscontrolsystemiswellrunninginthelab.

Keywords:

Packingmachine;

PLC;

tensioncontrol;

self-adaptiveControl;

Synchronouscontrol;

WinCC;

Step7

III

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章绪论 1

1.1可编程控制技术的现状 1

1.2可编程控制技术的发展趋势 1

1.3PLC与其它工业控制系统的比较 4

1.3.1PLC与继电器控制系统的比较 4

1.3.2PLC与单片机控制系统比较 5

1.3.3PLC与计算机控制系统的比较 6

1.3.4PLC与集散型控制系统的比较 6

1.4卷纸包装机产生的背景及意义 6

1.5PLC在包装机械上应用的可能性和前景 7

1.6项目研究的主要内容 7

1.7论文的安排 8

第一章绪论

1.1可编程控制技术的现状

可编程控制器（ProgrammableLogicalController）简称PC或PLC，是60年代

末发明的工业控制器件，是美国数字公司（DEC）为美国通用公司（（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。

随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。

现代PLC已经成为真正的工业控制设备。

最初，PLC主要是用在生产线控制和大型机械的控制上。

但不久，西德的西门子（SIEMENS）公司、BBC公司就开始研制PLC，当时主要是用于轧钢机、升降设备等大型设备上。

70年代初，日本的OMRON也推出了他们的PLC。

三菱、日立、富土、东芝、横河、日电等公司也先后加入了PLC制造者的行列。

70年代中期，美国和西德首先出现了微电脑化的小型PLC。

由于PLC是为工业控制所生产的通用性很强，适合于大批量生产的装置，所以成本迅速下降;

加上其是专为工业控制所设计，所以具有极好的抗干扰性能;

并且他的使用和维护都极为方便，实现了低水平的操作、高性能的控制，所以在机械制造业深受欢迎。

小型PLC开始步入诸如塑料注塑机、包装机械、橡胶机械、纺织机械等轻工机械的控制领域，其成本的低廉和性能的优良对直接使用微机作为控制单元的做法构成了强有力的挑战，更有全面取代传统继电器控制屏的趋势。

据国外资料介绍:

1982年美国PLC用户中，有48%来自自动程序操作部门（如汽车、拖拉机工业、机械工业等）、13%来自石油化工业、9%来自食品饮料业、7%来自冶金工业、其余部分来自造纸、采矿、污水处理等部门‘11。

近年来，随着我国对外开放，日、美、西德等国生产的PLC已通过多种途径进入了我国，引起了各方面的重视并得到应用。

如宝钢工程应用了数百台PLC，首钢、武钢、开滦煤矿也分别应用了美国和西德的PLC。

1.2可编程控制技术的发展趋势

随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制技术得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善。

仅仅将PLC理解为开关量控制的时代已经过去，PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术

和信息处理技术融为一体，其功能也日趋完善。

今后，PLC将主要朝着以下两个

方向发展:

一个是向超小型专用化和低价格方向发展;

另一个是向高速多功能和

分布式自动化网络方向发展。

总的趋势如下。

l一t61:

1.可编程控制技术的标准化

在工业自动化产品繁花似锦的今天，各生产厂商既互相竞争又互相合作。

一

种自动化产品的竞争力除表现在其技术上的个性外，更重要的还在于其满足国际

标准化的程度和水平。

标准化一方面保证了产品的出厂质量，另一方面也保证了

各个厂家产品的互相兼容。

出厂检验时各可编程控制产品的厂家都有相应的技术

标准作依据。

按照这些标准，各种型号的PLC产品对工业应用环境、抗干扰性等条目都给出了明确的规定。

但是，这些标准目前只能是统一区域性的产品，而不能实现全球的统一性。

为了使各厂家的产品有一个共同的参考平面，制定了国际标准。

2.CPU处理速度进一步加快

目前PLC的CPU与微型计算机的CPU相比，还处在比较落后的地步，最高的也仅仅处在80486一级。

将来会全部使用64位RISC芯片，实现多CPU并行处理或分时处理或分任务处理，实现各种模块智能化，且部分系统程序用门阵列电路固化。

这样PLC执行指令的速度将达到纳秒级。

3.可编程控制技术的智能化

提高一个系统的智能程度不仅提高系统的品质，在某种意义上也提高了系统的可靠性。

4.系统的开放性和兼容性

开放性和兼容性是不可分割的而且是相辅相成的概念。

一方面是某一产品和第三家同类产品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系统尤其是软件上的开发平台对使用者有多大的开放程度。

当今可编程控制产品种类繁多，加上自动化项目越来越大，致使常常在一个工程项目中出现不同厂家的产品做主从站的现象，这就要求每一厂家的产品族中，都要考虑到和其他厂家产品的兼容性问题;

另一方面，可编程控制器与工业控制机等其他装置的通信难易也体现了开放性的特点。

除此之外，同一厂家产品族中的各系列产品兼容性也代表了可编程控制产品的水平。

5.通用性和专业化的结合

可编程控制产品是通用的。

但是工业的每一领域都有其自己的特点。

怎样才能使一个系统既具有通用性又具备专业化呢?

硬件系统的模块化便是解决这一矛盾的钥匙。

这样，适合于某个行业或某些特殊问题的专用模块就可以很容易地集成到通用系统中去。

常用的专用模块包括:

定位模块、温度测量模块、高速采样模块、网络接口模块等。

6.可靠性进一步提高

随着PLC进入过程控制的领域，对PLC可靠性的要求进一步提高。

硬件冗余的容错技术将进一步得到应用，不仅会有CPU单元冗余、通信单元冗余、电源单元冗余、1/0单元冗余、而且整个系统都会实现冗余。

但从根本上来讲，系统的可靠性取决于系统各单元的可靠程度。

要保证整个系统的可靠运行，首先要求系统各单元的质量要得到保证。

MTBF（平均无故障时间）是衡量产品质量的重要指标。

纵观各著名厂商，其PLC产品都有不同程度的冗余功能，而且发展越来越完善。

7.控制系统分散化

根据分散控制、集中管理的原则，PLC控制系统的1/0模块将直接安装在控制现场，通过通信电缆或光纤与主CPU进行数据通信。

这样使控制更有效，系统更可靠。

8.控制与管理功能一体化

为了满足现代化大生产的控制与管理