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時(shí)間：2023-10-16作者：潯之漫智控技術(shù)上海有限公司瀏覽：27

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繼電器器控制經(jīng)過長(zhǎng)期的使用，已有一套能完成要求的控制功能并經(jīng)過驗(yàn)證的控制電路圖，而PLC控制的梯形圖和繼電器器控制電路圖很相似，因此可以直接將經(jīng)過驗(yàn)證的繼電器器控制電路圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。主要步驟如下：

根據(jù)自動(dòng)控制原理，車速斜坡響應(yīng)可以分為過阻尼響應(yīng)、臨界阻尼響應(yīng)和欠阻尼響應(yīng)。理論上說，臨界阻尼響應(yīng)是的控制，這種響應(yīng)既實(shí)現(xiàn)了控制的快速性又實(shí)現(xiàn)了控制的性；過阻尼響應(yīng)是為了性犧牲快速性；欠阻尼響應(yīng)則是為了快速性犧牲性。然而，臨界阻尼由于條件過于苛刻，在實(shí)際控制中是無法實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)剩余的兩種響應(yīng)曲線的特性，筆者認(rèn)為CPU啟動(dòng)時(shí)好使用欠阻尼響應(yīng)曲線，其理由是：CPU啟動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)增塑劑積累時(shí)間的要求**于增塑劑含量的性；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應(yīng)曲線，此時(shí)對(duì)含量的要求**于積累的快速性。

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因此，利用S7-300啟動(dòng)時(shí)的組織塊OB100在CPU啟動(dòng)中只執(zhí)行一次的特性，對(duì)增塑劑伺服電機(jī)的控制依據(jù)機(jī)組不同的啟動(dòng)狀態(tài)采取了不同響應(yīng)曲線下的控制。具體來說，在CPU啟動(dòng)時(shí)（此時(shí)增塑劑存儲(chǔ)量必定為零），通過啟動(dòng)組織塊OB100中送出高速運(yùn)轉(zhuǎn)命令至增塑劑伺服電機(jī)，使控制曲線成為欠阻尼響應(yīng)狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器中增塑劑的快速積累。而在非CPU啟動(dòng)狀態(tài)，控制增塑劑伺服電機(jī)的FC功能塊將送出普通速度命令，使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應(yīng)狀態(tài)。

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1. 對(duì)任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程，分解成多個(gè)比較簡(jiǎn)單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問題化為多個(gè)簡(jiǎn)單的小問題。這樣可便于編制程序。

2. 編制控制的邏輯關(guān)系圖

從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又英國(guó)導(dǎo)出哪些。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制中控制作用與被控對(duì)象的活動(dòng)，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的，是把的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端，把高壓引入 PLC 輸入端，會(huì)對(duì) PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力其性和可靠性。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調(diào)試

在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡(jiǎn)捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問題，便于及時(shí)修改不要整個(gè)程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺(tái)與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺(tái)和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺(tái)和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的，規(guī)格必須要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。

6. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是整個(gè)控制完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說不經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能要求之處；只有通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能后實(shí)地和后控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制的要求

編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個(gè)的硬件和基本沒有問題了。這時(shí)就要整流技術(shù)文件，包括整理電路圖、PLC 程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。

在纖維濾棒成型機(jī)的生產(chǎn)中，為保證濾棒，每當(dāng)速度**一定的設(shè)定值時(shí)，機(jī)組就會(huì)剔除此時(shí)的濾棒。此組的速度是不斷變化的，按通常無法計(jì)算出具體的剔除支數(shù)。這對(duì)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)效率帶來了相當(dāng)?shù)睦щy。

筆者可以動(dòng)態(tài)的車速反饋，但這條反饋曲線是不斷波動(dòng)和變化的非線性曲線。對(duì)于非線性曲線，數(shù)學(xué)上只能夠采用面積積分求解的計(jì)算。對(duì)于此項(xiàng)目就是要求給出一定時(shí)間內(nèi)主電機(jī)的圓周行程，即機(jī)組一段時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長(zhǎng)度。

從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對(duì)車速進(jìn)行模擬積分的計(jì)算，即從積分的基本定義出發(fā)，求出剔除時(shí)間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長(zhǎng)度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個(gè)濾棒長(zhǎng)度得剔除支數(shù)的計(jì)算。

按照積分的定義要求，積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個(gè)條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實(shí)際中，近似認(rèn)為Δt=20ms時(shí)可以條件。此時(shí)，計(jì)算得出的濾棒支數(shù)與實(shí)際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi)。在精度上，以高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計(jì)（此時(shí)濾棒長(zhǎng)度為120mm），±3支的精度是*可以精度要求。所以筆者認(rèn)為只要將Δt控制在20ms時(shí)就可以積分求解的條件。

原的PLC掃描一周的時(shí)間高達(dá)幾十毫秒，顯然不要求。而此項(xiàng)目采用的S7-315-2DP，其單指令掃描周期為10μs級(jí)、整個(gè)掃描周期被縮短為7~8ms，這樣就了積分計(jì)算的要求。

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(3) 對(duì)拼接紙圈的控制策略

改造之前，纖維濾棒成型機(jī)執(zhí)行的是運(yùn)行速度再進(jìn)行紙圈拼接。這種降速接紙對(duì)實(shí)際生產(chǎn)是不利的：每次降速都會(huì)造成車速的大幅度變化，影響了濾棒的。為這種影響，筆者采用了不降速拼接的。

不降速拼接和降速拼接并沒有本質(zhì)的區(qū)別：兩者采用的接紙一樣，兩者只是在機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制元件上有區(qū)別。接紙速度的勢(shì)必使紙圈的靜力同等上升。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過高會(huì)產(chǎn)生很大的靜力，該力會(huì)紙圈。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過低，拼接時(shí)的紙圈浪費(fèi)將。

為避免煩瑣，該項(xiàng)目放棄變頻器對(duì)接紙電機(jī)轉(zhuǎn)速的分段控制。為求出靜力和紙圈長(zhǎng)度兩者之間的優(yōu)控制，筆者對(duì)接紙電機(jī)上升時(shí)間采取優(yōu)篩選法。通過優(yōu)篩選法的電機(jī)上升時(shí)間大約為3.4s。考慮到生產(chǎn)情況及電磁閥等器件的時(shí)滯效應(yīng)，將這一時(shí)間進(jìn)一步放寬為3.5s。

3 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將所需實(shí)現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環(huán)模塊（組織塊OB1）中調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序。

程序設(shè)計(jì)分成硬件設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)兩方面。在硬件方面針對(duì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在方面則按需要編制了速度計(jì)算模塊、和故障模塊、伺服電機(jī)執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊。

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