plc恒张力控制案例程序
基于PLC与变频器的恒张力电动绞车设计
基于PLC与变频器的恒张力电动绞车设计摘要：文章从变频器实现对变频电机转矩控制原理及运行特点出发，采用PLC、编码器及变频器实现绞车的恒张力的控制方案，并根据该方案阐述了系统控制的实现方案。
该恒张力绞车具有较高的使用价值及广阔的市场前景。
关键词：变频器；恒张力；扭矩控制；引言随着近年来海洋科学考察、水下资源的探测和开发，以及水下追踪与探测等技术的快速发展，促进了水下探测设备技术的进步，平稳的吊放及回收水下探测设备成了对吊放绞车不可或缺的功能，而恒张力绞车可以满足此要求，本文采用PLC算法与变频器的转矩控制功能和编码器卷绕半径检测计算实现对绞车缆绳的恒张力控制。
1变频器转矩控制原理转矩控制是指变频器以控制电机的输出转矩为目的，速度大小与转向与转矩无关，只与外负载有关。
此时变频器采用电流环控制，外部给定信号直接给电流环作为电动机的输出转矩设定。
如图1所示。
当给定信号为10V时，电动机的输出力矩为额定值（100%T），当给定信号为5V时，电机输出力矩为额定转矩的50%。
图1、电机转矩控制曲线图转矩控制的运行特点在变频器转矩控制时，拖动系统的状态取决于系统的动态转矩式中：为动态转矩，为电动机输出转矩，为绞车负载转矩式1中电动机的输出转矩取决于转矩给定信号，当=0时，绞车拖动负载等速运行，当＞0时，绞车拖动负载加速，此时为防止超速，许多变频器都带有速度外环限制超速，通过设置上限频率，当电动机的转速上升到上限转速时，电动机的转矩并不取决于转矩给定信号，但转矩给定信号保证了拖动系统将在上限转速下运行。
当＜0时，负载拖动绞车减速运行，直至绞车收绳速度为零，负载再拖动绞车反向加速运行，该过程绞车变频电机处于再生发电状态，将缆绳的机械能转变为电能。
但这部分电能一般通过制动电阻以热能的形式消耗掉或通过电封闭共直流母线技术供给系统中其它电机使用，避免因再生高压而损坏变频器。
2卷绕半径的检测与计算在绞车卷筒收绳过程中，卷绕半径是一个动态的变化过程，随着钢丝绳层数的增加而不断的增加，因此若要保证钢丝绳张力恒定，随着卷绕半径的增加，变频电机输出的转矩也要增加；在此采用分辨率为1024的增量编码器（A/B两相脉冲输出），通过PLC高速计数器记录编码器信号，进而计算出卷筒的卷绕层数。
plc压力控制程序实例
以下是一个简单的PLC压力控制程序的示例：// 定义输入变量input: I0.0 (启动按钮), I0.1 (停止按钮), I0.2 (压力传感器信号);// 定义输出变量output: Q0.0 (电磁阀控制信号), Q0.1 (报警灯控制信号);// 定义中间变量internal: D0 (压力设定值), D1 (实际压力值), D2 (偏差值), D3 (PID控制参数);// 程序启动时，初始化压力设定值和PID控制参数AT_start:D0 := 10; // 压力设定值为10barD3 := 0.1; // PID控制参数为比例系数为0.1Q0.0 := 0; // 电磁阀控制信号初始值为0（关闭状态）Q0.1 := 0; // 报警灯控制信号初始值为0（关闭状态）return;// 程序循环运行时，读取压力传感器信号并计算偏差值AT_loop:D1 := I0.2; // 实际压力值等于压力传感器信号D2 := D0 - D1; // 偏差值等于压力设定值减去实际压力值if (D2 < -D3) then // 如果偏差值小于-D3，则将偏差值赋给Q0.1并打开报警灯Q0.1 := 1;else if (D2 > D3) then // 如果偏差值大于D3，则将偏差值赋给Q0.0并打开电磁阀Q0.0 := 1;else // 如果偏差值在-D3和D3之间，则关闭电磁阀和报警灯Q0.0 := 0;Q0.1 := 0;endif;return;该程序通过读取压力传感器信号，计算偏差值，并根据偏差值控制电磁阀和报警灯的开关。
程序中的PID控制参数可以根据实际需要进行调整，以实现更好的控制效果。
PLC变频器张力控制
作者：中达电通股份有限公司上海浦东分公司李强摘要：本文主要介绍了张力控制变频收卷的控制原理，此技术能够使得在纺织行业中收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。
关键词：变频收卷张力控制闭环矢量卷径计算1 前言用变频器做恒张力控制的实质是闭环矢量控制，即加编码器反馈。
对收卷来说，收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。
同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。
即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。
2 张力控制变频收卷在纺织行业的应用及工艺要求2.1 传统收卷装置的弊端纺织机械如:浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。
传统的收卷都是采用机械传动，因为机械的同轴传动对于机械的磨损是非常严重的，据了解，用于同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右。
而且经常要维护，维护的时候也是非常麻烦的,不仅浪费人力而且维护费用很高,给客户带来了很多的不便。
尤其是纺织设备基本上是开机后不允许中途停车的，如发生意外情况需要停车会造成很大的浪费。
在这种情况下，张力控制变频收卷开始逐渐取代传统的机械传动系统，系统框图如图1所示。
图1 系统构成及系统框图2.2 张力控制变频收卷的工艺要求（1）在收卷的整个过程中都保持恒定的张力。
张力的单位为:牛顿或公斤;（2）在启动小卷时，不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱;（3）在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现;（4）要求将张力量化，即能设定张力的大小（力的单位），能显示实际卷径的大小。
2.3 张力控制变频收卷的优点（1）张力设定在人机上设定，人性化的操作;（2）使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等;（3）卷径的实时计算，精确度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。
基于OMRON_PLC的PID恒压控制，实现压机
一般根据水的恒压控制理论，水泵消耗功率与转速的三次方成正比，即kW=K×n 3,KW：为水泵消耗功率；n：为水泵运行时的转速；K 为比例系数，水泵的转速用变频器来调节，使用变频设备可使水泵运行平均转速比传统工频转速降低20%，从而达到降低能耗的目的，节能率可达20%-30%。
本厂使用的变频器是安川变频器，可视化控制界面是威纶通品牌的触摸屏控制装置，通过后者实现OMRON(欧姆龙)_PLC 机对变频器的控制，以达到降低压机冷却水用量的目的。
本生产基地共有16台自动液压压砖机PHC4300，压机正常工作时，一般需要保证液压油油温在45℃左右。
为了保证正常工作，每台自动液压压机都配有其独立冷却水系统（热交换系统），单台压机的冷却水一般需求量在15-20m 3/h 左右，总冷却水量约240-320m 3/h 左右，根据系统的用水量每小时240-320m 3/h 左右，我们选择DN250镀锌管道（当压力为2.5kg ·f/cm 2时，管道流量为440m 3/h 左右），这样有一定余量方便以后新增设备。
循环水泵选择单级泵KQW250/350-75/4(流量450M3/小时，扬程41M)。
日常使用过程中，可根据气温的变化及自动液压压砖的工作频率的变化，为了节约能源自动液压压砖机的循环冷却水系统采用PID恒压控制。
应用布局图,如图1所示。
设备包括工程系统用的电器OMRON_PLC_CP1H_CP1H-XA40DR-A、安川变频器A10001台、威纶通触摸屏1个、麦克MPM/MDM484C 型压力控制器1个、75kW 水泵2台、两芯屏蔽电缆线、西门子接触器、OMRON 中间继电器、工业用电柜、铜芯电缆线3×70m2+1×35m 2等材料。
程碧峰,龙海仁,招伟培,黄帅(重庆市东鹏智能家居有限公司,重庆402160),为了节能降耗,一般会对于一年内运行周期达10-12个月的设备,利用各种控制手段达到降耗的目的,例如PID 控制。
复卷机恒张力控制的设计
79China Pulp & Paper Industry No.24 2008复卷机恒张力控制的设计〉 〉 〉 钟立1 陈冰2 (1.双汇集团动力公司，河南漯河，462000；2.漯河职业技术学院，河南漯河，462000)The design of constant tension control in rewinders〉 〉 〉 ZHONG Li 1, CHEN Bing 2 (1.Power Branch in Shineway Group, Luohe 462000, Henan, China; 2.Luohe Vocational and Technical College, Luohe 462000, Henan, China)钟立，工程师，主要从事自动控制系统的研究和设计工作。
摘要：针对复卷机在卷径变化以及加减速时对纸幅张力的影响，提出直接张力和间接张力相结合的复合张力控制、卷径实时计算等方法，用直接张力控制精度；用间接张力提高系统的抗扰动能力，以满足复卷时恒张力控制要求。
关键词：复卷机；恒张力；变频控制Abstract: Aiming at the in fl uences on tension by winding radius varying and accelerating/decelerating during re-winding, a complex control project of combining direct ten-sion with indirect tensions was put forward, with a real-time calculation of winding radius adopted. The requirement of constant tension control was met with accuracy controlled by direct tension and the ablity in antidisturbance raised by indirect tension.Key words: rewinder; constant tension; frequency-varible control中图分类号:TS736+.3; TS734+.7 文献标志码:B文章编号:1007-9211(2008)24-0079-03图1 双底辊复卷机结构复卷机在复卷过程中，纸幅张力会随着纸卷卷径和加减速的不同而大范围的变化，从而影响张力控制的稳定性，造成复卷机有时纸幅张力太低，纸幅松垮或在卷取辊上打滑；有时张力太高，则残余应力过大，甚至爆卷或损伤纸芯。
基于PLC与变频器的恒张力卷绕控制系统
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依据 △ 时 间 内高 速计 数 模块 的计数 值 之 ｆ 差 可 以近 似 算 出卷 绕 辊 的 实 际 瞬 时 转 速 ，设 卷绕 辊 的实 际瞬时 转速 为 ｒ ’） （，关 系式如 下 ：
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基于Ｐ Ｃ Ｌ 与变频器 的恒 张力卷绕 控制 系统
Ｃｏｎｔ ｏｌｓ ｔ ｒ ｙｓ ｅｍ ｏｆｃｏｎｓｔ ｔ ｔ ｓｉ ｉ ａｎ ｅｎ ｏｎ ｗ ｎｄｉ ｎｇ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ＰＬＣ ａｎｄ ｔ ａｎｓｄｕｃｅｒ ｒ
刘 东升 。 ，王守 芳 来自目标 。 上 安装 张 力传 感 器 ，采 用 张 力 传 感 器 来 测 量 卷 材 的 实 际张 力 值 ，再 通 过张 力调 节器 控 制 张 力恒 定 。
图 １ 典型 卷 绕控 制 系统 的结构 框 图 。 是 图 １中 ，箭 头 所 指 方 向 是 卷 材 的 运 动 方 向 ， 牵 引辊 、卷 绕 辊 分 别 由变 频 器 控 制 的 交 流 电动 机
接 法 。两 者 相 比 ，直 接 法 控 制 系统 简单 ，而 且 控 制 精 度较 高 ， 间接 法 不 易满 足 控 制 要 求 ， 因而 本
论 文 采 用 直 接 张 力 控制 法 ，即 在 传 动 的卷 材 辊 道
从上 式 （） （） 以看 出 ，卷 材 张力 的大 小 １、 ２ 可
测 量 辊
在卷 绕过 程 中 ，卷 绕 半 径 是 一 个动 态 的 变 化
过 程 ，由式 （ ） 以 看 出卷绕 辊 的 线 ３可 速 度 随 着卷 绕半 径 在 不 断地 变 化 ，因 此 若 要保 持卷 绕 辊 的 线 速 度恒 定 ，必 须 根 据卷 绕 半 径 不 断地 调 整 卷 绕 辊 的
plc恒张力控制步骤
plc恒张力控制步骤嘿，咱今儿就来唠唠 PLC 恒张力控制那些事儿！你想想啊，这恒张力控制就好比是驾驭一辆马车，得稳稳当当的才行呢！首先呢，你得了解你的“马儿”，也就是系统的各种参数和特性。
这就像是你得知道你的马车能拉多重，跑多快，啥样的路它能走得顺溜。
然后呢，根据这些信息来设置合适的参数，这就像是给马车配上合适的缰绳和马鞍。
接下来，就是让 PLC 这个“车夫”上岗啦！它得时刻关注着张力的变化，就像车夫时刻留意着马的状态一样。
一旦发现张力有啥不对劲，它就得赶紧采取行动。
比如说，要是张力变小了，那 PLC 就得让动力加大点儿，就好比车夫抽抽鞭子，让马跑快点儿来保持平衡。
要是张力变大了，那就得减小动力，就像车夫松松缰绳，让马慢下来点儿。
在这个过程中，反馈环节可重要啦！就像车夫得根据马的反应来调整自己的动作一样，PLC 得根据张力的实际情况不断调整控制策略。
这可不是一件简单的事儿啊，得精细着点儿呢！而且啊，这环境的变化也得考虑进去。
就好比马车在路上会遇到刮风下雨，路况也有好有坏。
在不同的情况下，PLC 得灵活应对，不能死板地按照一个套路来。
你说，这 PLC 恒张力控制是不是挺有意思的？它就像是一个聪明的车夫，能把张力控制得稳稳当当，让整个系统顺顺利利地运行。
这可不是随便谁都能做好的事儿，得有经验，有技巧，还得有那份耐心和细心呢！咱再想想，要是没有这恒张力控制，那会咋样呢？那可能就像马车失去了缰绳，乱了套啦！东西可能拉不稳，甚至会出危险呢！所以说啊，这 PLC 恒张力控制可真是太重要啦！你看，这就是 PLC 恒张力控制的大概步骤，说起来简单，做起来可不容易呢！但只要咱用心去研究，去实践，肯定能把它掌握好。
到时候，咱就能让咱的系统像那稳当的马车一样，顺利地跑起来啦！怎么样，是不是对这 PLC 恒张力控制有了更清楚的认识啦？哈哈！。
基于PLC的整经机恒张力控制系统设计
基于PLC的整经机恒张力控制系统设计杜宇;王琛;杨涛;张斌【摘要】设计了基于PLC(可编程控制器)的双伺服整经机恒张力控制系统,采用伺服控制系统,以PLC为控制核心,张力传感器为检测元件,伺服驱动器、伺服电动机为执行元件.设计了启动/停止、PID张力调节,张力过大、过小保护等主要控制程序,建立了人机界面触摸屏.采用双伺服电动机对收放卷轴的转速进行调节,PLC实时进行目标张力与实际反馈张力的比较,通过目标张力和实际反馈张力的差值,控制伺服电动机的速度,形成恒定的整经张力,通过伺服闭环控制系统保证整经过程的恒张力控制.【期刊名称】《毛纺科技》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】4页(P58-61)【关键词】整经机;张力控制;PID;伺服系统【作者】杜宇;王琛;杨涛;张斌【作者单位】天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387;天津工业大学机械工程学院,天津300387;天津工业大学机械工程学院,天津300387;天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387;天津工业大学机械工程学院,天津300387;天津工业大学机械工程学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TS103.322整经是织造前的一道重要工艺，是将一定数量的经纱按照工艺规定的长度和幅宽，以均匀、适宜的张力平行卷绕到经轴上的过程[1-3]，整经机分为分批整经和分条整经[4]。
张力过大或者过小都会影响整经产品的质量，进而影响后一步工序的进行[5]。
因此，在放卷绕过程中，保持张力恒定是控制的关键。
张力控制系统主要是运用电子齿轮对线卷绕过程中的张力进行控制，以保持整经张力的恒定。
张力控制系统有很多，袁佑新等[6]采用直流电动机作为执行元件，在保持纱线速度和其他变量不变的情况下，通过调节电动机的励磁电流来控制张力的整体恒定；李核心等[7]采用直接闭环张力控制系统，将传感检测到的张力信号与人为给定的张力信号进行比较后，通过调制器产生的脉宽调制信号来控制伺服电动机的转速，进而来维持纱线速度差的恒定，从而实现恒定的张力控制；李正熙等[8]介绍了一种间接的张力控制系统，输入到单片机的量是直接检测到的纱线角速度和线速度，通过相应的算法计算出卷径和张力补偿电流，再通过常规模拟调节器来实现电流和磁通量控制。
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plc恒张力控制案例程序
项目目的
1.了解电线自动化生产线张力控制系统;
2.掌握电线自动化生产线恒张力控制系统工作原理；
3.掌握S7-300PLC编程软件平台、STEP7的程序结构和编程方法;
・培养学生逻维思维能力、创新能力、分析题与解决问题能力
二、硬件系统设汁
1硬件系统组成
硬件系统由编程计算机(上位机)、S7-300PIC控制器(下位机)和电线生产线(被控对象)等组成,编程计算机(RS232通讯口)和37-300PLC控制器(DP通讯接口)之间通讯米用PP1通讯方式。
2·恒张力控制原理
恒线速度恒张力调节系统以牵引机的速度为全线的基准速度,实现前后张力分段。
收线机为卷取张力调节系统,放线机为开卷机张力调节系统,前后张力方向相反开卷机由欧陆514C致力调速板控制,形成一个张力、电流双闭环调速系统,它按照牵引机速度进行调节,开卷机张力给定,张力反馈信号和开苍机屯流、张力双闭环调节系统构成了开卷机的调速系统,随着生产的进行,开卷机上的铜线盘半径不断减小,相应的电机转速必须逐断增人才能保持电线上的张力恒定,但实现裸铜线的线圈半径检测很困难于是我们采用电缆张力负反馈,这样根据张力反馈信号的人小来调节开卷机的转速,在整个过程中开卷机随着牵引机的速度转动,从而使电缆张力保持恒定。
1.模拟量闭环控制系统的组成
2模拟量闭坏控制原理图
在过程控制中,按照偏差的比例(P)、积分(1)和微分(D)进行控制的PI控制器是应用最广泛的一种自动控制器。
2.57-300PLC实现闭环控制的方法
S7-300PLC的FM355是智能化的4路迎用闭环控制模块,可用于化工和过程控制,模块带有A/D转换器和D/A转换器除了专用的闭环控制模块,S7-
300PLC也可以用PID控制功能块来实现PID控制。
但是需要配置模拟量输入模块和模拟量输出模块系统功能块SFB41可用于cPUr314的闭环控制。
SFB41“COR_C”(连续控制器)
的输出为连续变量。
可以用SFB“CONT C”作为单独的PID晅指控制器。
控制器的功能基于模拟信号采样控制器的PID控制算法。
3.程序要求
(1)按下开卷电机起动按钮,开卷电机起动,经过P参数和参数设定的PID控制器控制电线的张力达到要求的恒定值。
(2)按下牵引电机起动按钮,牵引电机起动,通过调节控制牵引电机的变频器的给定值调节牵引电机的转速,要求PID控制器鬥动控制开卷机的转速保持电线的张力维持恒定值。
(3)按下停止按钮,系统停止运行。
4程序设计提示
(1)生产线启动过程应先起动放线机,再起动牵引电机。
(2)PID控制方式中的P参数和工参数的数值多为经验值,可通过多次试验得出合适的设定值。
四、习报告设汁要求
1.实验前,根据控制内容设计出系銃的接线图、程序流程图、时序图设计出控制程序,并尝试创新出其他的电线生产线恒张力控制功能。
五、系统调试及问题分析
实验中,先把事先设计好的控制程序输入编程计算机,编译无错误后(只说明编程语法无错误)下载到PILC的CPU中。
2.PLC控制器控制电线生产线运行,如果控制功能不满足要求,再进行控制程序调试(可在监控状态下),反复修改控制程序直到满足控制功能为止。
3.在调试中所遇到的问题,要运用所学的理论知识或实践经验独立解决,逐步提高分析问题及解决问题的能力。
六、设计报告要求
1.实验结束后,要书写出设计报告,报告中要求有系统接线图、状态时序图、程序流程图、带有功能注释的控制程序等;
2.报告小必须有词试过程小遇到的问题及解决方法;收获、体会及建议。