西门子6ES7511-1TL03-0AB0安装调试

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PLC在自动张力控制器中的应用

1 引言

可编程序控制器随着其功能和外围接口模块的不断增加，在工业控制场合的应用越来越广泛，将逐渐取代工业控制中的某些**设备，从而使控制系统的成本降低、体积缩小、控制方式易于改变。plc的功能很强，除逻辑运算外还可以完成复杂的数学运算和完善的通信能力，用plc的功能实现自动张力控制可以减少系统的复杂性，提高系统的性价比。

本文介绍了在某外资企业宽幅六色转移印花机改造过程中，采用欧姆龙cpm2a的计数和模拟输出功能取代放卷装置的自动张力控制器的应用。

2 cpm2a可编程序控制器

cpm2a是一种紧凑的、高速度的可编程序控制器，在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、高速计数器输入和中断、脉冲输出位置控制、模拟量设定、间隔计时器中断和时钟功能，以及完善的通信能力等。cpm2a的基本单元有20、30、40或60点i/o端口，有三种输出方式可选（继电器输出，漏型晶体管输出和源型晶体管输出）和两种电源可选（100/240v ac或24v dc）。cpm2a可以外接扩展i/o单元和模拟量i/o单元，cpm1a-da041就是一个四通道的模拟量输出单元，其模拟量输出有电压型和电流型，其输出信号范围完全满足工业控制的要求，并且输出端子与内部电路之间采用光耦隔离。

3 放卷装置自动张力控制原理

转移印花机的印刷质量，完全取决于放卷和收卷的张力控制，该机器在改造前采用的是手动张力控制，成品率较低，其产品质量完全取决于工人的熟练程度，所以，在整机的plc控制改造过程中，也对张力控制部分一并改造，为了减少改造费用，选用了欧姆龙cpm2a-60cdr-d型可编程序控制器和cpm1a-da041模拟量输出模块构成控制系统。其张力控制逻辑框图如图1所示。

由，式中d2及p为已知数，因此，d1的变化可由pn的计算求得，所以可以将其转换成4～20ma的模拟信号输出，送到放大器用以控制离合器、刹车器、马达，以得到适当的张力。

自控系统设计中的PLC选型介绍

自动控制系统中起着非常重要的作用。所以，对PLC的正确选择是非常重要的。

面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容，没有一个统一的标准，无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法，可以在挑选PLC时作为参考。

可以通过以下几方面的比较，挑选到适合的产品。

一、工作量

这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初，就应该对控制点数（数字量及模拟量）有一个准确的统计，这往往是选择PLC的首要条件，一般选择比控制点数多10%~30%的PLC。这有几方面的考虑：

1、可以弥补设计过程中遗漏的点；

2、能够保证在运行过程中个别点有故障时，可以有替代点；

3、将来增加点数的需要。

二、工作环境

工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来，就要求自控系统能够适应复杂的环境，诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等，各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。

三、通信网络

现在PLC已不是简单的现场控制，PLC远端通信已成为控制系统必须解决的问题，但各厂家制定的通信协议千差万别，兼容性差。在这一点上主要考虑以下方面：

1、同一厂家产品间的通信。各厂家都有自己的通信协议，并且不止一种。这在大、中型机上表现明显，而在小、微型机上不尽相同，一些厂家出于容量、价格、功能等方面考虑，往往没有或者有与其它协议不同，而且比较简单的通信。所以，在这方面主要考虑的是同一厂家不同类型PLC之间的通信；

2、不同厂家产品间的通信。若所进行的自动控制系统设计属于对已有的自控系统进行部分改造，而所选择的是与原系统不同的PLC，或者设计中需要2个或2个以上的PLC，而选用了不同厂家的产品，这就需考虑不同厂家产品之间的通信问题；

3、是否有利于将来。由于各厂家制定的通信协议各不相同，国际上也无统一标准，所以在PLC选型上受到很大限制。就要考虑影响面大、有发展的、功能完备、接近通用的通信协议。

四、编程

程序是整个自动控制系统的“心脏”，程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买，并且价格不菲，这一点也需考虑在内。

1、编程方法

一种是使用厂家提供的**编程器。也分各种规格型号，大型编程器功能完备，适合各型号PLC，价格高；小型编程器结构小巧，便于携带，价格低，但功能简单，适用性差；另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件，现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同，往往只研制出适合于自己产品的编程软件，而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。

2、编程语言

编程语言较为复杂，多种多样，看似相同，但不通用。较常用的可以划分为以下5类编程语言：

（1）梯形图

这是PLC厂家采用较多的编程语言，较初是由继电器控制图演变过来的，比较简单，对离散控制和互锁逻辑较为有用；

（2）顺序功能图

它提供了总的结构，并与状态定位处理或机器控制应用相互协调；

（3）功能块图

它提供了一个有效的开发环境，并且特别适用于过程控制应用；

（4）结构化文本

这是一种类似用于计算机的编程语言，它适用于对复杂算法及数据处理

齿轮的压力角，以渐开线齿轮为例。当一直线nn沿一圆周作纯滚动时，此直线上任一点K的轨迹即称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，而该直线nn则称为发生线，曲线AK为渐开线。用渐开线作为齿廓的的齿轮称为渐开线齿轮。渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度方向之间的锐夹角αk称为该点的压力角。
由图可知：cosαk=ON/OK＝rb/rk。
        在渐开线齿轮中齿廓上各点的压力角均不相等，离基园越近压力角越小。渐开线齿轮的压力角通常是指在其分度圆的压力角，也称为齿形角，一般在14.5°～25°。齿轮的压力角是决定齿廓形状的主要参数，压力角越小，传动效率越高，轮齿的机械强度越差；齿轮压力角越大，传动效率越低，但轮齿的机械强度越高。从齿轮的互换性、传动效率和强度等方面

渐开线齿轮传动时，齿轮A的齿**与啮合线的交点**过被切齿轮的极限啮合点时，被切齿轮齿根的渐开线齿廓被切去一部分的现象。

渐开线齿轮传动时，齿轮A的齿**与啮合线的交点**过被切齿轮的极限啮合点时，被切齿轮齿根的渐开线齿廓被切去一部分，这种现象叫根切。根切一般出现在齿数比较少的情况下，为了防止根切在加工齿轮时将齿轮根部的渐开线切出一个圆角，或者采用变位齿轮。

根切的后果：产生严重根切的齿轮，一方面削弱了轮齿的抗弯强度；另一方面将使齿轮传动的合度有所降低，这对传动是十分不利的

扩展资料：

用与轮坯(被切制齿轮)的齿槽形状相同的来加工齿轮的．如利用圆盘铣或指状铣加工齿轮。其的轴向剖面形状和轮坯齿槽的形状相同。

加工时，铣旋转，轮坯沿轴线方向移动，铣完一个齿槽后，轮坯退回到原来的位置，然后利用分度头将轮坯转过360°/z，再铣*2个齿槽，就这样逐步铣完所有的齿槽。

用展成法加工齿轮时，对于齿数一定的被加工齿轮，其啮合极限点的位置是确定的。而齿轮型的齿**线是圆，齿条型的齿**线是直线，故用齿条型加工齿轮时比用齿轮型更容易产生根切。

即用齿条型加工齿轮时若不发生根切，则用齿轮型加工更不会发生根切。所以把用标准齿条型加工标准齿轮而刚好不发生根切时的齿数称为较小齿数。

用标准齿条型切制标准齿轮时：α=20°，h=1，则zmin=17。所以，标准齿轮不发生根切的条件是被加工齿轮的齿数必须大于或等于17