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1、精品文档 目 录 1 绪 论.I 1.1 课题提出与研究意义 .3 1.2 线材卷绕系统的发展现状 .4 2 线材卷绕系统的特点与应用场合 .5 2.1 线材自动卷绕系统的特点 .5 2.2 线材自动卷绕系统的优点 .5 2.3 线材自动卷绕系统的应用领域 .6 3 线材自动卷绕系统的设计要求 .7 3.1 线材自动卷绕系统的控制要求 .7 3.2 线材自动卷绕系统中被控对象和元件之间的逻辑控制关系.7 4 PLC 控制系统设计原则 .8 4.1 可编程控制器的简介 .8 4.2 PLC 的一般结构 .8 4.3 PLC 产品一些常见的技术指标 .8 4.4 PLC 的选用原则.9 4.5 P
2、LC 控制系统设计基本的原则 .9 4.6 PLC 控制系统设计的基本内容 .9 4.7 PLC 控制系统设计的一般步骤 .9 4.8 PLC 控制系统设计的方法 .10 5 线材自动卷绕系统的设备选型 .11 5.1 线材自动卷绕系统设计图 .11 5.2 PLC 的选型.11 5.3 触摸屏的选型 .12 5.4 变频器的选型 .12 5.5 旋转编码器的选型 .12 5.6 步进电动机的选型 .12 5.7 步进电机驱动器的选型 .13 5.8 其他设备选型 .13 6 线材自动卷绕系统的理论设计 .14 6.1 线材自动卷绕系统的初步设计 .14 6.2 卷绕的进入速度识别 .14 6
3、.3 卷绕速度计算 .14 6.4 线材卷绕导向部分 .15 。I 欢迎下载 精品文档 6.5 卷绕的长度测定 .15 6.6 卷绕的误差补偿 .16 7 线材自动卷绕系统的程序设计 .16 7.1 IO 分配.16 7.2 程序设计.17 8 线材自动卷绕系统的触摸屏画面设计 .24 8.1 触摸屏画面设计概述 .24 8.2 触摸屏画面的设计 .24 9 线材自动卷绕系统主轴卷绕部分设计 .28 9.1 MMX-440C 变频器与三相异步电动机的链接.28 9.2 变频器的参数设置与接线 .28 总 结.30 参考文献.31 附 录.32 线材自动卷绕系统设计材料清单 .32 致 谢.33
4、 。II欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习
5、必备欢迎下载师总结是的他精品文档 1 绪 论 1.1 课题提出与研究意义 在工业生产中，有时需要对生产出的线材进行卷绕或要将线材卷绕规定的匝 数（如变压器线圈），缠绕到规定直径的卷轴上。在过去的工业生产过程中，该 卷绕系统对线材的长度计量和张紧度把握是通过机械或人力来完成的。这样的卷 绕方法效率低下，精度较差。对于卷绕有弹性的线材时容易造成拉伸线材变形或 卷绕过松的现象。特别需要注意的是，这类机械的卷绕系统只能适应于一种特定 弹性和直径的线材，同时也只能适应特定直径和宽度的卷轴。因此需要对现有非 自动卷绕系统进行必要的自动化更新或改造。而线材自动卷绕装置是由 PLC 进行软件卷绕控制。其线材的
6、进入速度通过旋转编码器测得。线材的直径、卷轴的直径和宽度由触摸屏直接输入。当需要改变卷绕线材或卷轴的参数时。只需通过触摸屏改变相应的参数，免去了机械卷绕系统的机械调试工作。相较其它非自动卷绕系统，由 PLC 控制的自动卷绕系统成本低廉、操作简便、构造简单、便于维护、精度高、效率高。可以替代现有的工业生产中使用的非自 动线材卷绕系统。线材绕系统是一种将线材（尤其是有弹性的线材）卷绕到规定直径的轴上的 机构。它和线材生产机构一同工作。在卷绕过程中，线材生产部分相当于放卷机，卷绕机相当于是收卷机。只有线材生产部分和卷绕机进行同步转动，也就是说只 有当放卷机和收卷机的速度保持一致时，才不会对线材造成损
7、害。由于线材生产 部分（放卷机）在转动过程中速度是接近保持不变的，卷绕机在卷绕过程中，收 卷直径会越来越大，因此放卷到收卷的传输线速度越来越大，这就需要不断的降 低线材卷绕机主轴的卷绕速度以配合放卷的速度。从而达到同步收放的效果。这 也是我在设计中的重点和难点我在这次毕业设计中，首先是对卷绕机的机械传动 设备和辅助设备进行设计。再对其控制系统提出自己的方案。我对其控制系统所 设计的方案是由一台三相异步电动机驱动线材卷绕机主轴转动的速度。由旋转编 码器测量线材生产速度（既放卷速度），并把检测到的信号传递给可编程控制器 PLC，同时，根据线材直径和卷绕长度（由 Siemens TP-177B 触摸
8、屏输入）确定 卷绕速度和卷绕长度。由可编程控制器 PLC 通过计算、把结果传递给变频器，再 由变频器控制电动机转速。从而达到收放同步的效果。另外根据线材直径，PLC 还需要控制步进电动机实现线材卷绕的导向问题。3欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏
9、题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 1.2 线材卷绕系统的发展现状 线材卷绕系统应用于线材或胶管的生产制造、加工等领域。在该系统发展初期，是通过硬性的机械拖动来完成线材的圈绕动作。此时的圈绕系统动力多由靠变电压调速的直流拖动电机实现卷绕动作。这种卷绕系统的优点是结构简单，操作直观。但是，这种卷绕系统由于机械设计的原因大多只能适应一种线材和单一 的卷轴。当需要更换另外直径的线材或其他型号的卷轴时。
10、需要调试甚至更换相 应的卷绕机械机构以改变卷绕的线速度。另外还需要改变导向机构。此外，这样线材卷绕系统的卷绕线速度和导向机构的移动速度与移动距离是通过机械结构 计算，这样的机械变速机构结构复杂，容易磨损，需要定期的维护，且调试、维护这样的系统需要很高的机械基础，维护成本很高。目前的半自动卷绕系统多使用变频器驱动三相交流异步电动机或使用步进电动机、伺服电动机以实现卷绕的直接、精确控制。此外，线材导向机构也简化了机械部分。直接应用步进电动机或伺服电动机实现精确的导向。控制这些电动机实现卷绕动作的多为单片机或可编程逻辑控制器（PLC）。在工业生产中，由于生产环境中存在的众多的干扰原。如电机启动，触点
11、的接通、关断，以及电力变流设备对电源的干扰。要求这样的控制设备要具有较强的抗干扰性能。由于 PLC 具有较强的抗干扰性能和多样的功能。目前，比较成熟的线材卷绕系统多是以 PLC 作为线材卷绕系统的控制器。卷绕动作由 PLC 控制相关电机和气动执行元件完成。能十分方便的嵌入到各类生产工业生产线中。日益复杂、精确的工业生产过程要求未来的线材卷绕系统的智能化程度较 高。最基本的要求是具有人性化的简便智能操作界面。同时对相应的控制精度、控制稳定性也提出了更高的要求。在要求高速度、高精度、高可靠性、人性化的 操作操作界面、具有自主故障判断功能、维修简便的同时。还要使单机价格不断 下降、机械结构模块化、可
12、升级、可重构化发展。4欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的
13、在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 2 线材卷绕系统的特点与应用场合 2.1 线材自动卷绕系统的特点 线材自动卷绕装置是一种将线材（尤其是有弹性的线材）卷绕到规定直径的轴上的的机构。它和线材生产机构一同工作。在卷绕过程中，线材生产部分相当于放卷机，卷绕机相当于是收卷机。只有线材生产部分和卷绕机进行同步转动，也就是说只有当放卷机和收卷机的速度保持一致时，才不会对线材造成损害。由于线材生产部分（放卷机）在转动过程中速度是接近保持不变的，卷绕机在卷绕过程中，收卷直径会越来越大，因此在卷绕拖动电机转速不变的情况下，收卷的线速度越来越大，这就需要不断的降低线材卷绕机主轴的卷绕速度以配合放卷的
14、 速度。从而达到同步收放的效果。这也是我在设计中的重点和难点我在这次毕业设计中，首先是对卷绕机的机械传动设备和辅助设备进行设计。再对其控制系统提出自己的方案。我对其控制系统所设计的方案是由一台三相异步电动机驱动线 材卷绕机主轴转动的速度。由旋转编码器测量线材生产速度（既放卷速度），并把检测到的信号传递给可编程控制器 PLC，同时，根据线材直径和卷绕长度（由 Siemens TP-177B 触摸屏输入）确定卷绕速度和卷绕长度。由可编程控制器 PLC 通过计算、把结果传递给变频器，再由变频器控制电动机转速。从而达到收放同步的效果。另外根据线材直径，PLC 还需要控制步进电动机实现线材卷绕的导向问题
15、。2.2 线材自动卷绕系统的优点 这样的自动卷绕系统具有如下优点:1.节省了人力资源 卷绕工作有线材卷绕系统自动完成控制卷绕。可以作到无人值守。当卷绕 到规定长度或系统传感器检测到卷绕故障时，机器停机报警。这时才需要人工完 成更换卷轴或进行维修工作。节省人力资源。2.提高了工作效率 线材自动卷绕装置相叫较半自动卷绕系统。其卷绕张力控制是由 PLC 自动控制完成。在出现卷绕误差时也是由 PLC 自动完成误差补偿。其卷绕动作连续、快速。提高了工作效率。3.操作简便容易 。5欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在
16、自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 在卷绕生产过程中，操作人员是通过触摸屏操作该自动卷绕系统。省去了 机械卷绕系统中需要的机械设备调试。
17、减轻了操作人员的劳动强度。操作界面简 单、直观，操作简便、容易。4.提高了安全性可靠性 在该线材自动卷绕系统中。操作人员不必去接触有可能转动的机械部 分，只需要通过触摸屏操作卷绕系统。因此提高了该线材卷绕系统的操作安全性。由于省去了部分机械卷绕装置的机械测速、变速部分。简化了该卷绕系统的 机械结构，减少了零件总数。提高了设备运转的可靠性。5.减少了制造与维修成本 该线材自动卷绕系统设计结构简单。大部分功能通过 PLC 的软件实现。简化了生产难度和生产成本。同时，由于结构简单，维修变得更加容易，减少了维 修难度与维修成本。2.3 线材自动卷绕系统的应用领域 1、线材生产、加工部门 在线材的生产与
18、加工领域，无可避免的就是各种型号的线材要根据不同的需要卷绕在不同大小的卷轴上。特别是弹性线材和热的塑胶线材（如热的胶管）的卷绕。其对卷绕张力控制要求十分精确。否则会造成线材卷绕的不均匀甚至损坏线材。而一般的半自动机械控制的卷绕系统结构复杂，成本高昂，在卷绕这些线材时需要极其严格的调试和改造。但仍不能满足卷绕的要求。但由 PLC 控制的线材自动卷绕系统结构简单，调试方便，控制精度高，完全能够满足卷绕这些弹性线材的性能要求。而且操作、维护简便。2、生产成品需要线材卷绕流程的部门 在某些线圈（例如变压器）的生产过程中。需要对某种线材进行规定长度或规定匝数的精确卷绕。该线材自动卷绕系统能够通过修改触摸
19、屏的卷绕参数就能满足规定的要求。而半自动机械卷绕装置则需要调整甚至修改机械结构改变卷绕的变比。有一定的操作与调试难度。因此，该线材自动卷绕装置能够满足生产成品需要线材卷绕流程的部门进行高精度的线材卷绕要求。6欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板
20、教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 3 线材自动卷绕系统的设计要求 3.1 线材自动卷绕系统的控制要求 在线材自动卷绕系统的设计中，要求有给定输入速度（由旋转编码器实现）。应用触摸屏输入线材直径、卷绕长度、卷轴直径和卷轴宽度（由线材直径、卷轴 宽度和卷轴直径确定卷绕速度。不同的参数在卷绕中线速度不同）再参考给定输 入速度确定最终的卷绕速度。在系统运行中。应在触摸屏中有相应的监控情况。此外，由于在卷绕
21、过程中存在误差。还应在卷绕中加入张紧度测试。在过松或过 紧时，自动调节卷绕速度，并要求在触摸屏中有相应的故障指示。3.2 线材自动卷绕系统中被控对象和元件之间的逻辑控制关系 给定输入速度的测定：由旋转编码器实现 线材参数（包括线材直径、卷绕长度）：通过用户对触摸屏输入数据实现 卷轴参数（包括卷轴直径、卷轴宽度）：通过用户对触摸屏输入数据实现 监控卷绕情况（包含已卷绕长度）：通过触摸屏显示监控 卷绕线材的导向机构：通过步进电动机驱动 卷绕主轴的驱动：通过变频器控制的三相异步交流电动机实现 卷绕长度和卷绕圈数的测定：通过旋转编码器实现 。7欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读
22、成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 4 PLC 控制系统设计原则 4
23、.1 可编程控制器的简介 可编程控制器过去简称 PC，为区别于个人计算机，现一般简称 PLC。它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，完成确定的逻辑、顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能是通过数字或模拟的输入输出，来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC 不采用固定接线万式，比继电器控制系统设计周期短、更改容易、接线简单、成本低，而且把计算机的功能和继电器控制系统结合起来，使控制更为容易。同时，它还有简单易学、使用和维护方便、运行稳定可靠及设计周期短的特点。4.2 PLC 的一般结构 中央处理器(CPU)、存储器、输入接口电路、输出接口电路。4.3 PLC 产品一些常见的技术指标 (1)
24、输入/输出点数(即 I/O 点数)即指 PLC 外部输入、输出端子数。这是重要的一项技术指标。(2)扫描速度 一般以执行 100O 步指令所需要的时间来衡量，故单位为 mS/千步。也有时以执行一步指令的时间计算，如 DS/步。这决定了控制速度。(3)内存容量 一般以 PLC 所能存放用户程序来衡量。这决定了控制的复杂程度。在 PLC 中程序指令使按 步 存放的一“步”占用一个地址单元，一个地址单元一般占用两个字节。如一个内存容量为 1000 步的 PLC 可推知其内存为 2K 字节。(4)指令条数 这是衡量 PLC 软件功能强弱的主要指标。PLC 具有的指令越多，说明其控制功能越强。(5)内部
25、寄存器 PLC 内部有许多寄存器用以存放变量状态、中间结果等，还有许多辅助寄 存器可供用户使用，可提供许多特殊化或简化整体系统设计。寄存器配置情况是 衡量 PLC 硬件功能的一个指标。(6)高级功能模块 PLC 除了主控模块外还可以配接各种高功能模块。主控模块实现基本控制功 能。高功能模块则可实现某种特殊的专门功能，使 PLC 不但能进行开关量顺序控 。8欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学
26、课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 制，而且能进行精确的定位和速度控制、和计算机进行通信、直接用高级语言进行编程等，给用户提供了强有力的工具。高功能模块的多少、功能强弱常是衡量PLC 产品水平高低的一个重要指标。4.4 PLC 的选用原则 随着现代 P
27、LC 技术的发展，PLC 应用的范围也很广泛，所以，一般我们对 PLC 的选用我们有以下方面的考虑：可靠性、维修方便、可以在恶劣环境下工作、使 用方便、编程方便、可兼容性、修改与扩充能力、自诊断能力、价格、特殊性能、联网能力、运行速度等。4.5 PLC 控制系统设计基本的原则 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则:(1)充分发挥 PLC 的功能，最大限度的满足用户提出的技术条件要求，了解整个被控对象(包括生产设备或生产过程的工作原理、工艺、性能、参数等)，并深入现场进行调查研究，收集资料，与机械部分的设计
28、人员和现场操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，以协同解决系统设计中出现的各种问题，并能根 据需要方便的进行修改。(2)在满足控制要求的前提下，让整个 PLC 控制系统及控制电路安全、可靠、简单，具有较高的性能价格比。(3)合理的选择 PLC 机型及电器元件。同时，在 PLC 的 IO 点数和内存容量上应适当留有余地，以满足今后生产发展和工艺的改进。(4)容易掌握，便于操作和维修。4.6 PLC 控制系统设计的基本内容 (1)拟订控制系统设计的技术条件。(2)选择电力拖动形式和电动机、电磁阀等执行机构。(3)选定 PLC 的型号。(4)分配 PLC 的 I/O 点，绘制 PLC 的 I/O
29、硬件接线图。(5)设计控制系统梯形图并调试。(6)设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。(7)编写设计书和使用说明书。4.7 PLC 控制系统设计的一般步骤 一般 PLC 控制系统的设计步骤具体操作如下:。9欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田
30、字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 (1)分析被控对象:分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象的全部功能，设备内部之间的关系。(2)确定输入/输出设备:根据系统的控制要求，确定系统所需的输入设备 (如按钮、位置开关、转换开关等);输出设备(如接触器、电磁阀、信号指示灯 等)。由此，确定 PLC 的 I/O 点数。(3)选择 PLC:包括 PLC 的机型、容量、I/O 模块、电源和
31、其他扩展模块的选择。(4)分配 I/O 点:画出 PLC 的 I/O 端子与输入/输出设备的连线图或对应表。(5)设计控制系统:如画功能图、梯形图、对程序的调试等。(6)硬件设计及现场施工。(7)联机调试:是指将模拟调试通过的程序进行再线调试。4.8 PLC 控制系统设计的方法 PLC 编程方法灵活，指令系统强大，控制系统设计方便，软、硬件设计可同 时进行。PLC 由很强的驱动能力，可直接驱动接触器和电磁阀等执行元件，在工 作控制中具有广泛的通用性。对电气控制设备来讲，PLC 控制系统是设备控制要求和工艺流程的具体体 现，但是任何 PLC 控制系统的设计都是在控制方式和电动机技术数据确定以后进
32、 行的。10欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页
33、学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 5 线材自动卷绕系统的设备选型 5.1 线材自动卷绕系统设计图 线材进入速度检测 变 频（100PR 旋转编码器）器 SIEMENS MMX-440C 卷绕圈数检测 （100PR 旋转编码器）PLC 步进 电机 卷绕张力检测 SIEMENS 控制器 （红外位置传感器）S7-300 SH CPU 314C 2H057 急停按钮等外部控制开关 触摸屏 （SIRMENS TP-177B）图 5-1 线材自动卷绕系统设计图 主轴 卷绕 电动机 步进 电动机 42BYGH 5.2 PLC 的选型 在该线材卷绕系统中，需要控制步进电动机。因此，使用的 PLC 需要具有
34、高 速脉冲输出功能。一般具有高速脉冲输出功能的 PLC 多为晶体管输出类型，学校能够实现高速脉冲输出功能的 PLC 有松下的 FP-0 系列和西门子的 S7-300 CPU 314C。而松下的 FP-0 输出端口少，内存小（可编程空间只有 2.7K）不能满足端 口数量和编程空间的要求。况且在线材卷绕系统中，需要精确的对卷绕主轴电动机进行精确的调速控制。主轴卷绕电动机是三相异步交流电动机，想要实现自动精确调节主轴驱动电动机的速度，必须选用变频器模拟量速度调节功能。而要实用上述功能。选用的 PLC 还必须具备 0-10V 或 0-5V 的模拟量输出功能。但是松下 。11欢迎下载 内心感受注意培养学
35、生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 F
36、P-0 系列 PLC 不具备模拟量输出功能。因此选用西门子 S7-300 CPU314C才能够满足设计要求。5.3 触摸屏的选型 在该线材自动卷绕系统中，需要应用触摸屏进行如下应用：1、对卷绕线材和卷轴的参数的设置。2、对线材卷绕装置的使用帮助说明。3、对卷绕状况的监控（包含卷绕长度的显示、卷绕动作的模拟以及故障和 错误的报警）。因此，能够满足以上应用要求的触摸屏需要具备多画面显示、动画显示、参 数的预置与监控等多种功能。为了使该线材卷绕系统的操作更加简便和人性化。因此，在这个线材卷绕系统的设计中我选用了西门子 TP-177 B pndp color 型 触摸屏。该款触摸屏具有 5.7 英寸的
37、彩色显示可触摸画面。集成 RS422/485接口。其机身内存为 2048KB。完全可以满足线材卷绕系统的设计要求。5.4 变频器的选型 在该线材卷绕系统中。需要应用 PLC 对驱动卷绕主轴的三相交流异步电动机进行大范围精确的无级调速。因此，需要应用变频器对该电动机进行调速控制。这样的调速要求需要变频器具有无级、大范围稳定调速的功能。我们在 PLC 的选型中已经说明，我们会利用 PLC 的模拟量输出功能控制变频器以实现这样的调速功能。所以，我们选择的变频器亦应该具有相应的模拟量输入控制无级调速的相 应功能。因此，在这个线材卷绕系统的设计中我选用了西门子的 MMX-440C 变频器作 为主轴卷绕电
38、动机的控制。因为该型号变频器能够兼容于西门子 S7-300 型 PLC 的模拟量输出实现主轴卷绕电动机的精确无级调速控制。5.5 旋转编码器的选型 在该线材自动卷绕系统中采用了旋转编码盘以采集线材的进入速度和卷绕 主轴的卷绕圈数，为达到规定的卷绕精度，该系统选用了 100p/r 的编码盘。当 旋转编码器旋转时，会在输出端在产生 VP-P 为 24V 的方波信号，每转一圈输出 100 个脉冲。可以提供给 PLC 的高速计数器，用于线材卷绕的速度控制和导向控制。5.6 步进电动机的选型 该卷绕系统的步进电动机是用来驱动线材导向机构。在设计中我选择的是二 相八拍混合式步进电机其主要特点为：体积小，具
39、有较高的起动和运行频率，有 。12欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在
40、寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 定位转矩等优点。本系统设计中采用串联型接法，其电气图如图 5-2 所示：图 5-2 步进电机电气图 5.7 步进电机驱动器的选型 步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。驱动器电源由面板上电源模块提供，驱动器信号端采用+24V 供电。驱动器 输入端为低电平有效。驱动器电流设定为 0.63A，细分设定为 8 细分。将 24V 电源接入驱动器，此时 驱动器的电源指示灯应点亮。将 24V 与 OPTO 端（驱动器使能端）连接起来。PUL 端是脉冲输入端。DIR 是方向控制输入端。5.8 其他设备选型 需要应用机械部分来实
41、现步进电动机每过一个细分，卷绕导向臂移动 1mm。13欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干
42、什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 6 线材自动卷绕系统的理论设计 6.1 线材自动卷绕系统的初步设计 在线材卷绕系统的设计中，一共分为 4 部分：1、线材进入速度测量采用旋转编码器直接给 PLC 输入线材进入速度。2、线材卷绕导向部分采用步进电动机驱动的机械导向器。其导向控制计算 方法是利用触摸屏输入的线材直径 d 和卷轴的宽度 H 以及卷绕的速度决 定的。3、线材卷入的速度 V 是由线材输入速度 v，线材直径 d 和卷轴直径 D 决定的。4、因为线材卷绕中，PLC 在线材进入速度识别和卷绕过程中存在一定的误差。因此还需要在该系统中加入卷绕误差控制
43、。6.2 卷绕的进入速度识别 在本项设计中，采用旋转编码器识别线材进入的线速度。设定线材每进入一米，旋转编码器产生 100 个脉冲（通过机械结构解决）则可通过 PLC 编写程序计算出进入速度。根据公式 进入 PIC 的线材长度（取 1cm 为标准单位，设脉冲个数为 N）：S=1*N（6-1）进入速度（令 t=1s）：v=S/t （6-2）6.3 卷绕速度计算 设卷绕时卷轴的角速度为则卷绕的线速度：V=R*（6-3）为完成卷绕要求，则需要做到线材卷绕的线速度与线材的进入速度相等。则 有：。14欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的
44、氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 V=v（6-4）S/t=R （6-5）所以：=s/(RT)（6-6）在上式中
45、R 是未知的该 R 经画图分析与卷轴直径 D卷绕层数 X 和线材直径 d 有关，线材在卷绕过程中，每卷绕一层，卷轴的半径就增加了一个 d（线材的直径）。此外，为了增加卷绕速度的计算精度。还不应忽略在卷绕中的最外层。因此，还 需在卷绕半径上卷上最外层的增加的卷绕半径 d/2。卷绕半径计算公式为：R=D/2+Xd+d/2（6-7）6.4 线材卷绕导向部分 该导向部分是由步进电动机驱动摆臂进行线材卷绕中的导向动作。步进电动 机是以转动角度控制摆臂的摆动量。摆臂尖端的摆动幅度为卷轴的宽度 H。在线 材卷绕开始之前，摆臂是在中间位置（与卷轴垂直，并且垂足位于卷轴横向的中点）。当用户通过触摸屏输入卷轴宽度
46、 H 后。摆臂尖端向左移动到与卷轴左端对齐。此时用户在导向臂中穿入待卷线材，并与卷轴固定。按开始卷绕按钮启动卷 绕装置。在设计中，卷轴转动圈数测定依然采用旋转编码器。卷轴每卷绕一圈，PLC 会给控制导向臂的步进电动机发送运动信号，让导向臂尖端向右移动一个距 离 d(线材直径）当运行卷绕至卷轴最右端是，一共移动了 X 次。X H/d-1（6-8）当导向臂向右移动了 X 次时，卷轴的第一层已被卷满。此时卷绕第二层。此时每缠绕一圈导向臂向左移动一个 d。如此往复。完成卷绕导向过程。6.5 卷绕的长度测定 在本系统中，用户可在系统的触摸屏中输入要求卷绕的长度，启动该卷绕系 统开始卷绕后系统的进入速度测
47、试编码开关会累计卷绕长度。当卷绕长度达到用 户预设值时。系统自动停机。并在触摸屏上显示卷绕完成信号。15欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟主动探究中认识生字读懂故事初步了解春天的特点学习目标认识醒雷等个生字会写说话等化重点难点识字写字朗读课文教学课时两课时第一课时教学目标认识八个生字写好说话两个汉字正确朗读课文学习背诵在朗读背诵的过程中感悟春天的美丽课前准备生字卡片和词语卡片自备田字格游戏题板教学过程一激趣引入新课有一幅美丽的图画想看看吗你看到了什么感受春天大地复苏的情景二初读了解短文同学们春天
48、来了到处都是春天的气息你们看这幅图上的小朋友们在干什么有的在拍照有的在寻找春天有的在唱歌第页学习必备欢迎下载师总结是的他精品文档 6.6 卷绕的误差补偿 因为线材卷绕中，PLC 在线材进入速度识别和卷绕过程中存在一定的误差。因此还需要在该系统中加入卷绕误差控制。该误差控制的基本思想为：在线材导向机构与卷轴之间加入三个卷绕误差测定装置，在本人的设计中，本人采用的是三个红外位置传感器。三个传感器纵向排列，自上而下分别为线材卷绕过紧传感器卷绕正常传感器和卷绕过松传感器。在线材卷绕过程中，线材导向机构与卷轴之间的线材自然下垂。此时线材在过紧与过松传感器之间，可能会触发卷绕正常传感器，但此时卷绕力度在误
49、差允许范围内，不会引起卷绕速度的变化。当卷绕过紧时，线材绷紧。卷绕过紧传感器动作，给 PLC 发送卷绕过紧信号。此时 PLC 会在正常的卷绕速度 V 中，减去过紧调节速度 v 松（该参数应在触摸屏中预置，默认为 0.1m/s）。此时卷绕速度减小，线材卷绕变松。缓慢下垂。当线材触发卷绕正常传感器时，PLC 将过紧调节减去的速度 v 松 去除。此时线材的卷绕速度恢复为 PLC 根据公式计算的正常卷绕速度 V。当卷绕过松时，线材下垂，触发卷绕过松传感器。这是 PLC 会在正常卷绕速度中加上过松调节速度 v 紧。这时线材加速卷绕，线材缓慢绷紧。当触发卷绕正常传感器时。卷绕速度恢复至正常卷绕速度 V，完
50、成误差调节要求。7 线材自动卷绕系统的程序设计 7.1 IO 分配 I0.0 开始按钮 I0.1 卷绕进入速度旋转编码器输入 I0.2 卷绕圈数旋转编码器输入 I0.3 急停按钮 I0.4 卷绕过紧传感器输入 I0.5 卷绕正常传感器输入 I0.6 卷绕过松传感器输入 Q0.0 变频器模拟量输出 VA0 变频器模拟量输出 M 变频器模拟量输出 Q0.1 导向步进电动机步进脉冲输出 Q0.2 导向步进电动机方向电平输出 Q0.3 导向步进电动机脱机电平输出 。16欢迎下载 内心感受注意培养学生对事物有正确的情感态度使朗读成为学生学习和探究的重要手段让学生在自主民主的氛围中学习自主地读说在自读自悟