西门子6ES221-1BH22-0XA8原装代理
一、任 务 书
1、课题概述
卷幅式广告机是一种机电一体化装置，它适用于大型体育场馆在举行体育比赛时进行商业广告和精神文明宣传，是一种比较实用的媒体工具，做广告宣传效果。其工作原理如下图所示：
为了简化课题设备，本次设计采用实验室的模拟实验板来代替广告机实物进行模拟运行。实验面板布置图如下：
2、控制要求
⑴ 接通电源后，按下启动按钮SB1，正卷电动机开始运行，经30S延时电动机达额定转速，离合器1线圈由接触器KM1接通，使上卷筒作顺时针转动。
⑵ 当某一幅画面接近指定位置时，光电传感器GD1发出正转一幅到位信号，使反转接触器KMB1动作，制度时间约5S，画面准确停留指定位置。
⑶ 每幅画面在指定位置停留3分钟以展开广告内容，然后控制系统应能自动启动电动机仍按顺时针方向转动，继续上述过程，实现画面切换。
⑷ 直到画面切换8次后，第9幅画面停留在指定位置5分钟。此时自动切断电动机电源，并自动驱动反卷电动机工作，反卷过程与正卷过程相同。如此周而复始重复上述过程。
⑸ 如果按下总停按钮SB2或停电，系统应能记忆当时的运行状态，保证在重新按下电动按钮时，能接续原来的状态运行
3、课题设计内容及要求
⑴ 内容：
① PLC空制器的选型，正确配置系统硬件。
② 写出I/O地址，并生成符号地址表。
③ 用梯形图方式正确编程。
④ 正确连接PLC与模拟实验板，检查无误后运行并调试程序。
⑤ 写出完整的课题设计报告。
⑵ 要求：
① 梯形图程序正确无误。
② 调试时无安全事故。
③ 设计报告采用A4格式打印。
二、主 要 内 容
1、课题调查
⑴、 卷幅式广告机控制面板简图如下
⑵、控制要求
①、按下启动按钮SB1后，正卷电动机开始转动，30秒后正卷离合器线圈得电，合上离合器，带动画面转动。
②、当光电传感器检测到幅画面已到达指定位置时，启动反接制动装置，5秒后使画面准确停在指定位置。
③、画面在指定位置停留3分钟，然后重复上述过程，实现画面切换。
④、当切换到第9幅画面时，画面到达指定位置后，停留5分钟，随后正卷电动机电源被切断，启动反卷电动机，反卷过程与正卷过程相同。
⑤、任何时候停电或按下总停按钮，都能实现记忆当时的运行状态，启动后仍能接续以前的动作。
2、PLC知识
PLC是一种数字式运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备，都应按易于工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
PLC的主要特点是可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、设计、安装容易，维护工作量少、功能完善、功用性强、体积小、能耗低和性能价格比高。
PLC的工作原理是循环扫描的工作原理，也就是从自诊断→与编程器通信→读入现场信号→解用户程序→输出结果→自诊断的周而复始地重复。
PLC采用的是典型的计算机结构，它主要包括：⑴中央处理单元CPU；⑵存储器；⑶输入/输出存储器；⑷输入、输出接口；⑸电源；⑹总线系统。
中央处理单元（CPU）的主要任务：⑴从存储器中读取指令；⑵执行指令；⑶取下一条指令；⑷处理中断；⑸自诊断。
输入/输出接口（I/O）的主要任务：⑴获取现场信号；⑵对信号进行处理；⑶转换电信号；⑷隔离CPU电信号。
存储器主要类型有：⑴系统存储器ROM；⑵用户存储器RAM、EPROM、EEPROM。
3、硬件配置（PLC机型、I/O模块选型和点数）
⑴、 选用：S7-300型
⑵、 电源配置：PS307型
⑶、 CPU选用：CPU315-2DP型
⑷、 输入模块选用：数字量为16点的输入模块（SM321 I0.0~I1.7）
⑸、 输出模块选用：数字量为16点的输出模块（SM322 Q4.0~Q5.7）
4、PLC控制系统的赋值表
5、程序设计及说明
Network 1
Network 2
6、调试结果
上机调试能够正常运行
① 用按钮模拟启动、停止开关；
② 用按钮模拟广告一幅的输入；
③ 用按钮模拟光电传感器的检测输入，电机能在预定的时间内停止；
④ 模拟广告到达后一幅，能按设定的时间停留后，进行反转；
⑤ 任何时候按动停止按钮，都能即时停止，再启动后，能恢复原有的操作状态
喷气织机的引纬方式是用喷射出的压缩气流对纬纱进行牵引，将纬纱带过梭口，大特点是车速快、劳动生产率高，适用于平纹和纹路织物、细特高密织物和批量大的织物的生产，是无梭织机中先进，为成熟的产品。
喷气织机通过张力传感器检测经纱总张力，由 CPU 控制由开口、松经、送经、经轴的卷径变化而发生的经纱张力变化，从而保证送经精度并使经纱保持恒定的张力。并采用电控送经机构，根据织机停台时间由计算机控制伸长，使织轴倒转。
由于喷气织机采用了微机技术以及其他电子技术，对全机的运动进行控制，尤其对产品质量的自动监控，使得喷气织机的生产效率大大提高，产品质量得到保障。织机上还安装了很多监控传感器，使得织机具有自动运行及程序控制的功能。
目前国产喷气织机电控系统都基本上要求具备了以下功能：
1、? 电子卷取功能；
2、? 电子送经：有单经轴、双经轴两种；
3、? 储纬控制：4色自由选纬，主要的储纬方式有FDP和IRO定长型两种；
4、? 引纬控制：多有4个主喷、4个剪切喷或辅助主喷嘴、18个辅喷、1个牵伸喷的高低压控制；
5、? 电子多臂：16片电子多臂；
6、? 织机的动作控制：正转、反转、快车、停车、正找纬、反找纬、急停、短纬、长纬、断经、绞边、废边断纱检测等的检测；
7、? 门幅越来越宽，一般到360毫米，入纬率越来越高，一般到1800米/分钟；
由于国产纺织机械要求电气控制系统，性能高、稳定性好、维修方便、故障率低，好买回来就能用，用几年也不要保养维修，因为厂家基本没有的电气维修工程师；要求能适应高温高湿、多毛羽和粉尘，电源波动大，群机干扰大，连续24小时不间断长期工作，大部分厂条件一般都比较差；总之各种市场很大，要求很严格，但对价格控制更紧。
在OMRON喷气织机整体应用方案中（右图为OMRON喷气织机控制系统实物图），角度传感器采用了OMRON公司的E6B2-C型增量型光电编码器，可准确地给出织机任何定位角度，控制精度达1度。此编码器一路给PLC提供角度信号，一路给阀门控制板提供角度信号。
主控部分采用OMRON公司CP1H系列CP1H-XA40DT-D可编程序控制器，该PLC内置功能强大，具体功能及控制对象如下：
内置4轴高速计数功能（单相100kHz，相位差50 kHz），接入旋编信号，在选用360P/R编码器，车速为1200转/分时，高速计数器输入脉冲频率为7.2KHZ，有很大余量。
CP1H内置8点中断输入功能，可捕捉宽度为50uS脉冲，响应频率为5kHz。当使用FDP储纬器时，FDP的FP信号及编码信号采用中断输入，当FDP高3000转/分时，频率为1.2KHZ，4个FDP用4路中断，完全达到要求。
CP1H内置4路模拟量输入2路模拟量输出功能，大分别率为1/12000，经纱张力信号通过内置的模拟量输入进PLC。2路模拟量输出可控制两只FDP驱动用的变频器，来调节FDP电机转速，控制纬纱张力。
CP1H还内置了4轴脉冲（100 kHz）的定位功能。电子卷取和电子送经（双经轴）系统多是3轴伺服电机，配合采用OMRON公司的SMARTSTEP Z系列交流伺服电机可实现位置控制，卷取主动棍定位精度可达0.0001毫米，送经经轴定位精度可达0.0005°，足够满足织造要求。
通过CP1H内置的两个RS232C或RS485通讯口之一的RS485口和触摸屏通讯，适合于显示器和电箱分离式的环境，用一个RS232C口和阀门控制板通讯，满足快速控制的要求。
欧姆龙系统方案配置图
送经卷取系统采用OMRON公司的SMARTSTEP Z系列交流伺服电机，具有体积小，节省安装空间；设定方便，设定极其简单；完全自动调整，不会失调等优点。
储纬控制系统采用OMRON公司的3G3MZ变频器，该变频器搭载了自动调整功能的无传感器矢量控制，控制性和应答性有了很大的提高，内置的CE规格的噪音滤波器，不会对别的设备造成影响。外型新颖，接线方便。FDP的转速反馈用中断方式进PLC，根据设定选纬程序和每纬放纱圈数，并和车速连动，通过PID运算后，由PLC的模拟量输出到变频器，调节FDP电机的转速，控制纬纱张力，达到稳定放纱和储纱的要求。
喷气织机的显示器采用OMRON的5.7英寸16级灰度单色屏NT5Z或者NS系列 8英寸彩屏通过其独有的SAP程序库、支持多达1000种配方以及多语言切换功能，与欧姆龙控制器与器件之间进行了简易化的连接和画面制作，大幅度节约了产品开发时间。
喷气织机的显示画面
采用OMRON公司整体解决方案后，优化 了喷气织机的工艺结构，使其控制核心更加简单、可靠、稳定，更增加了抗干扰能力，降低了故障率低。
