滑轮拉丝机控制系统plc改造设计

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1、滑轮拉丝机控制系统PLC改造设计摘要：文章介绍了LW-5/600滑轮拉丝机控制系统PLC改造设计，阐述了PLC、触摸屏、变频器控制系统的设计方法和思路，对硬件选型、传动方式和ModBus通讯做了详细的介绍，给出了变频器参数值的设置方法。实践证明，拉丝机控制系统改造达到较好效果，已在各子公司广泛运用。关键词：滑轮拉丝机改造；PLC控制设计；触摸屏；ABB变频；ModBus通讯中图分类号：TG355文献标识码：A文章编号：1009-2374(2013)02-0032-03焊条拉丝生产设备为老式滑轮式拉丝机，电控采用传统接触器控制，机械调速，速

2、度最高250m/mino且只能配多台小切丝机切棒丝，效率极其低下，且安全性差，调速极其不方便。随着公司的发展，该机型越来越不能满足生产需要。因此在公司进行板仓基地扩能工程时提出改进该设备，将传统控制模式改成PLC、触摸屏控制，变频器调速。新拉丝机命名为LW-5/6005头滑轮拉丝机，无收卷机，直接在线与高速切丝机联机使用，省了收卷与放线的中间环节，提高使用效率。由此开发设计的电气控制的拉丝机设备具有灵活性高、稳定性强、操作简单、维护方便等优点。1控制系统构成改造后的滑轮拉丝机由变频调速系统、主控制器PLC系统、检测与报警、触摸屏监控等部分

3、组成。控制思路：PLC为主站，TP177A为人机界面，采用ModBus(485)通讯方式与ACS550变频器通讯，各变频器通过ModBus实现运行。系统结构和组成框图如图1所示：图1系统结构和组成框图2控制方式采用PLC加触摸屏的智能控制模式，通过触摸屏修改各参数，经PLC处理后控制各个变频器运行。拉丝机的输入、输出、启动、停车、点动、速度控制以及其他相应的逻辑控制关系均由PLC可编程控制器完成。PLC将运算结果通过ModBus总线发送给各个变频器，采用485通讯接口接受指令,各个变频器根据PLC的指令运行。触摸屏监控电机的运行状态和故障

4、报警。3硬件选型西门子S7-200是西门子1995年生产的新一代微型PLC,其性价比极高，目前已在各个领域广泛运用。它结构紧凑，扩展性能好，指令功能强大，价格低。编程软件STEP7-Micro/WIN32能方便地在Windows环境下进行编程、调试和监控，完全能满足滑轮拉丝机的控制要求。CPU模块选为6ES7216-2BD23-0XB8,继电器输出型，24输入/16输出。2块数字量模块6ES7223-1BH22-0XA8和6ES7221-1BF22-0XA8,10点共计64点，满足滑轮拉丝机的启动、停止、计米、断线急停、制动等数字开关量的

5、要求。1块模拟量模块6ES7232-0HB22-0XA8,具有2个模拟量输出通道，采用一10v〜+10v电压信号或者4〜20MA电流信号。每个通道均可进行AD转换，可将调速数字量信号转变成模拟量信号直接输送给变频器控制电机转速。触摸屏选用西门子TP177A型；变频器选用ABB的ACS550系列失量型变频器。该变频器控制方式为无传感器矢量型，具有优良的速度控制和转矩控制特性、完整的保护功能以及灵活的编程能力。4传动控制滑轮拉丝机卷筒电机第一头37kW,其余4头均为30kWo启动要求第一头拉丝电机具有较高的启动转矩。通过模拟量模块输出的速度给

6、定信号传给变频器调速，电机能点动和联动相互投入和切除。电机的启动停止、点动和联动等由ModBus总线控制。电机满载起动，起动转矩要达到150%额定转矩，最高线速度达到10m/s；停止时，变频器都会按照设定减速运行，均匀减速到零，然后抱闸制动。变频器任何时候按矢量控制，低频高转矩输出，低速穿模速度稳定，启动过程平滑，高速运行稳定。图2电机传动控制图5通讯方式ModBus通信协议是Modicon公司提出的一种报文传输协议，它已经成为一种通用工业标准。硬件采用RS-485,主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答。波特率采用9600bit/

7、soS7-200PLC中支持USS、ModBus以及Profibus等多种通讯协议方式。不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。本次设计中S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN32带有ModBus通讯指令，主站侧需要编写”MBUS_CTRL”和”MBUS_MSG”指令程序，从站侧需要编写”MBUS_INIT”and“MBUS_SLAVE”指令程序。必须要保证主站与从站的”Baud”和”Parity”的参数设置要一致，并且程序块”MBUS_MSG”中的”Slave”地址要与程序块”MBUS_INIT”中的”Addr

8、”所设置的一致。在现场我采用ModBus的通讯主站是S7-200的PLC(CPU226),ModBus从站分别是5台ACS550变频器，通讯是RTU格式，波特率9600bit/s,无校验，主站