基于PLC和变频器的包装印刷机控制系统的设计样本.docx

基于PLC和变频器为核心包装印刷机控制系统设计姓 名 系 名 专 业 指引教师 5月 6日摘 要运用模仿或数字载体将媒质（如色料）转移到承印物上过程，叫做印刷。印刷是获得高质量，大批量印刷品最重要复制过程，卷筒纸胶印机重要用来印刷杂志，报纸等印刷品，它产品质量取决于张力控制。当代印刷机几乎无一例外地采用了变频器张力控制系统，这种控制方式特点是：运营可靠、机械磨损小、控制精度高，合用于高速多套色凹版印刷机。通过本人在日邦印刷厂实习经历和对凹版印刷机接触与理解，理论结合实践， PLC，变频器，通信技术构建一种以PLC和变频器为核心完整卷筒纸胶印机张力控制系统论文重要内容如下：1概述了变频器与PLC工作原理和性能；2推导了浮辊检测系统模型、变频器交流异步电动机传动模型，完善了收放料装置动力学模型、张力模型、收料张力控制模型；3在数学模型基本上，开发了系统控制应用程序。4编写出PLC与变频器自由口通信合同，得出新型控制方案。核心词：印刷机；张力控制；变频器；PLCAbstractVector using analogue or digital media (eg，pigment) transferred to the substrates on the process，called the printing. Printing is to obtain high-quality，high-volume printed copy of the most important process，web offset press is mainly used to print magazines，newspapers and other printed matter，it depends on the tension control product quality. Modern web offset press has generally followed the transducer tension control system，this control method is characterized by：Run a reliable，mechanical wear is small，high control accuracy. Through my internship in the print factory of the contacts and understanding to integrate theory with practice，through plc，converters，communications and other technology to build a PLC and inverter as the core of a complete web-fed offset press Tension Control System . 1. An overview of inverters and PLC working principle and performance；2. Derivation of the dancing roller inspection system model，and improved dynamic model Unwinding tension model；3. In the mathematical model developed on the basis of the system control applications. First，PID control algorithm is used for the control strategy to verify the model is reasonable.Through the completion of the above paper in order to achieve constant tension control，the purpose of improving print quality to meet production needs.Key Words：Tension control；inverter；PLC目录摘 要IVAbstractV第1章 绪论31.11.1课题背景31.1.1 凹版印刷机工艺以及印刷原理31.1.2 凹版印刷机发展历史31.2 课题国内外研究现状31.2.1 三电机张力控制系统简介31.2.2 PLC控制变频调速系统41.3 论文研究目和内容41.4 论文构造5第2章 系统总体设计方案62.1 印刷机控制系统基本设计环节和设计功能62.1.1 基本设计环节62.1.2 印刷机变频器控制系统基本设计功能62.2 基本工作流程72.3 系统构成方案7第3章 系统硬件选取及接线原理101.23.1硬件选取103.1.1 电动机103.1.2 张力传感器103.1.3 变频器113.1.4 PLC选用123.1.5 热继电器选取123.2 系统硬件接线123.2.1 系统主电路接线图133.2.2 PLCI/O分派表133.2.3 PLC外部I/O连接143.2.4 收卷、放卷变频器(先后牵引变频器)端子接线图143.2.5 主牵引变频器端子接线图16第4章 系统软件设计174.1 系统软件设计174.1.1 系统总流程图174.1.2 三菱PLCPID设定184.2 系统梯形图22结论25参照文献26附录一27附录二42附录三43道谢46不要删除行尾分节符，此行不会被打印千万不要删除行尾分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘掉把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 1.1课题背景本文来源于对外包装印刷机生产设计实例研究，目是进一步完善一套基于可编程控制器(PLC)技术与变频器技术电机张力控制系统。1.1.1 凹版印刷机工艺以及印刷原理 凹版印刷方式作为包装印刷市场上最佳印刷方式泛被应用，由于对于被用为包装材料薄膜、纸、铝箔和除此之外其她材料，都可以使用该类型印刷机对其进行印制。此种印刷方式具备如下长处: 1印刷油墨层厚实，图像色泽好，层次丰富，效果高清。 2印刷品无缝隙，广泛应用于印制持续图印刷品工业生产中。 3印刷系统使用周期长，并且具备故障报警维修特性。 4此种印刷办法对油品规定较低，因此可以对各种材质印刷物进行印刷。1.1.2 凹版印刷机发展历史20世纪五十年代在中华人民共和国上海建业义华机器制造股份有限公司制成了第一台凹版印刷机。20世纪七十年代上海人民机器厂制成单张纸单色凹印机，二十世纪八十年代北京人民机器厂制成卷筒纸四色凹印机。随后某些工厂也制成了印刷塑料薄膜卷筒材料凹印机。凹印机在中华人民共和国生产数量不是太多，品种相对也较少，在印刷工业中凹版印刷这种印制方式占比重也比较小。1.2 课题国内外研究现状19世纪以来，凹版印刷机发展经历了如下几种发展阶段。无论在生产率方面还是在操作自动化方面，都在不断提高和改进。体当前张力控制方面体现为经历了磁粉张力系统交流电动机变频调速控制系统伺服电动机无轴控制系统几种发展阶段。在国内，变频驱动系统才起步不久，在伺服电机无轴驱动方面研究也不多，本文基于这种因素，以变频驱动凹版印刷机为研究对象，基于三电机张力控制系统进行理论研究工作，为后来五轴驱动开发打下坚实基本。1.2.1 三电机张力控制系统简介凹版印刷机控制系统重要是由可编程控制器与三台变频器(分别控制放卷电机、收卷电机和主电机)构成，这种控制方式简称为三电机同步控制方式。实际应用中采用PC机或者可编程控制器作为上位机，以一台或多台PLC作为下位机，每台下位机通过PLC扩展模块与若干台智能设备进行通信，从而实现分布式控制，可以实现复杂控制功能。当前最为领先控制系统当属使用单台可编程控制器，通过数字量输出控制三个变频器启动或者停止，通过模仿量输出扩展模块EM232调节变频器运转速度指令。这样就节约了可编程控制器通信网络自身成本，但是PLC输入输出点数是有限制，使用扩展模块控制变频器影响了整机功能扩展并且由于模块模仿量数字量转换影响系统运营速度。1.2.2 PLC控制变频调速系统由变频器、电机和可编程控制器构成印刷机控制系统，通过控制驱动印刷版筒主电机以及放卷和收卷两个个电机线速度同步来达到张力稳定，具备影响反映速度特点，并且可以提供良好设定功能，以满足各种材料工艺特性。近来几年，由于变频器应用范畴越来越宽，并且各个厂家生产变频器所具备技术也在日益完善，因此使用变频器对电动机电源进行改造已经成为提高能源运用率，进一步节约能源重要办法。n60f(1s)/p (1-1)表1-1 式1-1中各量含义式中变量所代表含义(单位)n电动机转速(rad/min)f电动机频率(Hz)s电动机转差率P电动机极对数 表1-1为式(1-1)各变量物理意义。转速n与频率f成正比，频率f变化会导致电机速度变换，当频率f在050Hz变化通用范畴内时，转速变换将会有着很大幅度和范畴。而咱们普通所用变频调速原理就是通过频率在电源上变化实现。交流与直流转换是变频器特点，一方面通过转换咱们平惯用50Hz频率交流电变成方向不变化直流电，然后通过逆变再变回交流电，其电压与频率均可控制。1.3 论文研究目和内容凹版印刷机是一种复杂控制对象，重要体当前几种方面：一方面，几种环节彼此有关性强，其中一种环节张力发生变化，其他环节张力也会随之产生变化；另一方面，由于印刷材料材质不同，纸卷不圆或纸张不均匀，印刷滚筒凹槽或其她因素都会引起纸带张力波动；最后，各种外界因素(例如机器拖动不稳定)也也许影响到整个系统工作状态。因此说印刷机系统是一种复杂控制系统，本文着重论述了凹版印刷机工作过程，工作原理，控制系统设计等针对基于PLC变频器控制凹版印刷机电机转动，从而达到令张力恒定目。以便获得更高品质印刷制品。本论文重要工作如下：本系统将 PLC与变频器有机地结合起来，采用以被印刷材料张力数值为主控参数，实现对印刷机张力有效控制，使印刷机制品达到抱负效果。PLC控制系统具备对印刷机电机过热保护、故障报警等功能特点，为印刷机控制系统提供一条新途径。在简介印刷机基本构造基本上，进一步分析了印刷机工作原理，阐述了PLC长处及特点，重点分析了印刷机硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC凹版印刷机变频器控制系统设计实现方案。1.4 论文构造论文重要分为个某些：第一章为绪论，重要简介了凹版印刷机发展历史，论文重要研究目，论文研究意义。第二章简介了印刷机控制系统总体设计方案，整个系统需要完毕设计功能。第三章阐述了系统各某些硬件构成及原理。第四章着重简介了PID模块软件编写，及某些软件设计。第2章 系统总体设计方案2.1 印刷机控制系统基本设计环节和设计功能2.1.1 基本设计环节基于PLC设计，一方面要拟定控制对象及其控制范畴，接下来，要对PLC型号进行选定，针对控制对象规定，分派I/O点数。下面分为两个某些，分别为软件设计和硬件电路设计，一方面进行硬件设计，涉及外部电路设计和对PLC安装配线。软件设计涉及对程序设计和程序编完毕后来对程序调试，如果程序调试没有通过，那么就会回到程序编写上来。当硬件和软件编写工作完毕之后，进行工控现场调试，依照设计与否符合规定，调节硬件或者软件，依次来完毕设计规定。基于PLC系统设计环节图如图2-1所示。图2-1 系统设计环节2.1.2 印刷机变频器控制系统基本设计功能本设计为满足凹版印刷机张力恒定规定，系统详细设计规定如下：1本系统控制对象为对凹版印刷机变频器进行控制，进而对整个印刷机各环节张力进行控制。2本系统为手动和自动两种工作模式，具备故障报警、运营批示灯、控制电机加速、减速等功能。3运用张力传感器测定运营系统张力，当张力数值超过设定报警上限时，发出报警信号。当张力数值介于设定数值之间时，将张力信号转化为电信号输入经PID运算后，输出给变频器，控制电动机运营。2.2 基本工作流程 1在整个系统开始工作之前先按下警铃按钮，此时是为了避免浮现不必要意外事故。2按下启动按钮，此时控制凹版印刷机印刷某些主电机还不开始运营，而控制前牵引和后牵引将依照张力传感器所测张力值大小，通过张力传感器将张力变化大小转换为电信号反馈到PLC当中进行比例、积分、微分运算后，再输出给前牵引变频器和后牵引变频器，通过编码器，对张力进行进一步调节。3当印制品前牵引和后牵引处张力都达到稳定期，主牵引才开始运转。4按下加速按钮，此时主牵引才进行启动加速。5当线速度达到10-15米/分钟时候，才对主牵引停止加速，当人工调节印刷套准之后达到套准规定，再次按下加速按钮继续加速运营。6前牵引和后牵引初张力传感器在整个控制过程都检测所在处张力值与否发生变化，目将张力大小调节到稳定平衡状态。2.3 系统构成方案整机控制采用三菱FX2N-16MR系列PLC、变频器以及张力传感器构成闭环控制系统。张力传感器将当前张力转化为电信号，以模仿信号反馈给可编程控制器；此时，PLC依照任务规定以及自身程序，计算出相应输出，通过自由口通信读取变频器工作状态，并向变频器发出指令，保证各个电机工作在同步状态，使张力保持稳定。系统示意图如图2-2所示，整台机器张力控制实际分为三段张力：放卷、收卷、印刷。其中可编程控制器为整个系统构成核心某些。系统中重要执行元件动作均由可编程控制器输出点控制，PLC依照设计规定，时刻调节输出指令。图2-2 系统示意图变频器工作原理如图2-3所示，将动力电源通过三相全波整流、直流平滑后来，通过脉宽调制方式对逆变电路半导体开关元件进行启动或者关断，并且通过调节输出脉冲宽度，将平滑电路输出直流电源转换为频率和电压都任意可调交流电源，来实现对异步电动机调速控制。图2-3 变频器构造框图系统上电之后，可编程控制器即开始扫描各个输入点状态，并且检查通信接口与否可用。当连接至PLC 开关量输入端启动、加速等按钮依次动作后来,PLC依照顾客编写程序，向变频器发送指令。在PLC发送数据包中，速度指令相应着变频器模仿量指令输入，变频器正是依照这个指令来调节PWM控制电路输出。当张力发生变化(如材料松紧限度、机器运营速度、收放卷直径大小等影响因素)，张力传感器作用，通过张力传感器转化为电信号把引力信号反馈到PLC进行PID运算后，输出给前牵引变频器和后牵引变频器，进行张力调节，在主牵引运转前薄膜张力就达到稳定。进而达到张力稳定。如图2-4所示为基于PLC与变频器恒张力控制过程示意图。图2-4 基于PLC与变频器恒张力控制过程示意图第3章 系统硬件选取及接线原理1.2 3.1硬件选取基于凹版印刷机系统特点，需要选取规格一定电动机、传感器、PLC以及变频器，本节重要简介硬件选取过程。3.1.1 电动机本论文中电动机用于牵引印刷材质，达到放入印刷系统和从印刷系统中卷取后取出目，同步通过电机转速达到对整个系统加速减速目，因此采用交流三相异步电动机，选用交流电动机规格为额定电压为380v、额定功率为3000w、转数为3000r/min。下面简要简介一下三相异步交流电动机：1工作原理：当电动机三项定子绕组(各相差120度电角度)，通入三项交流电后，将产生一种旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路)，载流转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相似3。图3-1 三相异步电动机基本构造图3.1.2 张力传感器张力传感器在印刷机变频器控制系统中作用为：卷筒纸印刷时，应保证纸带在印刷过程中张力大小保持恒定不变。因素有三点：一方面，张力太小会导致纸带松弛、褶皱、套印不准等弊病发生；另一方面，张力过大，会增长机器负荷和增长纸带应力，且超过其强度极限就会断裂；最后，张力不稳定，纸带会发生跳动，以至于会浮现套印不准、重影等问题。特别是机器启动、停车时，张力不稳，会导致断纸、拥纸等影响印刷质量问题。基于以上问题，本文采用是测量压力电位器式压力传感器，其原理为当张力发生变化时将压力传递给弹簧管，此时弹簧管发生一定角位移，接着电位器产生一种数值变化，电阻值也随之变化，得到一种电压信号，传递给PLC进行下一步工作。工作原理如图3-2。图3-2 压力传感器工作原理依照系统设计规定选用施密特公司TSB1,此款传感器特点为持续测量低高张力范畴胶片、绷带、塑料薄膜等宽体材料张力。五个张力范畴可选：从0-100cN到0-cN，导线轮宽度可在下7mm到20mm之间调节轮子宽度应与被测材料宽度相匹配。3.1.3 变频器一方面通过转换咱们平惯用50Hz频率交流电变成方向不变化直流电，然后通过逆变再变回交流电，其电压与频率均可控制。本次设计中采用模仿量控制变频器，三菱PLC有许多特殊功能模块，而模仿量模块则是其中一种，它涉及数模转换模块和模数转换模块。例如数模转换模块可将一定数字量转换成相应模仿量(电压或电流)输出，这种转换具备较高精度。在设计一种控制系统时，经常会需要对电机速度进行控制，运用PLC模仿量控制模块输出来对变频器实现速度控制则是一种经济而又简便办法4。1模仿量模块输出信号选取：通过对模仿量模块连接端子选取，可以得到两种信号，010V或05V电压信号以及420mA电流信号。这里选取0-10V信号进行控制变频器。 2模仿量模块增益及偏置调节：模块增益可设定为任意值。然而如果要得到最大12位辨别率可使用04000。可对模块进行偏置调节，例如数字量04000相应0-10V。本次设计中选用三个变频器均为MD320型号，依照所带动电机适配功率不同，分别选取了MD320T7.5GB变频器和MD320T3.7GB变频器。1主牵引变频器：依照系统设计规定选用深圳汇川MD320T7.5GB变频器： 此种变频器具有一种高速脉冲输出端子(可选为开路集电极式)，0kHz50kHz方波信号输出，可实现设定频率、输出频率等物理量输出。一种数字式输出端子(可扩展至两个)一种继电器输出端子(可扩展至两个)一种模仿输出端子(可扩展至两个)，分别可选0/4mA20mA或0/2V10V，可实现设定频率、输出频率等物理量输出。MD320系列输入输出端子数：5个DI(双向输入，1个高速口)，2个AI，2个DO(1个高速口)，1个AO，1个继电器(可扩展I/O)。2收卷、放卷变频器：都选用深圳汇川MD320Y3.7GB变频器：此种变频器输入电压：单相220V、三相380V、电源容量(KVA)：1.040、输入电流(A)：5.462、输出电流(A)：2.369、适配电机(kW)：0.430。3.1.4 PLC选用选用三菱FX2N-16MR系列，8个模仿量输入、8个继电输出输出。编程指令很强，运营速度不久，可合用于规定较高场合。FX2N 是FX系列中功能最强、运营速度最快PLC。基本指令执行时间高达 0.08s，超过了许多大、中型 PLC，FX2N 顾客存贮器容量可扩展到16K，FX2N I/O点数最大可扩展到256点，FX2N 有各种模仿量输入输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置控制模块、RSRS-232C/RS232C/RS-422/RS422/RS-485485串行通信模块或功能扩展板、模仿定期器扩展板等。当这些特殊功能模块和扩展板被使用时，可以实现对模仿量控制、位置控制和联网通信等功能。3.1.5 热继电器选取热继电器原理为当流入热继电器电流通过继电器中热元件并且产生热量时，热继电器中具有不同膨胀系数金属片受热膨胀，发生变形，当变形到达一定限度时，这种变形限度就会使连杆也发生相应变化，导致整个电路中控制电路断开，电路断开必然导致整个电路没有通电，从而主电路也就断开，此时电动机就停止运营，这就是运用继电器对电动机实现过载保护基本原理。依照系统设计规定，当线路发生故障时，需要切断电路以保证系统整体不会受到损坏，因此选用热继电器起到保护系统作用。3.2 系统硬件接线本节着重简介了系统主电路、PLC接线图、AD和DA模块接线图以及变频器端子接线图。3.2.1 系统主电路接线图如图3-3所示，该印刷机变频器控制系统有三台变频器，分别拖动三台电动机。合上空气开关后，当KM1、KM2、KM3主触点闭合时，电动机为变频运营模式，此时变频器控制电动机动作，从而变化当前张力状况。三个热继电器KR1KR3分别对三台电动机进行保护，避免电动机在过载时也许产生过热损坏。图3-3 系统主电路图3.2.2 PLCI/O分派表本系统中共有三个输入，分别为启动按钮SB1、急停按钮SB2、加速按钮SB3、减速按钮SB4、报警按钮SB5。同步，具备四个输出，分别为运营批示灯、警铃、前牵引变频器、后牵引变频器、主牵引变频器。PLCI/O分派表如表3-1所示。表3-1 PLC I/O接口分派表输入输出序号名称地址序号名称地址1启动按钮SB1X0001运营批示灯Y0012急停按钮SB2X0012警铃Y0023加速按钮SB3X0023主牵引变频器Y0044减速按钮SB4X0034后牵引变频器Y0055报警按钮SB5X0045前牵引变频器Y0063.2.3 PLC外部I/O连接依照设计需求，选用三菱FX2N-16MR CPU 控制核心FX2N系列可编程控制器。控制规模：16256点内置8K容量EEPROM存储器,最大可以扩展到16K，CPU运算解决速度0.550.7S/。基本指令：在FX2N系列右侧可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块,基本单元内置2轴独立最高100kHz定(晶体管输出型)拥有四个模仿量输入四个模仿量输出通道。如图3-4为PLC外部接线图以及模仿量输入、模仿量输出模块接线图，图中X0X7为八个输入继电器接口，Y0Y7为八个输出继电器接口。3.2.4 收卷、放卷变频器(先后牵引变频器)端子接线图本文采用深圳汇川MD320T3.7GB，此变频器特点为控制方式：无速度传感器矢量控制、有速度传感器矢量控制、V/F控制。控制对象：速度控制与转矩控制两种。通过各种参数组合可以精准实现实时控制。PID算法：先进PID算法，响应迅速且适应性强。十六段速度控制、摆频控制广泛应用在拉丝、线缆、纺织、化纤、电梯、印刷包装机械、健身机械、机床等行业。图3-4 PLC外部I/O接线图MD320系列变频器有丰富扩展卡选配件，涉及I/O扩展卡、Modbus卡、RTU总线卡、供水扩展卡等。多功能输入输出扩展卡有5个(DI6DI10)多功能数字输入端子，1个(AI3)模仿量输入端子。如图3-5为前牵引变频器和后牵引变频器端子接线图。图3-5 前、后牵引变频器端子接线图3.2.5 主牵引变频器端子接线图主牵引变频器端子接线图如下图3-6，主牵引变频器作用是控制整个系统运营主电机，当先后牵引变频器运营达到稳定期，按下启动按钮，此时主变频器才起到控制作用。图3-6 主牵引变频器端子接线图第4章 系统软件设计GX DEVELOPER是三菱PLC编程软件。合用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序线上更改、监控及调试，具备异地读写PLC程序功能。4.1 系统软件设计 本系统软件某些由GX DEVELOPER VER.7实现，编程界面如图4-1所示，基于三菱FX2N-16MRPLC进行了印刷机系统变频器控制设计。图4-1 GX DEVELOPER VER.7编程界面4.1.1 系统总流程图系统控制流程为：在整个系统开始工作之前先按下警铃按钮，此时是为了避免浮现不必要意外事故。按下启动按钮，此时控制凹版印刷机印刷某些主电机还不开始运营，而控制前牵引和后牵引将依照张力传感器所测张力值大小，通过张力传感器将张力变化大小转换为电信号反馈到PLC当中进行比例、积分、微分运算后，再输出给前牵引变频器和后牵引变频器，通过编码器，对张力进行进一步调节。当印制品前牵引和后牵引处张力都达到稳定期，主牵引才开始运转。按下加速按钮，此时主牵引才进行启动加速。当线速度达到10-15米/分钟时候，才对主牵引停止加速，当人工调节印刷套准之后达到套准规定，再次按下加速按钮继续加速运营。前牵引和后牵引初张力传感器在整个控制过程都检测所在处张力值与否发生变化，目将张力大小调节到稳定平衡状态。其控制流程图如图4-2。图4-2 系统流程图4.1.2 三菱PLCPID设定1FX2NPID指令PID指令编号为FNC88，源操作数S1、S2、S3和目的操作数D均为数据寄存器D，16位指令，占9个程序步。S1和S2分别用来存储给定值SV和当前测量到反馈值PV，S3S36用来存储控制参数值，运算成果MV存储在D中。源操作数S3占用从S3开始25个数据寄存器。PID指令是用来调用PID运算程序，在PID运算开始之前，应使用MOV指令d参数见表4-1设定值预先写入相应数据寄存器中。如果使用有断电保持功能数据寄存器，不需要重复写入。如果目的操作数D有断电保持功能，应使用初始化脉冲M8002常开触点将其复位。PID指令可以同步多次使用，但是用于运算S3、D数据寄存器元件号不能重复。PID指令可以在定期中断、子程序、步进指令和转移指令内使用，但是应将S37清零(采用脉冲执行MOV指令)之后才干使用。控制参数设定和 PID运算中数据浮现错误时，“运算错误”标志M8067为ON，错误代码存储在D8067中。PID指令采用增量式PID算法，控制算法中还综合使用了反馈量一阶惯性数字滤波、不完全微分和反馈量微分等办法，使该指令比普通PID算法具备更好控制效果。PID控制器有4个重要参数Kp、TI、TD和TS需整定，无论哪一种参数选取得不适当都会影响控制效果。在整定参数时应把握住PID参数与系统动态、静态性能之间关系。在P(比例)、I(积分)、D(微分)这三种控制作用中，比例某些与误差信号在时间上是一致，只要误差一浮现，比例某些就能及时地产生与误差成正比调节作用，具备调节及时特点。比例系数Kp越大，比例调节作用越强，系统稳态精度越高；但是对于大多数系统，Kp过大会使系统输出量振荡加剧，稳定性减少。积分作用与当前误差大小和误差历史状况均关于系，只要误差不为零，控制器输出就会因积分作用而不断变化，积分某些才不再变化。因而，积分某些可以消除稳态误差，提高控制精度，但是积分作用动作缓慢，也许给系统动态稳定性带来不良影响。积分时间常数TI增大时，积分作用削弱，系统动态性能(稳定性)也许有所改进，但是消除稳态误差速度减慢。微分某些是依照误差变化速度，提前给出较大调节作用。微分某些反映了系统变化趋势，它较比例调节更为及时，因此微分某些具备超前和预测特点。微分时间常数TD增大时，超调量减小，动态性能得到改进，但是抑制高频干扰能力下降。选用采样周期TS时，应使它远远不大于系统阶跃响应纯滞后时间或上升时间。为使采样值能及时反映模仿量变化，TS越小越好。但是TS太小会增长CPU运算工作量，相邻两次采样差值几乎没有什么变化，因此也不适当将TS获得过小。2PID控制阐明表4-1 PID控制参数及设定源操作数参 数设定范畴或阐明备 注S3采样周期(Ts)132767ms不能不大于扫描周期S3+ 1动作方向(ACT)Bit0： 0为正作用、为反作用Bit1： 0为无输入变化量报警1为有输入变化量报警Bit2：0为无输出变化量报警1为有输出变化量报警Bit3 Bit15不用S3+ 2输入滤波常数(L)099(%)对反馈量一阶惯性数字滤波环节S3+ 3比例增益(Kp)132767(%)S3+ 4积分时间(TI)032767(100ms)0与作同样解决S3+ 5微分增益(KD)0100(%)S3+ 6微分时间(TD)032767(10ms)0为无微分S3+ 7S3+ 19PID运算占用S3+ 20输入变化量(增方)警报设定值032767由顾客设定ACT(S3+ 1)为K2K7时有效，即ACTBit1 和Bit2至少有一种为1时才有效；当ACTBit1 和Bit2都为0时，S3+ 20 S3+ 24无效S3+ 21输入变化量(减方)警报设定值032767S3+ 22输出变化量(增方)警报设定值032767S3+ 23输出变化量(减方)警报设定值032767S3+ 24警报输出Bit0：输入变化量(增方)超过;Bit1:输入变化量(减方)超过;Bit2：输出变化量(增方)超过;Bit3:输出变化量(减方)超过PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是依照系统误差，运用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。 比例(P)控制：比例控制是一种最简朴控制方式。其控制器输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分(I)控制：在积分控制中，控制器输出与输入误差信号积提成正比关系。对一种自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必要引入“积分项”。积分项对误差取决于时间积分，随着时间增长，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间增长而加大，它推动控制器输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因而，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分(D)控制：在微分控制中，控制器输出与输入误差信号微分(即误差变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差调节过程中也许会浮现振荡甚至失稳。其因素是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后组件，具备抑制误差作用，其变化总是落后于误差变化。解决办法是使抑制误差作用变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差作用就应当是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够，比例项作用仅是放大误差幅值，而当前需要增长是“微分项”，它能预测误差变化趋势，这样，具备比例+微分控制器，就可以提前使抑制误差控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量严重超调。因此对有较大惯性或滞后被控对象，比例+微分(PD)控制器能改进系统在调节过程中动态特性。下面是PID控制器参数整定普通办法： PID控制器参数整定是控制系统设计核心内容。它是依照被控过程特性拟定PID控制器比例系数、积分时间和微分时间大小。PID控制器参数整定办法诸多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它重要是根据系统数学模型，通过理论计算拟定控制器参数。这种办法所得到计算数据未必可以直接用，还必要通过工程实际进行调节和修改。二是工程整定办法，它重要依赖工程经验，直接在控制系统实验中进行，且办法简朴、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数工程整定办法，重要有临界比例法、反映曲线法和衰减法。三种办法各有其特点，其共同点都是通过实验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种办法所得到控制器参数，都需要在实际运营中进行最后调节与完善。当前普通采用是临界比例法。运用该办法进行PID控制器参数整定环节如下：(1)一方面预选取一种足够短采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入阶跃响应浮现临界振荡，记下这时比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定控制度下通过公式计算得到PID控制器参数。 3PID参数设定靠经验及工艺熟悉，参照测量值跟踪与设定值曲线，从而调节PID大小。比例I/微分D=2，详细值可依照仪表定，再调节比例带P，P过头，到达稳定期间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定规定6。4.2 系统梯形图本设计重要为针对前牵引和后牵引依照前牵引摆臂和后牵引摆臂所测张力大小进行调节，从而达到平衡，这也是由PLC控制凹版印刷机三电机同步核心。1整个系统梯形图：系统警铃：本条梯形图中X004常开触点为报警按钮，X001常闭触点在此处代表急停，图中Y002常开触点代表警铃输出，本条梯形图，当系统未启动之前警铃按钮按下，即此时X004被接通，系统警铃开始鸣响，此时系统警铃响目是防止系统突然启动，导致意外事故，警铃响起，起到警醒作用。 2整个系统启动条件：下图中(X004)为上升沿为有效电平报警按钮，即当系统警铃按钮(X004)被接通一次后，产生一种上升沿此时这条指令开始执行，(X001)为急停常闭触点，M2为辅助继电器，可以当做一种选取通道，下图中当(X004)接通则M2构成自锁，整个系统始终供电，系统启动过程完毕。3启动整个系统：此时系统按下启动按钮，即此时(X000)被接通，M2由于上条语句构成自锁，(Y001)为系统批示灯，当系统启动按钮被按下此时系统批示灯被点亮，并且构成自锁，此时系统主变频运营(Y004)、后变频运营(Y005)、前变频运营(Y006)基于通道M2批示而接通或者断开。4系统运营平稳后加速过程：当系统加速按钮SB2被接通时，(X002)此时被接通，启动后M2也被接通，此时输出变频器调速指令存储在通道(M10)中，图中M0和M11为控制系统加速上限和减速下限标志，下文会提到。5系统减速过程：当系统减速按钮SB3被按下时，此时线圈(X003)被闭合，启动后满足启动条件，此时(M11)为存储减速数据通道，图中(M1)为控制减速下限通道。6加减速计数：图中M10和M11为加速减速数据存储通道其中之一接通，则该语句生效，当主牵引变频器开始工作之后，计数器C200开始计数，可以计数600个。7设定加速上限和减速下限：当系记录多次数不不大于等于500次时，M0通道被接通，则常闭触点(M0)此时动作为关闭，完毕对加速过程断电，此时加速结束。当系记录数不大于等于0次时，