基于西门子PLC的S曲线的实现与应用.pdf

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基于西门子PLC的S曲线的实现与应用

关键词:西门子PLC;S曲线;实现与应用

引言

S7-1500PLC是西门子新一代高性能产品,性能大幅提升,功能更加强大,

系统响应速度快。所以,将其应用到工业生产中尤为重要。

1西门子PLC简介

西门子PLC是德国西门子公司生产的可编程二进制控制器,在很多行业中都

有应用。1975年,德国西门子公司将SIMATICS3产品投放市场,至此引起了强烈

反响。1979年,西门子推出了S5,对比S3,S5更加智能,因为S5高效应用了

微处理器设备,此后历经几年的发展,又出现了以S5作为基础的U系列产品,

一直到1994年,S7的出现,给PLC系统产品的迅猛发展奠定了基础,1996年

PCS7体系被推出。PLC控制体系操作相对简单,整个体系的编程也不复杂,工作

效率非常高,系统的可靠程度理想,系统自身的硬件设施并不复杂,没有太多的

活动以及连接电子元件,所以即便出现运行故障,也容易修复,同时系统自带特

殊的设计,例如断电保护、信息保护等,这就使PLC控制体系在实际的生产应用

中变得更加安全,更为可靠。PLC控制体系操作简单,系统的灵活程度高,所以

在具体操作中体现的灵活性优势很显著。

2工作原理

西门子PLC控制体系在变频器驱动电机中的应用,主要在三大阶段有所体现。

PLC输入采样操作,这一阶段的PLC会通过扫描的方式完成相关数据、输入状态

等的系统读取,采集工作顺利完成之后,将数据输入之后的两大阶段,也就是用

户程序的执行阶段以及输出刷新阶段就此完成;PLC用户程序的执行阶段,在执

行操作的时候,通过梯形的模式,从上到下展开程序的扫描,而在梯形的具体分

级中,则通过自左到右的顺序完成对应扫描,在此基础上展开运算得出结果,自

动进行刷新,将对应的RAM储存体系中的数据找出来,将I/O映像中所对应的状

态找出,然后将待执行的指令完成输出。PLC刷新输出,才是PLC的真实输出,

当用户将具体阶段执行完毕之后,PLC的CPU将与I/O映像相对应的数据有哪些信誉好的足球投注网站出

来,在此基础上将锁存的电路完成输出,最后使得命令直接传达到对应的设备之

中,完成目标指令的执行操作。

3基于西门子PLC的S曲线的实现与应用

3.1动态惯量补偿

用电机拖动如托辊、提升带等刚体做旋转运动时,在加、减速过程中,为确

保被控对象对速度给定的跟随性能,需要按下式对旋转的控制对象进行惯量补偿:

M=I·a=I·a/r其中a=dω/dta=dv/dt式中:M为需要补偿的转矩,N·m;I

ωvωv

2

为转动惯量,kg·m,可以根据实际拖动对象的形状和材质直接积分计算得到;

22

a为角加速度,rad/s;a为线加速度,m/s;r为转动半径,m;ω为角速度,

ωv

rad/s;v为线速度,m/s。实际工程项目中,通常按照实际生产工艺要求对拖动

对象进行加、减速运动测试,再根据实测转矩的百分数折算惯量补偿值。下图为

现场某托辊从45m/min加速到190m/min的速度、电机额定转矩百分比曲线。其

中转矩曲线中位置①和位置③分别为低速和高速时的摩擦转矩,位置②和位置①

的差值为需要补偿的加速转矩M。

nor

生产运行过程中按照下式进行动态惯量补偿:M=M·YA/YA·M式中:YA

nornorenor

为惯量测量时的加速度;YA为生产时S曲线程序块输出的实际加速度;M为电机

e

额定转矩。在惯量测量时,应进行多点多次测量,取平均值应用。

3.2定位停车

工程项目中,经

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