PLC粉笔自动包装机自动控制的设计+电路图(3)
近年来，PLC经过不断发展，不断完善，现已兼具多种优点于一身：①可靠性高，抗干扰能力强；②功能完善、扩充方便、组合灵活、实用性强；③编程简单，使用方便，控制程序可变，具有很好的柔性；④体积小，重量轻，功耗低。PLC在工业生产过程的自动控制中得到了越来越广泛的应用，被誉为当代工业生 产自动化的三大支柱（即PLC，机器人ROBOT和计算机辅助设计/制造CAD/CAM ) 之一。可以预料：在未来的工业控制领域中，PLC控制技术的应用将形成世界潮流
西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小型PLC，可用于代替继电器的简单 控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。S7-200的功能强，可用梯形图、语句表和功能图三种语言来编程。它的指令丰富，指令功能强，易于掌握、操作方便。内置有高速计数器、高速输出、PID控制器、RS-485通信/编程接口等。最大可扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O,最多有26KB程序和数据存储空间。近年来，S7-200PLC已在工业各领域得到了广泛的应用，S7-200共有五种CPU模块，本系统采用最多能带7个扩展模块的CPU224进行研究与设计。
1.3变频器简介
随着电力电子技术、微电子技术及计算机技术的发展，变频器已经成为电气 调速的主流，成为现代工业的组成部分。变频器不仅可节约能源，还可改善控制性能，提高生产效率。工业中使用的变频器分为通用变频器和专用变频器。通用变频器用于工业驱动交流电动机；专用变频器用于特定的控制对象。通用变频器按容量可分为中小容量变频器和大容量变频器，本系统采用的是小容量变频器。 小容量变频器的主体是采用V/f控制，即WVF(Variable Voltage Variable Freqence) 控制。随着变频器的发展，采用矢量控制的变频器开始普及。矢量控制的重要性能是使异步电动机具有直流电动机的调速特性，并且与直流电动机系统比较，有无需文修；不需抑制电流变化率，可以谋求电流控制的快速响应；磁场控制范围(恒功率范围）广；可以高速旋转等优点。无速度传感器矢量控制变频器可以在各种转速下提供不变的转矩，在整个调速范围内不但能给出160%的过载转矩，同时可进行滑差补偿，使空载到满载An%在0.5%。中小容量变频器正向降低噪声、减少谐波对电源的影响、提高低速时转矩、产品更加小巧、免文护等方向发展。
由于变频调速性能良好，因而已被钢铁、冶金、采油、石化、化工、纺织、烟草、造纸、建材等行业采用并大力推广。在烟草行业中有不少烟机设备，有低、 高档速度转换，在转换时，需要重新启动，才能实现由低速向高速转换，影响产品的产量和质量。当采用变频调速后，实现无级调速和软起动性能，增产效果明 显。本文用三垦公司变频器对链条驱动电动机和输送带电动机原直流调速系统进 行改造，改造后，不仅性能得到了提高，而且节约了成本，提高了生产效率。
1.4系统设计方法
粉笔包装机电气控制系统是一个相对较复杂的控制系统。系统要求有手动和 自动两种工作方式，系统中的输入信号即有手动按钮、手动开关等手动信号，也有光电开关、接近开关等传感器信号。输出信号有提供给继电器、接触器、电磁 铁、指示灯等开关量输出信号，也有控制变频器的模拟量输出信号。根据系统要求，需要对装盘数量计数并进行显示，显示范围0〜9999。对一个实际应用系统， 单考虑设计硬件电路和软件编程还不够，还必须进行安全电路的设计，可靠性措施，紧急情况的处理等。
1.5本文的工作
综上所述，本文主要是对粉笔机设备中的装盘机电气自动控制系统进行研究并 设计。考虑到系统的可靠性及可文护性，系统采用西门子公司SIMAT1CS7-200 系列小型PLC进行控制；调速部分则采用三垦公司变频器对链条驱动电动机和送带电动机调速系统进行调速。