紡織外文資料翻譯---設(shè)計(jì)染色機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)（中文）

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯</p><p>　　學(xué)院 (系)： 電子電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　外文出處 Institute of Computer Technology</p><p>　　and Automatization </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p><p>　　注：請(qǐng)將該封面與附件裝

3、訂成冊(cè)。</p><p>　　附件1：外文資料翻譯譯文</p><p>　　設(shè)計(jì)染色機(jī)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文分析了紡織行業(yè)的染色機(jī)溫度控制系統(tǒng)，采用PLC技術(shù)，自動(dòng)控溫，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)工作過程中的染色機(jī)。校準(zhǔn)證明，這種方法能滿足染色機(jī)的溫度基本要求。&l

4、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC，染色機(jī)，溫度</p><p>　　1.染色機(jī)溫度的控制原理</p><p>　　1.1自動(dòng)化技術(shù)在紡織行業(yè)的應(yīng)用</p><p>　　中國(guó)的紡織機(jī)械制造已迅速發(fā)展了十多二十年，并已取得很大成就，并且產(chǎn)品的技術(shù)水平和紡織機(jī)械的穩(wěn)定性得到了全面加強(qiáng)。紡織機(jī)械的自動(dòng)控制以運(yùn)動(dòng)控制為核心，并輔助紡織技術(shù)參數(shù)。最近十年

5、，電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在紡織機(jī)械控制和生產(chǎn)管理等方面得到了廣泛的應(yīng)用，中國(guó)的機(jī)電一體化水平得到了全面提高。</p><p><b>　　1.2控制的目的</b></p><p>　　紡織技術(shù)的參數(shù)有很多，一般包括溫度，壓力，流量，液位，長(zhǎng)度，速度和位移。紡織印染技術(shù)具有嚴(yán)格的溫度要求，而在溫度上升，溫度保持，溫度下降的過程中，染色槽必須符合技術(shù)要

6、求，并且手動(dòng)控制是非常困難。如果使用小樣機(jī)，可能會(huì)給樣品帶來麻煩。生產(chǎn)設(shè)備對(duì)重著色比較困難，同時(shí)也會(huì)造成罐的差異，最終對(duì)生產(chǎn)造成不必要的損失。</p><p>　　因此，染色機(jī)的自動(dòng)溫度控制非常重要。控制系統(tǒng)在工作過程中可以顯示溫度上升曲線，溫度保持曲線，溫度下降曲線，操作時(shí)間，實(shí)際溫度和加工溫度，以確保該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　1.3溫度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b&

7、gt;</p><p>　　試樣染色機(jī)溫度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)的溫度控制范圍為20至150攝氏度，由于水不能達(dá)到150攝氏度，但在正常壓力下，甘油可以達(dá)到攝氏150度。因此采用甘油。當(dāng)染色機(jī)工作時(shí)，根據(jù)技術(shù)要求，必須改變甘油在染色槽的溫度。如果溫度低于設(shè)定值時(shí)，溫度控制系統(tǒng)應(yīng)關(guān)閉熱開關(guān)7，通過加熱絲加熱甘油，直到溫度達(dá)到設(shè)定值，停止加熱。如果甘油溫度高于設(shè)定值時(shí)，即出現(xiàn)過度調(diào)整，或工作中，設(shè)備的溫度在快速下降

8、階段，溫度控制系統(tǒng)將連接冷卻閥門8，以此下降甘油溫度。</p><p>　　在使用染色機(jī)前，常見的溫度控制器可以實(shí)現(xiàn)溫度的持續(xù)控制，自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，設(shè)備提升，保持和下降溫度則根據(jù)需要速度，整個(gè)技術(shù)過程結(jié)束時(shí)，簡(jiǎn)單的溫度控制不能滿足這些要求，設(shè)計(jì)出可靠與方便的溫度排序用來完善自動(dòng)控制系統(tǒng)，這是非常必要的。</p><p>　　2.設(shè)計(jì)溫度的控制系統(tǒng)</p><p&g

9、t;　　2.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　在同行業(yè)中，有許多方法來控制溫度，在這里我們選擇PLC控制溫度。圖2是溫度控制系統(tǒng)的粗略結(jié)構(gòu)。</p><p>　　通過人機(jī)界面設(shè)置參數(shù)可以分為PLC的輸入，通過溫度傳感器和一個(gè)自動(dòng)計(jì)算系列通過溫度傳感器和一個(gè)自動(dòng)計(jì)算系列，A / D轉(zhuǎn)換器 將其轉(zhuǎn)變的溫度輸入到PLC中。通過分析和計(jì)算，PLC可以準(zhǔn)確地決定開放加熱開關(guān)或電磁閥。</p

10、><p>　　2.2 PLC控制方法 </p><p>　　典型的溫度曲線染色機(jī)過程如圖3所示。操作員設(shè)置了溫度和時(shí)間完成在各小節(jié)所需的交集，如1，2，3 ...點(diǎn)，PLC會(huì)自動(dòng)計(jì)算相應(yīng)的時(shí)間和溫度值在曲線上的所有點(diǎn)。染色機(jī)開始工作后，PLC不斷比較實(shí)際溫度與相應(yīng)的曲線槽溫度來設(shè)定甘油的溫度，以決定輸出狀態(tài)應(yīng)加熱，保持或降溫。</p><p>　　染色過程中的理想溫度變

11、化見圖4。</p><p>　　當(dāng)PLC計(jì)算溫度，根據(jù)每節(jié)時(shí)間，把每節(jié)溫度分成許多間隔，這是作為“一步“之稱，接著 PLC計(jì)算出每一步的相應(yīng)溫度，在這些步驟中，設(shè)定溫度值。由PLC提供實(shí)際的溫度曲線梯形圖，詳見圖5。</p><p>　　如果只有每一步的時(shí)間足夠小，計(jì)算溫度值與理想值之間的差距在一個(gè)步長(zhǎng)值時(shí)，此時(shí)可以忽略不計(jì)，而且甘油槽的熱容量大，該系統(tǒng)具有一定的熱量慣性。因此，在溫度上升

12、會(huì)改變曲線槽，可參照?qǐng)D6。步長(zhǎng)越小，控制精度越高，但在同一時(shí)間應(yīng)考慮功率控制電路。該樣機(jī)采用接觸式電熱絲來實(shí)現(xiàn)連接或拆卸，且不允許頻率較高，經(jīng)證實(shí)，步長(zhǎng)為6秒。如果使用雙向晶閘管或大功率晶體管，可以在很大程度上降低步長(zhǎng)，我們只需要考慮到最短的PLC掃描周期的限制。</p><p>　　根據(jù)上述控制原理，整個(gè)工作過程中我們分為許多派系，每個(gè)派系劃分成許多步驟，PLC計(jì)算出這一步的自動(dòng)控制溫度。</p>

13、<p><b>　　3.硬件的選擇</b></p><p>　　3.1 PLC的選擇</p><p>　　德國(guó)西門子公司在1995年推出新一代的PLC，與前系列的S5對(duì)比改善了許多方面，如指令系統(tǒng)，運(yùn)行速度和機(jī)械結(jié)構(gòu)，但主要集中在價(jià)格降低，甚至在實(shí)現(xiàn)相同的功能時(shí)高于其他品牌水平，在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化的問題時(shí)，其豐富的CPU類型和級(jí)別具有適應(yīng)性強(qiáng)，因此，我

14、們選擇了S7- 200系列PLC。</p><p>　　盲目選擇機(jī)器類型是一種浪費(fèi)。 PLC控制的輸入信號(hào)系統(tǒng)包括染色機(jī)的啟動(dòng)開關(guān)，暫停開關(guān)，停止開關(guān)。 PLC的輸出主要包括加熱開關(guān)，冷卻水閥門開關(guān)，溫度上升顯示燈，溫度保持顯示燈，溫度下降顯示燈。S7214能夠滿足這些要求。圖7顯示了的PLC的自動(dòng)控制溫度系統(tǒng)。</p><p>　　3.2選擇A / D轉(zhuǎn)換的模塊</p>&

15、lt;p>　　我們選擇EM325作為A/ D轉(zhuǎn)換模塊，模擬輸入/輸出4/1×12位。</p><p><b>　　3.3選擇人機(jī)界面</b></p><p>　　對(duì)于人機(jī)界面，我們使用專為S7可編程控制器設(shè)計(jì)的TD200，它有液晶顯示屏，可顯示兩行或80個(gè)字符或數(shù)字，TD200有9個(gè)輸入鍵，可以完成參數(shù)的顯示，數(shù)據(jù)的輸入和修改，數(shù)據(jù)的啟動(dòng)和停止，并且可

16、以作為機(jī)器的操作面板使用。</p><p>　　TD200工作方案稱為參數(shù)模塊，存儲(chǔ)在PLC的CPU EEPROM中。TD200顯示的內(nèi)容稱為信息。模塊的參數(shù)，信息和PLC編程的主程序，在計(jì)算機(jī)上可實(shí)施S7編程軟件。</p><p><b>　　4.PLC編程</b></p><p>　　4.1 PLC編程圖</p><p&

17、gt;　　在本文中，在整個(gè)工作過程中分為許多派系，按同一時(shí)間（6秒）把每節(jié)分為許多步驟，PLC計(jì)算這一步的輸出狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。主要的PLC控制程序圖可見圖8.</p><p>　　從圖8中，我們可以看到，該程序主要分為兩個(gè)循環(huán)。內(nèi)部循環(huán)計(jì)劃包括，在典型的溫度過程曲線的染色機(jī)中計(jì)算出相應(yīng)的溫度的程序，讀取A / D轉(zhuǎn)換濾波，并判斷溫度的上升，維持和降溫。</p><p>　　4.2 pl

18、c的編程</p><p>　　首先，保存設(shè)置數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器V中，存儲(chǔ)原始時(shí)間0到VW0，存儲(chǔ)室溫到VW2。存儲(chǔ)從原點(diǎn)到1的時(shí)間到VW4，存儲(chǔ)溫度為1點(diǎn)提前證實(shí)到VW6。存儲(chǔ)依次為2，3，4和5點(diǎn)值到VW8- VW22。建立了兩個(gè)方面，AC1及AC2，并任命其地址開始和終端的每一個(gè)派系的值，每節(jié)完成操作后分別增加4，他們將任命下一個(gè)派系地址，并且實(shí)現(xiàn)周期的目的。</p><p>　　當(dāng)每節(jié)開始

19、時(shí)，先實(shí)施計(jì)算先。取出的存儲(chǔ)單元的值和AC2 AC1的點(diǎn)，存儲(chǔ)他們到指定單位（VW24- VW30），然后計(jì)算派系可分為多少步，并且計(jì)算在所需的時(shí)間里開始和結(jié)束點(diǎn)的溫度值，接著把它們分別存放到固定的存儲(chǔ)單元。</p><p>　　該步驟與派系的溫度差，可以幫助我們來計(jì)算每一步上升或下降的具體溫度值。使用計(jì)時(shí)器T101和T102。在每6秒內(nèi)，他們進(jìn)行時(shí)間之間的交替，并由T102產(chǎn)生一個(gè)脈沖。</p>

20、<p>　　它會(huì)逐漸增加每一個(gè)步驟溫度開始變化的值，</p><p>　　從第一步，當(dāng)連接T102時(shí)，在開始溫度中，每一步將逐漸增加溫度變化，在相應(yīng)的溫度值曲線中便可得到所需的溫度值。</p><p>　　一旦連接定時(shí)器T102，相應(yīng)的曲線值將更換一次，并且對(duì)甘油的實(shí)際溫度值進(jìn)行比較。如果實(shí)際溫度較高，冷卻水閥門連接，溫度下降顯示燈變亮，如果相應(yīng)的曲線溫度越高，加熱絲將連接開關(guān)，

21、接著電熱絲加熱甘油,并且溫度上升顯示燈變亮,如果兩者相同，保溫顯示燈點(diǎn)亮。因此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)甘油的溫度控制。</p><p>　　經(jīng)過完成一個(gè)派系操作后，AC1及AC2的值是自動(dòng)增加，該派系在VW32儲(chǔ)存數(shù)量減少1。然后操作下一個(gè)派系，重新計(jì)算值，重復(fù)以前的派系的操作，并以這種方式實(shí)施從一派系到另一派系，直到VW32的值是0，值此控制工作已完成。</p><p>　　為了減少時(shí)間，開起冷卻閥并

22、使溫度下降，當(dāng)實(shí)際溫度超過了相應(yīng)的溫度曲線，創(chuàng)建一個(gè)溫度值，用來冷卻閥門，當(dāng)溫度超過相應(yīng)的實(shí)際溫度和此溫度曲線的值。在項(xiàng)目中，減去實(shí)際溫度值所對(duì)應(yīng)的曲線溫度值，并把計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到VW62，當(dāng)VW62超過溫度設(shè)定值，連接冷卻閥門，使溫度下降。</p><p>　　為了保證在同一時(shí)間PLC的正常運(yùn)行并且保護(hù)PLC，在I / O發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，強(qiáng)制變換停止模式。</p><p><b>　

23、　5.模擬實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　5.1運(yùn)行的程序</b></p><p>　　第一方案是以STEP 7-Micro/WIN32為設(shè)計(jì)軟件，在此方案中，加載到西門子214PLC程序下的STOP模式，在實(shí)驗(yàn)中，可預(yù)先設(shè)置各種參數(shù)輸入到可編程控制器。根據(jù)委任條件，PLC可自動(dòng)決定是否提高，保留或降低溫度。為了建立第一個(gè)實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)溫度在5攝氏度時(shí)

24、，在第一個(gè)派系，甘油溫度需提升10攝氏度。第一個(gè)節(jié)時(shí)間為60秒，1步需要6秒</p><p>　　并且分為10個(gè)步驟，所以每一步需要提升1攝氏度.然后設(shè)置的溫度下降,當(dāng)實(shí)際溫度超過1攝氏度的溫度曲線。通過建立這些數(shù)據(jù),PLC可以自動(dòng)準(zhǔn)確地計(jì)算出應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　首先考慮的是，甘油實(shí)際溫度是不變的，其值為8攝氏度。PLC 開關(guān)轉(zhuǎn)換到運(yùn)行模式下，參數(shù)將自動(dòng)輸入到PLC并儲(chǔ)存。接著

25、連接I0.0，建立M1.0，程序正式開始運(yùn)行。可編程控制器實(shí)現(xiàn)了每6秒一次計(jì)算 判斷前6秒，減輕Q0.3，無輸出。6秒后，如果實(shí)際溫度較高，則減輕Q0.1和Q0.4。相應(yīng)的溫度曲線不斷上升，而當(dāng)其值達(dá)到7攝氏度，實(shí)際溫度只有超過1秒，I0.3才會(huì)減少，并在下個(gè)6秒，實(shí)際溫度和溫度曲線相同時(shí)，產(chǎn)量不變。在此之后，曲線溫度不斷上升，Q0.0和Q0.2減輕。該計(jì)劃將一直運(yùn)行，直到它結(jié)束。</p><p><b&g