基于西门子S7-1500PLC的新能源汽车电池涂胶变频PID调节控制系统设计
摘要 随着全球新能源板块的快速崛起，新能源汽车的热潮开始席卷全球。新能源汽车的核心应用就是电机和电池，随着市场的不断扩大，其中新能源电池在市场的推动下一度占据新能源汽车中的主导工序[1]。新能源汽车中电池的涂胶工艺是至关重要的，和传统涂胶不同的是新能源电池涂胶对涂胶的温度和涂胶压力的精度要求较高，这也使得传统控制手段无法实现全自动化的涂胶工艺[2]。本系统设计采用了双PID闭环控制调节，首先是通过温度传感器与加热器实现对挤出胶口温度的恒定输出。其次采用了变频器控制高精度螺杆实现出胶，通过出胶口压力传感器实现与模拟量输出变频器控制螺杆电机转速实现胶口压力的恒定，通过双闭环控制可以保证电池涂胶的均匀不间断。
系统采用了可编程器西门子S7-1500作为整个系统的核心控制器，通过集成控制实现涂胶原料自动补充、涂胶温度PID恒定、出胶变频PID调节实现压力恒定、HMI人机交互界面监控工作等功能。前期完成了对整个新能源汽车电池涂胶系统的组成结构设计，并分析PID算法控制的使用手段。结合整个系统的功能以及工艺流程，制定出最合理的控制方案。根据系统需求完成对硬件的选型分析，制定出系统的I/O分配表以及绘制出系统的主控电路图。根据要求制定出系统的流程图，结合I/O分配表和工艺流程采用西门子博图V16进行编程，并对程序进行仿真调试。为提高整个系统的可视化控制性，设计采用PN以太网远程监控反馈，绘制HMI人机交互界面，实现HMI和PLC的通信，并且HMI人机交互界面可以对控制系统进行参数设置和监控[3]。
关键词：可编程控制器 涂胶 PID控制 变频器
目录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2课题研究的目的及意义 2
1.3国内外技术现状及发展趋势 2
1.4设计的研究内容 4
第二章 新能源汽车电池涂胶系统方案设计 6
2.1新能源汽车电池涂胶系统组成结构 6
2.2 通过PID实现涂胶恒压恒温 6
2.2.1 PID的概述和实现的意义 7
2.2.2 PID控制的原理及特点 7
2.3系统功能方案设计 8
第三章 系统硬件选型及设计 11
3.1 PLC的选型及设计 11
3.1.1 PLC的型号的确定 11
3.1.2 I/O分配表及PLC外部接线图 12
3.2 变频器及电机选型及设计 15
3.2.1 加热器的选型 16
3.2.2螺杆电机和驱动电机的选型 17
3.3 传感器的选型及设计 20
3.3.1液位传感器选型 20
3.3.2 温度传感器选型 21
3.3.3 压力传感器选型 22
3.3.4 光电传感器选型 23
3.3.5 限位开关选型 24
3.4 阀门选型 25
3.5 加压泵选型 26
第四章 系统软件设计 28
4.1 涂胶系统控制流程 28
4.2 涂胶系统的程序设计 29
4.3 HMI上位机设计 36
第五章 仿真调试 40
5.1 涂胶运行准备 40
5.2 涂胶运行 41
结论 46
致谢 47
参考文献： 48
参考文献：
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