PLC在紡織設(shè)備中的應(yīng)用

1、PLC在紡織設(shè)備中的應(yīng)用目錄引言紡織設(shè)備電氣綜合控制結(jié)束語(yǔ)0 引言 近10年來(lái)，各種可編程控制器PLC在各類紡織機(jī)械中推廣應(yīng)用，大多數(shù)應(yīng)用為PLC與變頻器等組成各種變頻調(diào)速系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，除此以外還有用于邏輯控制、生產(chǎn)過(guò)程控制和生產(chǎn)工藝參數(shù)控制等。PLC在紡織工業(yè)中應(yīng)用面越來(lái)越廣，已遍及各種紡織機(jī)械，應(yīng)用量越來(lái)越大，年需求量已達(dá)12萬(wàn)臺(tái)以上。1 紡織設(shè)備電氣綜合控制 現(xiàn)代紡織設(shè)備控制系統(tǒng)是綜合了計(jì)算機(jī)、變頻器、觸摸屏和傳感檢測(cè)等技術(shù)的系統(tǒng)。結(jié)合紡織生產(chǎn)工藝流程，介紹紡織設(shè)備的控制過(guò)程。1.1 往復(fù)式自動(dòng)抓棉機(jī)電氣控制往復(fù)式自動(dòng)棉抓機(jī)適用于個(gè)各種等級(jí)的原棉和76mm以下的化纖，位于棉紡生

2、產(chǎn)線的第一道工序。在抓取和輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)開(kāi)松與混合作用，往復(fù)式抓棉機(jī)由PLC程序控制，作用于抓棉機(jī)構(gòu)的升降和小車的往復(fù)。自動(dòng)抓棉機(jī)電氣控制線路由主電路、風(fēng)機(jī)與打手控制電路、PLC輸入電路和PLC輸出控制電路四部分組成，分別說(shuō)明如下。1.主電路 主電路如圖1所示。S1是三相電源總開(kāi)關(guān)，Q1Q3是個(gè)電動(dòng)機(jī)支路的熔斷器，具有短路和過(guò)載保護(hù)作用。主電路中有6臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中M1是風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，受接觸器K1控制，M2是打手正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，受接觸器K2控制。M3是打手反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，受接觸器K3控制。M4是壓棉羅拉電動(dòng)機(jī)，K4是壓棉羅拉正轉(zhuǎn)接觸器，K5壓棉羅拉反轉(zhuǎn)接觸器。M5是抓棉臂上升接觸器，K7是抓棉臂下降接觸器

3、。M6是小車行走電動(dòng)機(jī)（小車行走與棉流方向一致為正向，反之為反向），K8是小車正向行走接觸器，K9是小車反向行走接觸器。2.風(fēng)機(jī)與打手控制電路 風(fēng)機(jī)與打手控制電路如圖2所示。往復(fù)式自動(dòng)抓棉機(jī)分左右兩側(cè)（面向棉流方向）抓棉，當(dāng)左側(cè)抓棉時(shí)，右側(cè)可防治棉包；左側(cè)抓棉結(jié)束時(shí)，抓棉臂可換到右側(cè)，左側(cè)重新放置棉包。抓棉臂在不同側(cè)工作時(shí)，抓棉羅拉的旋轉(zhuǎn)方向不同。抓棉臂在右側(cè)工作時(shí)SQ16接通，接觸器K10線圈通電，壓棉羅拉接觸器K4、K5是通過(guò)K10常開(kāi)觸頭通電吸合。抓棉臂在左側(cè)工作時(shí)SQ16斷開(kāi)，接觸器K10線圈斷電，壓棉羅拉接觸器K4、K5通過(guò)K10常閉觸頭通電吸合。3.PLC輸入電路4.PLC輸出電路

4、1.2 開(kāi)棉機(jī)電氣控制 開(kāi)棉機(jī)的作用是對(duì)棉纖維進(jìn)一步開(kāi)松并除去其中大部分的雜質(zhì)。 開(kāi)棉機(jī)電氣控制線路由主電路、PLC輸入電路、PLC輸出電路幾部分組成，分別說(shuō)明如下。1.主電路 主電路如圖5所示。主電路有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1是打手電動(dòng)機(jī)，受變頻器A1控制。M2是給棉電動(dòng)機(jī)，受變頻器A2控制。斷路器Q1Q4對(duì)電路提供過(guò)載和短路保護(hù)。 打手變頻器A1的模擬量輸入端連接模擬量擴(kuò)展單元EM235的模擬電壓輸出端，故障輸出端連接PLC輸入端I0.4。PCS為控制公共端，接觸器KM2的常開(kāi)觸頭連接打手正轉(zhuǎn)控制端。給棉變頻器A2的模擬量輸入端連接前方機(jī)臺(tái)的模擬量輸出端，在清梳聯(lián)控制中連接集控柜上的給棉調(diào)節(jié)器，故

5、障輸出端連接PLC輸入端I0.5。接觸器KM31、KM32、KM33的常開(kāi)觸頭分別連接給棉正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)控制器。AC380V經(jīng)變壓器T1降壓為AC220V，供PLC和PLC輸出端負(fù)載使用，AC220V經(jīng)整流后輸出DC24V供PLC輸入端和觸摸屏使用。2.PLC輸入電路3.PLC輸出電路1.3 梳棉機(jī)電氣控制梳棉機(jī)的任務(wù)是通過(guò)梳理、除雜、均勻混合作用，職稱符合一定規(guī)格和重量要求的棉條，并有規(guī)律地圈放于棉條筒中。梳棉機(jī)電氣控制線路由主電路、PLC輸入和PLC輸出電路三部分組成。 1.主電路 主電路如圖8所示。主電路開(kāi)關(guān)QS1有【運(yùn)轉(zhuǎn)】、【抄針】、【停止】三個(gè)位置，正常生產(chǎn)時(shí)間將QS1撥到【運(yùn)轉(zhuǎn)】

6、位置。在【抄針】位置時(shí)，兩相電源線對(duì)調(diào)，錫林電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)抄針。 主電路有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中M1是清潔電動(dòng)機(jī)，受接觸器KM1控制。M2是吸風(fēng)電動(dòng)機(jī)，受接觸器KM2控制，M1和M2均具有短路和過(guò)載保護(hù)。M3是錫林電動(dòng)機(jī)，錫林啟動(dòng)時(shí)接觸器KM3接通，三相電源直接與錫林電動(dòng)機(jī)連接；啟動(dòng)結(jié)束轉(zhuǎn)為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，錫林運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器KM4接通（KM3分?jǐn)啵?，三?電源經(jīng)熱繼電器FR3與錫林電動(dòng)機(jī)連接，F(xiàn)R3起過(guò)載保護(hù)作用。 M4是道夫電動(dòng)機(jī)，受倫茨變頻器8212E的控制，斷路器QF1起短路和過(guò)載保護(hù)。 變壓器T輸出AC220V供PLC、繼電器負(fù)載和數(shù)顯儀使用。輸出AC12V供指示燈和光電控制器使用。2.PLC輸入電路3

7、.PLC輸出電路1.4 梳棉機(jī)電氣控制 細(xì)紗機(jī)的任務(wù)是將退繞下來(lái)的粗紗喂入牽伸系統(tǒng)，牽伸后的須條經(jīng)加捻作用紡成細(xì)紗，并按一定的規(guī)律和形狀卷繞在管筒上，便于后續(xù)加工。 細(xì)紗機(jī)電氣控制線路由主電路和PLC控制電路兩部分組成，分別說(shuō)明如下。 1.主電路 M1是鋼領(lǐng)板升降電壓機(jī)，中間繼電器KA1控制上升，KA2控制下降。 M2是滴油電動(dòng)機(jī)，受中間繼電器KA3控制。 M3是吸風(fēng)電動(dòng)機(jī)，受接觸器KM1控制。 M4是主軸電動(dòng)機(jī)，雙繞組（4/6極）。低速（6極，同步轉(zhuǎn)速1000r/min)受接觸器KM2控制，高速（4極，同步轉(zhuǎn)速1500r/min)受KM3控制。 M5是吹吸風(fēng)電動(dòng)機(jī)，受接觸器KM4控制。2.P

8、LC控制電路 細(xì)紗機(jī)PLC控制電路如圖12所示。PLC主機(jī)型號(hào)為S7-200（CPU224）。A1是顯示單元TD200，通過(guò)串行口通信口RS485與主機(jī)聯(lián)系。A2是主機(jī)，有14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出。A3是輸入/輸出擴(kuò)展單元EM223，有8點(diǎn)輸入/8點(diǎn)輸出。1.5 梳棉機(jī)電氣控制 轉(zhuǎn)杯紡紗是自由端紡紗的一種，轉(zhuǎn)杯紡紗工藝與環(huán)錠紡紗工藝有原則的區(qū)別，它包括喂給、開(kāi)松與輸送、凝聚與成形、加捻與成紗、卷繞幾個(gè)部分。 全機(jī)電氣線路由主電路、離合器與制動(dòng)器控制電路和PLC控制電路等部分組成。1主電路 F1603轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)主電路如圖13、圖14所示。 主電路由9臺(tái)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，其中M1、M2是左、右轉(zhuǎn)杯電動(dòng)機(jī)，

9、用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)杯，功率211KW。K17、K9、K1與K18、K10、K2分別是M1、M2的電源接觸器和Y/形接觸器 M3、M4是左、右分梳輥電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)分梳輥，功率23KW，分別接受接觸器K3、K4控制。 M5是排雜電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)排雜機(jī)構(gòu)，功率2.2KW，受接觸器K5控制。 M6是輔助吸嘴電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)輔助吸嘴，功率3KW，受接觸器K6控制。 M8是輸送帶電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)輸送帶，功率0.37KW，受接觸器k8控制。 M7是卷繞電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)卷繞軸，功率4KW，受變頻器U2控制。 M9是未棉電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)喂棉軸，功率0.75KW，受變頻器U1控制。 U1、U2的正轉(zhuǎn)控制端E4與直流電壓

10、端20連接，設(shè)置為正轉(zhuǎn)，使能控制端28受接觸器K5、K7和K13控制，紡紗器的供電電源由三相變壓器T1變壓、V1V6三相整流后為直流24V，分左、右兩側(cè)單獨(dú)供電。2.PLC控制電路1.6 劍桿織機(jī)PLC控制 該織機(jī)電氣控制線路由主電路和控制電路組成，控制系統(tǒng)的主電路如圖17所示，其中2個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)分別用于伺服引緯和伺服打緯，2個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于卷繞/送經(jīng)?？棛C(jī)的控制電路如圖18所示，應(yīng)用了2個(gè)PLC的基本單元和7個(gè)擴(kuò)展模塊，一個(gè)基本單元CPU224用于主控制，另一個(gè)基本單元CPU222用于伺服引緯控制；在擴(kuò)展模塊中，一個(gè)EM223和2個(gè)EM222用于綜框控制，一個(gè)EM222用于緯紗控制，另兩個(gè)E

11、M223分別用于伺服打緯與引緯，一個(gè)EM235用于張力測(cè)量。2 結(jié)束語(yǔ) 利用可編程控制器可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度和位置進(jìn)行控制，能夠可靠地實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的動(dòng)作。基于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)方案在國(guó)產(chǎn)梳理機(jī)上的應(yīng)用，提高了紡織工業(yè)的機(jī)電一體化水平，更為重要的是為提紡織工業(yè)全流程運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性奠定了基礎(chǔ)，保證了全流程連續(xù)、同步、平穩(wěn)運(yùn)行，使輸出毛條長(zhǎng)片段、起長(zhǎng)片段、甚至短片段的均勻度都能穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，從而保證了防止平質(zhì)量與穩(wěn)定性。基于PLC控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)在國(guó)產(chǎn)梳理機(jī)上的成功證明，該機(jī)所采用的控制系統(tǒng)，完全可以應(yīng)用于其它國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)紡織設(shè)備的改造當(dāng)中，對(duì)國(guó)內(nèi)紡織廠進(jìn)行國(guó)產(chǎn)設(shè)備改造升級(jí)具有很好的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：1 高孝綱.變頻器、PLC在紡織工業(yè)中的應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200