PLC改造细纱机

PLC改造细纱机继电控制系统

用PLC控制的系统或设备,功能完善、接线少、可靠性高,用PLC控制完全可以取代继电器控制,且维修方便,系统性能好。本例是将某型号细纱机的继电器控制系统改造为PLC为中心的控制系统,细纱生产是纺纱过程的最后一道工序,细纱机是将粗纱或条子纺成一定支数的细纱,供捻线、机织或针织用。细纱机在生产中起着很重要的作用,控制系统性能的稳定直接影响到生产的成本。下面将阐述改造的方案。

一、改造前系统原理分析

细纱机的主电路如图1所示。

图1中,1D是钢领板电机,容量为350W,所以用中间继电器控制;2D为风机电机;3D为主电机,该电机为双

速电动机。

系统改造前原理(如下页的图2所示)。

图2中各行程开关、限位开关的作用:

ISQl--钢领板复位开关:

ISQ2--满纱控制开关:

2SQl--主机停止开关;

2SQ2--钢领板下降开关;

1SQ3--钢领板下降限位开关;

2SQ3--主轴制动控制开关:

3SQ--门开自停安全开关:

SB1--紧急停车;

SB2--风机启动;

SB3--低速启动;

SB4--中途落纱;

SB5--中途停车;

SB6--高速启动;

KAl、KA3--钢领板升降中间继电器;

KMI--风机接触器;

KM2--低速接触器;

HL2--低速指示灯;

KM3--高速接触器;

HL3--高速指示灯;

Yl--撑爪电磁铁:

Y2--主轴制动电磁铁:

Y3--限位电磁铁(改造后不用);

HL 4--满纱、危险信号指示灯。

2.工艺要求

1)开车步骤

如图2所示,接通控制电源开关SB7,信号灯HL1亮。按动SB2,15-17接通,接触器KM1吸合,吸风电动机2D 开始工作。按下SB2的同时,15-19接通,继电器KA1吸合,电动机1D正传,钢领板上升,升至高于始纺位置约36mm处,因1SQl动作,4-2断开而停止。同时1SQl又将6-2接通,为下步的主机启动做好准备。接着,按下低速启动按钮SB3,接触器KM2吸合,主机3D开始低速运行,进行细纱接头。按动SB6才能切断21-29,KM2释放,25-33、33-35接通,KM3吸合,转换为高速运转。电动机3D开始以高速运转,全机进入正常纺纱阶段。由图可见,在启动过程中,低速信号灯HL2和高速信号灯HL3,都己分别相应亮示。至此,整机启动完毕。

2)满管落纱

纺纱满管后,以下动作将同时或先后完成。

1SQ2动作,15-37接通,继电器KA0吸合。

KA0吸合后,15-67接通,满管信号灯HL4亮;

15-37接通,KAO触点完成自保;

15-65接通,电磁铁3Y吸合,操纵2SQ进入工作位置(在Y3没有吸合时,组合接近开关2SQ没有与凸轮接

触,2SQ不起作用,同时也减少2SQ与凸轮的摩擦);

由于2SQ已进入工作位置,2SQl接通,此时KA0将41-43接通,KA2吸合。

而KA2吸合后,23-25断开,主机接触器KM3释放,3D断电保持惯性回转;

45-47接通,KA3吸合,ID反转,钢领板开始下降,降到极限位置时,ISQ3动作,4-2断开,停止下降;

15-61接通,Yl吸合,将撑爪打开;

53-55接通,KA4吸合,使15-63接通,Y2吸合,主轴制动刹车;

在53-55接通的同时,时间继电器KTI也吸合,经一段延时后,触点9-11断开,切断控制电源,落纱完毕。

3)中途停车

由于种种原因中途停车时,只需按动按钮SB5即可。如图2所示,SB5按下后,15-37-39接通,一方面KA6吸合,47-49断开,使KA3不能吸合,钢领板不具备下降条件;另一方面KA2吸合。KA2吸合后主机即可停车,并

自行适位制动,其制动过程完全与落纱有关部分相同。

4)提前落纱

当机器需要提前落纱时,只需按动按钮SB4即可。如图2所示,SB4按下后,除与SB5不同即2J不吸外,其

他均与"满纱"动作相同。5)紧急停车

当机器发生意外时,可按动"全机停止"按钮SBL或打开车头门,使安全开关3CK断开,或关掉电源开关,均可使全机立即停车。但这种关车方式,破坏了机器的正常停车程序,使机器不能实现适位制动,对机器不利,

应尽量避免。

二、系统的改造

1、机型选定

如图1和图2所示,执行元件为8个,输入元件为17个,其中热继电器KH1、KH2、KH3和3SQ为安全、保护器件,可串联作为1个输入。本系统选用经济实用的SEIMENS S7-200 CPU224,该机型有14个输入点,10个输出

点,2个模拟电位器,带24V(DC)输出电源。

2、PLC的I/O分配

该设备占用了PLC的14个输入点,8个输出点,具体I/O分配见表1和表2。

3、PLC的控制程序

PLC的控制梯形图程序如图4所示。在程序中,为了保证开车,在上电时用到了SM0.l和复位指令,程序在运行前先复位。为了做到人机对话,利用模拟电位器。(即SMB28)和PLC的内部数学运算功能,设计成

0~180s的时间继电器T37。由于采用接近开关,原来的限位电磁铁就取消了。因为钢领板电机在工作中要实现正反转,所以不仅要在程序实现互锁,而且要在电气连接中实现电气互锁,保证电气能正常运行。满纱、故障指示灯在改造前只有一种状态,而在本程序中利用SM0.5和内部继电器组成了一个电路,在满纱时,HL 4一直亮;在有故障时,也就是说KM2交流接触器触点粘连时,HL 4指示灯则以1s为周期闪烁。如果继电器控制电路中实现这一功能非常困难,PLC的优越性就显示出来了。