PLC在细纱机控制系统中的应用

引言

FA502型细纱机是一种在我国棉纺行业广泛使用的机型。随着棉纺行业生产水平的提高和对棉纱质量要求的提高，FA502型细纱机已不能满足市场的需求，因而对FA502型细纱机进行改造势在必行。（FA502型细纱机如图1所示）我们根据细纱纺织工艺，应用PLC技术，对FA502细纱机的电气控制系统进行了改造，使老设备增添新动力，使之在优质高效和环保的前提下达到FA506型细纱机的生产水平。

图 1 FA502型细纱机

第一章细纱机的介绍及其电气控制

系统的改造方案

1.1 细纱机的介绍

一、国内细纱机的发展

1950年以来，中国生产的纺织机器，在总结生产实践经验和借鉴国外先进技术的基础上，进行几次革新，国内细纱机的发展经历了三个发展阶段：

1.第一代细纱机：1291、1292、1293。1954年，大批量生产，1291、1301型，E=14～20。60年代起对1291型改进，重力加压改为前、中罗拉杠杆加压，大铁辊改磁性辊，分离式弹性支承高速锭子、高速钢领钢丝圈，E=20～40。

2.第二代细纱机：A512、A513。65年，A512型，408锭/台，70mm锭距，三罗拉长短皮圈牵伸、弹簧摆动销、YJ-00摇架，E=10～50。70年代大批量生产A512型，还有出口。1974年，A513型：96～480锭/台，改进，喂入、牵伸、卷绕、成形、传动、吸棉、墙板、龙筋，有A、B、C、D、E、F、G、H、M和MA（纺中长纤维）、W、S（超大牵伸）、SA等系列。

3.第三代细纱机：FA502—FA508。80年代，FA502、FA503采用YJ1系列摇架，可调前罗拉中心距，可纺棉和中长。

二、细纱机的作用

细纱是纺织过程中的最后一道工序，它是将粗纱经过进一步的拉长抽细到一定程度，加捻卷绕成一定卷装，并符合国家质量标准的细纱，以供制线，织造使用，其具体作用是：

1.牵伸将粗纱抽长拉细成所需细度的须条。

2.加捻将须条加捻成有一定捻度的细纱。

3.卷绕成形将细纱绕成一定卷装，供存储、运输和进一步加工之用。

三、细纱机的主要机构

1.喂入部分

粗纱架、粗纱支持器（托锭支持器吊锭支持器两种）导纱杆、横动导纱装置。

2.牵伸部分

牵伸罗拉、罗拉轴承、胶辊、罗拉座、上下皮圈销和皮圈\弹簧摇架、隔距块、集合器

3.加捻卷绕部分

导纱、隔纱板、钢领、钢丝圈、清洁器、锭子、纱管、锭带轮等。

4.成型部分

成型凸轮、成型摇臂、链条、分配轴、牵吊轮（杆带、钢领板和导纱板的升降横臂）。

四、细纱机的工艺过程

细纱机的工艺过程如图1-1所示：

图1-1 细纱机的工作过程

粗纱筒管——导纱杆——牵伸装置——前罗拉——导纱钩——钢丝圈——细纱筒管

1.2 FA502型细纱机的电气控制系统

一、电路特点

1.主轴电动机的功率为15KW以上，在棉纺生产线设备电动机中功率最大。

2.FA502型细纱机的工艺行程开关与机械配合较紧密，自动完成一落纱生产过程。

二、FA502型细纱机电气控制线路的组成和作用

FA502型细纱机电气控制线路由主电路、控制电路两大部分组成。

1.主电路

FA502型细纱机的主电路图如图1-2所示：

图1-2 FA502型细纱机主电路

主电路有三台鼠笼式异步电动机，其中M1是钢领板升降电动机，KM1是钢领板上升接触器，KM2是钢领板下降接触器。M2是吸风电动机，受接触器KM3控制。M3是主轴电动机，型号为FXD-180M1-4/6-15KW/7KW，是双速电动机，低速启动受接触器KM4控制，高速运行受接触器KM5、KM6控制，M3安装在车尾吸棉箱下，有利于散热。

2.控制电路

FA502型细纱机控制电路如图1-3所示：

图1-3 FA502型细纱机控制电路

控制电路的电压为380V，SA1为控制电路电源开关，热继电器FR1-FR4、车头门安全开关SB1、全机停止按钮SB2的常闭触头联锁控制线路。

控制线路中主要器件的代号、名称及作用如表1-1所示：

表1-1 控制线路中主要器件的代号、名称及作用

该控制电路有如下联锁：

（1）钢领板上升继电器KM1与钢领板下降继电器KM2联锁，防止同时动作，造成电源短路；

（2）停主轴继电器KM10与主轴启动接触器联锁，防止主轴制动时主轴电动机通电运转；

（3）主轴运转接触器KM3、KM4联锁主轴制动继电器KM11；

（4）风机接触器KM3联锁其他接触器（除电磁铁电路外），因此开车时首先要启动风机。

三、FA502型细纱机的工作原理

将主轴低速转高速【手动/自动】旋钮SA2拨到【自动】位置。

1.运转

把车尾开关箱的【电源开关】SA1拨“通”（电源指示灯亮），按【钢领板复位，风机启动】按钮SB1，吸风接触器KM3通电自锁，吸风电动机M2启动；钢领板复位继电器KM1线圈通电自锁，钢领板升降电动机M1启动，钢领板上升。

钢领板复位时，触动行程开关1SQ1，KM1线圈得电，M1停转，钢领板上升停止。1SQ1接通主轴启动接触器线路，为主轴电动机通电做好准备。

按主轴电动机【启动】按钮SB2，KM4线圈通电自锁，主轴电动机M3低速启动，指示灯HL亮；同时低速时间继电器KT1通电自锁，开始延时，延时时间到，KT1断开低速接触器KM4，接通高速接触器KM5、KM6，并且KM6自锁，

主轴电动机高速运转，指示灯HL灭。

2.自动落纱、适位停车

当满纱时，行程开关1SQ2动作，KM9线圈通电自锁，指示灯HL亮，YV3电磁铁通电将2SQ2行程开关座推向工作位置。

当2SQ1动作时，停主轴电动机继电器KM10线圈通电自锁，KM10联锁主轴高速接触器KM5、KM6断电，主轴电动机M3断电，全机惯性运转。YV1电磁铁打开级升撑爪，为钢领板下降做准备。

当2SQ2动作时，钢领板下降继电器KM2线圈通电自锁，钢领板升降电动机M1启动，钢领板下降，到达落纱位置时,1SQ3动作，KM2断电，M1断电停转。

当2SQ3动作时，主轴制动继电器KM11线圈通电自锁，YV2电磁铁和时间继电器KT2线圈通电，YV2吸力拉下制动器连杆，全机刹车停转，停转的位置是钢领板一个升降小动程向下的三分之一处。延时后，KT2延时断开触头断开KM3及整个控制线路电源，撑爪落下，制动器打开，2SQ行程开关复位，满纱指示灯熄灭，为再次开车做好准备。

3.中途落纱

如需在满管前提前落纱，只要按【中途落纱】按钮SB3，就能产生各种动作，最后适位停车。从原理图上可以看出，SB3与1SQ2并联，作用一样。

4.中途停车

纺纱过程中，如需关车，只要按【中途停车】按钮SB4，就能自动适位停车。从原理图上可以看出，KM8与1SQ2并联，作用一样。但KM8的常闭触头切断了钢领板下降继电器KM2线圈线路，因此不会产生下钢领板的过程。

5.紧急停车

如遇事故需紧急停车时，可按车头处【全机停止】按钮SB6，或将车尾开关箱上控制线路电源开关SA1拨断，这种情况下不会适位停车。