1、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
2、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)
3、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,
4、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
5、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
6、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
7、 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0180s 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。
