1、PLC 在 DTM129 细纱机中的应用及维护赵方付山东德源纱厂有限公司S7-200 是一种小型的可 编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系列具有极高的性能/价格比。使用非常方便，非常适合现代工业越来越庞大的工作量及功能的需求。日益成为现代工业必不可少的设备之一。我根据自己的工作实际和有关资料，现将该 S7-200 在细纱机的应用及一些技术改造介绍给大家供学习交流。 （一） DTM129细 纱 机 硬 件 构 成 ：电气系统采用的主要元器件有：PLC、触摸屏、
2、变频器、传感器、电动机及低压电器元件(结构框图如图 1 所示)。图 1本机采用西门子S7200 CPU224型PLC并结合扩展模块EM223和模拟量输出模快EM232，可见PLC是本系统的核心，它控制着整个系统的正常运行。并与触摸屏MT506L以RS232C协议通讯完成参数设定显示，完成纺纱过程工艺参数显示设定，可直接设定锭子运行曲线，实现控制柔性化。（二）PLC的应用1：概述：本机采用可编程控制器（PLC）控制变频器对主电机转速进行动态调整，可实现细纱机的软起动及无级变速，在提高成纱质量的同时，也延长了设备及电机的使用寿命，减少了电动机起动时对电网的冲击，提高了功率因数。有效地解决了细纱机普
3、遍存在的大马拉小车的现象，节电率根据细纱机的车况和纺纱工况一般可在 3%-10%之间。2：使用 PLC 控制与同类机台对比：目前国内使用的环锭细纱机大部分是恒锭速的，这类细纱机在纺纱时根据细纱的不同品种，事先通过选用不同直径的皮带盘来确定锭子的转速，不能在纺纱运转过程中实现对锭子转速的动态控制。锭子在恒速运转时，若选用锭速较高时，纱线所受张力大于其所能承受的张力时会产生很多的断头，直接影响产品的质量，使消耗增大。若选用锭速较低时，虽然断头率较低，但产量又会受到很大影响。因此只能选用一个折中的锭速作为“最佳工艺速度”，即在中纱时保证产量的同时又要兼顾到小纱和大纱时的断头率。即使选择了这样的“最佳
4、工艺速度”，仍然存在着小纱、大纱时断头较多，中纱时又损失了产量。3：优点：细纱纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，其中一落纱中小纱时张力最大，大纱次之，中纱最小。通过在 PLC 内部程序设置了 10 个段速（图 2），。图 2并通过人机界面进行设定，在每个段速中输出一定的模拟量从而控制各阶段转速的张力变化规律实现锭子转速的自动调整（变锭速） ，尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，使产量、质量同步提高，这对实现优质高产，降低损耗和减轻挡车工劳动强度
5、将起到积极作用。（二）技术改造 吹吸风电机间歇性改造原吹吸风控制方式如下图 3：图 3原电机为 2.2KW 通过皮带传动吹吸风装置在设备上往复运动，有上图可知此电机的工作方式为连续运转。工作任务是将纱线上的棉絮及短绒吹掉并吸入。并且在生产中经过观察吹吸风一个工作来回即可将飞花吹掉，并将落地花吸干净。站在节能降耗的角度即浪费了电能又对电机的寿命造成影响。于是购买时间继电器进行改造，通过一段时间的实验发现存在下列问题：a：时间继电器放在配电柜内间歇时间不好调整。b：由于环境棉絮较多且温度高、湿度大时间继电器损坏较频繁。c：由于增加了时间继电器电路变得较为复杂。克服以上问题就只有在 PLC 内部程序
6、上改了，并且 CPU224XP 内部有 256 个时间继电器，应用比较方便。用 USB-PPI 数据线将 PLC 内部程序拷出来， 图 4分析：通过运用整数运算指令和时间继电器，VW38 设定值为工作时间，VW34 设定值为停止时间。若两值都设为 100 分析如下：按动起动按钮 I2.1M4.0 通电自锁Q2.1 工作 T102 开始计时（由于时间继电器是毫秒级设定值为 100 换算后为 10 秒） 。10 秒后 M4.1 通电自锁 Q2.1 断开（T102 断电复位） ，T101 开始计时 10 秒后 M4.1 断开 Q2.1 工作，如此循环（图 4） 。并且利用利用 USBMT500 编
7、程 线 ， 将吹吸风工作时间写入界面便于操作。P C 与 MT506LV 通 讯 以 RS232C 协议通讯，波特率为115200bps.利用 EasyBuilder500 软件首先创建工作停止的位图，然后打开数值输入元件属性如下图将梯形图中我们用到的 VW32 变量输入我们需要的值即可。 图 5：集中吸变频器模拟量控制的改造：原变频器为伦茨 SMD 系列，控制方式为面板控制，由于品种经常改动，对集中吸负压的要求就比较高，并且还不容易操作。通过查看图纸发现模拟量输出模块 EM232除了控制主电机变频器还有一路未用，并且变频器的控制源里也有模拟 0-10V 这一项。PLC 增加模拟控制如下图（6
8、）：图 6通过查阅手册找出 EM232 输出 0-10V 所对应的输入量为 0-32000，于是进行换算得出：输出 0-10V 变频器输出频率为 0-50HZ；由于电机额定频率为 60HZ，长工作于50HZ 以上，所以在触摸屏设置调节范围为 0-60HZ。即 1HZ 的对应输入量为 533，利用整数相乘指令和字节传送指令，只要改变 VW228 就可以改变模拟量 AQW2 的输出，从而控制变频器改变电机的转速。（三）P LC 的 日 常 维 护 对企业来说，PLC 的拥有是企业实力的体现，PLC 完好技术状态，使其充分发挥效用，在维护上应着重抓好以下几个方面： ： 供 电 电 源 的 检 查 。
9、 供 电 电 源 的 质 量 直 接 影 响 PLC 的 使 用 可 靠 性 ， 也 是 故 障率 较 高 的 部 件 ， 检 查 电 压 是 否 满 足 额 定 范 围 的 85% 110 及 考 察 电 压 波 动 是 否 频繁 。 ： 运 行 环 境 的 检 查 。 PLC 运 行 环 境 温 度 在 0 60 。 温 度 过 高 将 使 得 PLC 内部 元 件 性 能 恶 化 和 故 障 增 加 ， 尤 其 是 CPU 会 因 “电 子 迁 移 ”现 象 的 加 速 而 降 低PLC 的 寿 命 。 温 度 偏 低 ， 模 拟 回 路 的 安 全 系 数 也 会 变 小 ， 超 低
10、温 时 可 能 引 起 控 制 系统 动 作 不 正 常 。 解 决 的 办 法 是 在 控 制 柜 安 装 合 适 的 轴 流 风 扇 或 者 加 装 空 调 ， 并 注 意经 常 检 查 。：应有专业人员进行维护。可以设置电子班，也可以有经验的电气工程师，专门负责本单位 PLC 的日常维护。：建立台账。通过记录各种 PLC 的通讯方式，以及程序的拷贝，维修记录，调整记录为今后维修奠定基础。：日常维护。日常环境的清洁和设备的清洁，紧固各种螺钉，观察指示报警部件的动作。有无损坏、发热等现象。：部件的更换。PLC 内部有些设备的寿命也是有限的，实践发现 PLC 内部继电器由于动作频繁，触电会出现
11、接触不良现象。所以要对动作频繁地继电器进行定期更换，排除忧患。：定期检查。PLC 与其连接的各种传感器、接线端头、数据线插头等是否完好。：检 查 PLC 的 程 序 存 储 器 的 电 池 是 否 需 要 更 换 。（ 四 ） PLC 的 维 修PLC 控 制 器 具 有 一 定 的 自 检 能 力 ， 而 且 在 系 统 运 行 周 期 中 都 有 自 诊 断 处 理 阶 段 ，故 在 维 修 过 程 中 应 ：（ 1） 检 查 PLC 供 电 是 否 正 常 。 若 POWER 指 示 灯 不 亮 ， 可 检 查 供 电 线 路 和 熔 断 器 。（ 2） 检 查 PLC 系 统 。 启
12、动 PLC 查 看 “RUN”指 示 是 否 正 常 ， 有 无 报 警 发 生 。 通 常正 在 使 用 的 PLC 系 统 很 难 发 生 这 种 故 障 。（ 3） I/O 模 块 的 检 查 。 检 查 I/O 模 块 供 电 电 压 是 否 正 常 ； 检 测 输 入 输 出 端 口 的信 号 及 对 应 端 口 指 示 灯 显 示 是 否 正 常 。总之，可编程控制器组成的控制系统是相对传统的控制系统，以元器件数量少，接线少及 PLC 本身的低故障率而具有较高的可靠性，但这并不能说可编程序控制器不会出故障。和其他的设备一样，为了保障设备的长期工作，可编程序的日常维护保养是十分重要的。只有进一步了解其性能、原理才能更好地应用与维护。参考文献：1S7-200 编程手册2可编程序控制器的维护与保养
