1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
細(xì)紗機(jī)是我公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，該機(jī)性能優(yōu)良、操作方便、機(jī)電一體化程度高。其控制精度要求高，適應(yīng)紡紗品種更高，操作方便簡(jiǎn)單，有操作提示、故障診斷功能，紡紗過程自動(dòng)控制，可定長及定時(shí)落紗。因此需要配置功能多樣靈活，性價(jià)比較高的控制系統(tǒng)，在這里選用了西門子公司的S7-200 SMART PLC及SMART LINE觸摸屏，達(dá)到了較好的控制效果。
2工藝流程介紹
在電氣改造過程中，按照細(xì)紗機(jī)的工藝流程進(jìn)行如下：
1.按壓SB1風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、鋼領(lǐng)板復(fù)位
2.鋼領(lǐng)板升至中紗位置停止即動(dòng)作，由控制回路對(duì)電機(jī)繞組輸入直流220V電源，實(shí)行能耗制動(dòng)2秒后自動(dòng)釋放，以實(shí)現(xiàn)鋼領(lǐng)板精確定位。
3.按壓SB3主軸啟動(dòng)，鋼領(lǐng)板延時(shí)約1秒，由中紗位置降至始紡位置進(jìn)行能耗制動(dòng)定位2秒后釋放。
4.細(xì)紗機(jī)執(zhí)行PLC的九段速自動(dòng)控制指令。
5.當(dāng)落紗信號(hào)SA12動(dòng)作、中途落紗按鈕SB5給進(jìn)、PLC計(jì)長條件滿足時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)接通落紗電源，主機(jī)等待停主電機(jī)和降鋼領(lǐng)板信號(hào)。
6.停主電機(jī)和降鋼領(lǐng)板SQ5信號(hào)到達(dá)后，變頻U1停止輸出同時(shí)鋼領(lǐng)板由車頭升降電機(jī)拖動(dòng)，降至落紗位置。
7.主軸制動(dòng)SQ6信號(hào)到達(dá)后，主軸的制動(dòng)離合器工作，20秒后延時(shí)停風(fēng)機(jī)整機(jī)處于落紗狀態(tài)。
電氣的改造同時(shí)要結(jié)合工藝計(jì)算來進(jìn)行，具體計(jì)算表如下：（見圖7）
圖7 工藝計(jì)算表
3方案確定
考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，選用西門子S7-200 SMART PLC，其較高的運(yùn)算速度及豐富的通訊功能為以后設(shè)備的升級(jí)等提供了良好的保證。另外，觸摸屏在此選用西門子S 700 IE 屏，它與S7-200 SMART PLC的無縫集成，高分辨率及64K色的顯示，以及高效便捷的以太網(wǎng)通訊，是設(shè)備操作更人性化，更加便捷高效。同時(shí)，整個(gè)電氣方案性價(jià)比較高，對(duì)于小型的自動(dòng)化電氣設(shè)備是個(gè)不錯(cuò)的選擇。根據(jù)系統(tǒng)需求，產(chǎn)品的選型如下表：（見圖8）
圖8 產(chǎn)品選型
4產(chǎn)品硬件配置
由上可看到，設(shè)備電氣系統(tǒng)由四部分構(gòu)成，分別為PLC控制部分，人機(jī)界面控制，變頻控制，三自動(dòng)控制部分。（見圖1）
圖1 設(shè)備外觀圖
PLC控制部分：PLC的I/O接點(diǎn)，完成全機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)以及計(jì)算和過程控制，實(shí)現(xiàn)紡紗自動(dòng)化，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，選用西門子S7-200 smart PLC，其運(yùn)算速度及豐富的通訊功能為以后設(shè)備的升級(jí)等提供了良好的保證。（見圖2、圖3）
圖2 S7-200 Smart PLC 柜內(nèi)圖
圖3 S7-200 Smart PLC 接線圖
人機(jī)界面控制：人機(jī)界面與PLC之間通過以太網(wǎng)通訊實(shí)現(xiàn)連接，完成紡紗過程工藝參數(shù)顯示設(shè)定，如錠子的九段速設(shè)定，定長設(shè)定，班組選擇等。同時(shí)可以對(duì)細(xì)紗機(jī)故障進(jìn)行自診斷，顯示動(dòng)作流程等人性化的操作與顯示。（見圖4）
圖4 Smart 700 IE 運(yùn)行圖
變頻控制：由PLC的模擬量輸出端口對(duì)變頻器進(jìn)行九段速控制，依據(jù)用戶要求對(duì)錠子速度自動(dòng)調(diào)整。
三自動(dòng)控制：由三自動(dòng)行程開關(guān)、停主電機(jī)、下鋼領(lǐng)板、主軸制動(dòng)傳感器構(gòu)成。使細(xì)紗機(jī)在落紗信號(hào)到達(dá)后自動(dòng)適應(yīng)停車，以及控制包腳紗。
5軟件開發(fā)
根據(jù)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，其I/O表分配如下：（見圖5）
圖5 I/O 分配表
具體軟件程序根據(jù)如下流程圖實(shí)現(xiàn)：（見圖6）
圖6 動(dòng)作流程圖
6應(yīng)用體會(huì)
在S7-200 SMART應(yīng)用過程中，感覺它保留了Micro/WIN編程軟件中的數(shù)據(jù)塊編輯，狀態(tài)分頁監(jiān)控，高級(jí)指令向?qū)У裙δ苁址奖悖卉浖矫孑^為完善，建議在硬件方面能夠更多的從小系統(tǒng)應(yīng)用出發(fā)增強(qiáng)硬件的靈活性，例如：對(duì)于線驅(qū)動(dòng)型編碼器的獨(dú)立接口，混合輸出照顧到部分高速輸出應(yīng)用，高速通訊口（CAN_OPEN），為了用戶下傳程序的便捷支持USB下載等。
