KTZ368型劍桿織機(jī)的PLC電控系統(tǒng).doc

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KTZ368型劍桿織機(jī)的 PLC電控系統(tǒng) 2008-11-09　　　來源：張玉梅、翁永樞　　　瀏覽：135 一、隨著我國(guó)紡織設(shè)備的發(fā)展,劍桿織機(jī)、 片梭織機(jī)、 噴水和噴氣織機(jī)等各種新型織機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 其中, 劍桿織機(jī)是較早發(fā)明并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中的一種無梭織機(jī), 隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展, 劍桿織機(jī)的機(jī)電一體化程度越來越高, 從而使整機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到一個(gè)先進(jìn)水平。它們具有生產(chǎn)織物質(zhì)量高, 工作速度快, 性能穩(wěn)定可靠、 噪聲低、 自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。劍桿織機(jī)中電氣控制系統(tǒng)占有很重要的地位 , 它直接決定了織物的質(zhì)量和織機(jī)的工作效率。目前使用較多的劍桿織機(jī)電控系統(tǒng)分為邏輯程序控制系統(tǒng)和可編程序控制系統(tǒng)。邏輯程序控制系統(tǒng)由一套電子控制線路按程序進(jìn)行控制。程序計(jì)數(shù)是整個(gè)控制的中樞 , 它保證了電子控制的準(zhǔn)確性及與機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的同步 , 也決定了經(jīng)停、 緯停、 送緯、 打緯的工作時(shí)刻。織機(jī)的幾大運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相互制約 , 只允許一種運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)。整個(gè)控制按照預(yù)定的邏輯程序來完成對(duì)織機(jī)的各種控制。但由于其存在控制精度差及可靠性低、 故障率高等缺點(diǎn) , 因而逐步被可編程序控制器控制系統(tǒng)所替代。劍桿織機(jī)的可編程控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)環(huán)境下設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī) , 但它比計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言?？棛C(jī)的所有動(dòng)作和控制, 都是以其主軸的轉(zhuǎn)角為依據(jù) , 控制準(zhǔn)確 , 可靠性高。下面介紹以西門子 PLC S7 - 200及相應(yīng)的擴(kuò)展模塊為核心 , 構(gòu)成劍桿織機(jī)電控制系統(tǒng) , 完成織機(jī)角度檢測(cè)、 可編程控制器對(duì)主離合器、 慢車及找緯離合器等控制。 二、系統(tǒng)組成 KTZ368型劍桿織機(jī)采用西門子可編程程序控制器 , 有效地解決了邏輯控制系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)無法解決的工藝差、 穩(wěn)定性差、 抗干擾性差等缺點(diǎn)。使整個(gè)電控系統(tǒng)的控制水平有了很大的提高。它由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)組成。 （1）操作環(huán)節(jié)運(yùn)行的前提條件: 龍頭行程開關(guān)閉合 。運(yùn)轉(zhuǎn): 閉合主電機(jī)開關(guān) , 按“ 開車 ” 按鈕 , 織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來。手動(dòng)正向?qū)ぞ? 緯?；蛘Ｍ＼嚽闆r下 , 織機(jī)在扇形區(qū)內(nèi) , 手動(dòng)正向?qū)ぞ曇淮?。手?dòng)反向?qū)ぞ? 緯停或正常停車情況下 , 織機(jī)在扇形區(qū)內(nèi) , 手動(dòng)反向?qū)ぞ曇淮?。點(diǎn)動(dòng): 按下點(diǎn)動(dòng)按鈕, 織機(jī)處于點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)。停車: 按下停車按鈕, 織機(jī)停車。急停:按下急停按鈕,離合器制動(dòng),紅綠燈閃爍。 （2）自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)控制環(huán)：節(jié)經(jīng)停采用接觸式經(jīng)停裝置 , 每根經(jīng)紗穿入一片停經(jīng)片中。正常時(shí)由于經(jīng)紗有一定的張力 , 停經(jīng)片不會(huì)掉下來。當(dāng)經(jīng)紗斷頭后 , 停經(jīng)片受重力作用而下落 , 接觸停經(jīng)架 , 發(fā)出斷經(jīng)信號(hào)。緯停：緯停裝置采用壓電式緯紗陶瓷傳感器。 緯紗穿過壓電陶瓷傳感器的小孔。正常引緯時(shí) , 緯紗與傳感器的小孔壁摩擦 , 產(chǎn)生壓電效應(yīng)。緯紗斷頭或緯紗用完時(shí) , 在應(yīng)該正常引緯的時(shí)間段內(nèi)沒有壓電效應(yīng)產(chǎn)生 , 從而發(fā)出斷緯信號(hào)。儲(chǔ)緯器：儲(chǔ)緯器是保持緯紗張力恒定的獨(dú)立裝置。它能將紗線從紗筒上拉出 , 規(guī)則地纏繞在儲(chǔ)紗鼓輪上。當(dāng)織機(jī)工作時(shí) , 緯紗再從儲(chǔ)紗輪上依序取出 , 從而保證緯紗張力恒定。當(dāng)緯紗斷頭或空緯時(shí) , 其上的鋼絲探測(cè)桿下落 , 帶動(dòng)微動(dòng)開關(guān)接合 , 信號(hào)線發(fā)出緯停信號(hào)。定位開車：工藝要求 , 開車必須在正確的起始位置 , 即龍頭開關(guān)必須到位, 才能開車。定位停車根據(jù)工藝要求 , 停車必須在適當(dāng)?shù)奈恢?(260～90 )。劍桿織機(jī)的停車定位裝置有經(jīng)停定位和緯停定位兩種。停車定位裝置采用接近開關(guān) , 在織機(jī)的主軸附近裝有經(jīng)停、 緯停 , 在主軸的對(duì)應(yīng)位置分別裝有經(jīng)停、 緯停金屬感應(yīng)片。當(dāng)感應(yīng)片與接近開關(guān)相遇時(shí) , 接近開關(guān)動(dòng)合 , 發(fā)出信號(hào)。尋緯區(qū)檢測(cè)尋緯電機(jī)是否工作一定要根據(jù)主軸的位置是否在尋緯區(qū)內(nèi) , 尋緯區(qū)有一扇形金屬感應(yīng)片 , 在主軸的對(duì)應(yīng)位置裝有接近開關(guān) , 與扇形區(qū)內(nèi)感應(yīng)片相遇時(shí) , 接近開關(guān)動(dòng)作 , 發(fā)出信號(hào)。 （3）主控電路環(huán)節(jié)電磁離合器電磁離合器系統(tǒng)包括離合線圈和剎車線圈。它主要起以下作用: 開車時(shí)將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳遞給織布機(jī)轉(zhuǎn)軸; 停車時(shí)織布機(jī)通過該系統(tǒng)很快停穩(wěn); 慢速時(shí)也是通過該離合器傳遞能量。在這個(gè)控制系統(tǒng)中 , 通過給離合器的線圈通高、 低壓電來決定織機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速高低或剎車快慢。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路織機(jī)的主驅(qū)動(dòng)是由主電機(jī)來完成的 , 織機(jī)一上電 , 主電機(jī)通過一過流開關(guān)來接通 , 通過離合器來帶動(dòng)織機(jī)主軸 , 織機(jī)的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)角是所有控制的依據(jù)。直流供電直流供電分為離合器的高低壓供電和 PLC的直流電源供電。離合器的高低壓即高壓 110V和低壓 24V的直流電壓 , PLC的直流電壓是由變壓器變壓后經(jīng)半波整流后變成 24V電壓 , 供給PLC的輸入輸出部分作傳感器和繼電器電源。 (4)顯示部分：作狀態(tài)顯示電源指示燈包括高壓 110V、低壓 24V或電源 + 5V燈指示。故障狀態(tài)顯示機(jī)臺(tái)燈有紅燈、 綠燈、 黃燈, 織機(jī)通電準(zhǔn)備狀態(tài)或正常運(yùn)行時(shí)綠燈亮, 斷經(jīng)或儲(chǔ)緯器缺緯時(shí)紅燈亮, 斷緯時(shí)黃燈亮, 急停時(shí)紅燈、 綠燈交替閃爍。 三、電路組成 （1）主電路：電路原理圖見圖 1。主電路組成包括主電機(jī)、 尋緯電機(jī)、 儲(chǔ)緯器、 電磁吸鐵和離合器的離合線圈和剎車線圈。織機(jī)的主電機(jī)先啟動(dòng), 開機(jī)后 , 通過 PLC的程序分別控制 JW6、JW7、JW9、JW10吸合 , 從而控制離合線圈和剎車線圈的高低壓轉(zhuǎn)換。尋緯電機(jī)通過兩個(gè)交流接觸器 LC1和 LC2控制它的正反轉(zhuǎn) , 儲(chǔ)緯器缺緯時(shí)通過微動(dòng)開關(guān)的斷開 , 而將 RR1繼電器的線圈斷電 , 從而將儲(chǔ)緯電機(jī)的主電路斷電。 （2）控制電路：制電路原理圖見圖 2。控制電路以 PLC為核心 , 包括 PLC輸入口電路和輸出口電路。輸入口電路主要包括主令開關(guān)和檢測(cè)電路。主令開關(guān)主要是按鈕和保護(hù)開關(guān) , 檢測(cè)電路主要包括斷經(jīng)、 斷緯檢測(cè)和接近開關(guān)的定位信號(hào)。輸出口電路主要包括離合器線圈的控制、 尋緯、 放布吸鐵控制和信號(hào)燈指示輸出。劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件多為交流接觸器線圈和信號(hào)指示燈 ,這些負(fù)載較輕 , 動(dòng)作頻率又不高 , 可直接接在PLC的輸出口。 （3）I/O分配表 四、PLC程序 PLC程序包括主程序和尋緯子程序。 （1）主程序：程序同見圖 3 , 它主要控制的是定位開車、 定位停車、 斷經(jīng)、 斷緯檢測(cè)控制、 放布吸鐵電磁離合器的控制以及信號(hào)指示的控制。是一種比較嚴(yán)密的邏輯關(guān)系的控制。 （2）子程序：程序 S BR - 0是尋緯子程序 , 它滿足尋緯條件時(shí)調(diào)用尋緯子程序。它控制一個(gè)尋緯的時(shí)間范圍 , 尋緯 0 . 5 s時(shí)間內(nèi)已找到 (龍頭開關(guān)接通 ) , 則停止尋緯 , 若 4 s后還未找到 (龍頭開關(guān)始終斷開 ) , 也停止尋緯 , 返回主程序。 五、結(jié)語 本控制系統(tǒng)已在 KTZ368劍桿織機(jī)上使用 ,電氣控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 , 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 操作方便、 成本低廉等特點(diǎn) , 特別適用于簡(jiǎn)易型劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng)改造 , 也可在其它無梭織機(jī)中推廣應(yīng)用。