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PLC和步進(jìn)電機(jī)在梳理機(jī)中的應(yīng)用

1 引言

  本機(jī)是將兔毛原料未經(jīng)改性處理换怖,直接進(jìn)行開(kāi)松甩恼、梳理,制成一定支數(shù)的毛條沉颂,具備抱合力大和加有真捻等特點(diǎn)条摸,并由紡紗機(jī)(FNT-28型兔毛紡紗機(jī),專(zhuān)利號(hào):9424N73-4)紡制成各種規(guī)格支數(shù)的細(xì)紗铸屉。本機(jī)是國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利產(chǎn)品(專(zhuān)利號(hào):93106597-6)钉蒲,"八五"國(guó)家星火項(xiàng)目,同時(shí)又被國(guó)家科委列為"九五"
目彻坛。全機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示顷啼。



  圖1 梳理機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

  本機(jī)電氣部分采用繼電器控制系統(tǒng),動(dòng)力驅(qū)動(dòng)由三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)完成昌屉。該控制系統(tǒng)有三點(diǎn)不足:

  (1) 繼電器線(xiàn)路接線(xiàn)復(fù)雜钙蒙,功能單一。 繼電器接觸控制系統(tǒng)的邏輯部分由許多繼電器;按某一固定形式連接而成间驮,若工藝流程發(fā)生改變躬厌,則需要改變繼電器控制系統(tǒng)的接線(xiàn),才能滿(mǎn)足新的工藝流程要求试填。工人實(shí)際操作和維修復(fù)雜坠狈,易出故障;

  (2) 可靠性不高,控制精度不夠三麦,這就勢(shì)必影響了出條支數(shù)墙冻、出條定重;

  (3) 繼電器控制柜的體積大怕茉,占用了較大的生產(chǎn)空間,影響了工人的操作奏尽。

  因此有必要對(duì)本機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造榨豹。近年來(lái),隨著
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展原承,步進(jìn)碳环、伺服電機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其功能多樣性和產(chǎn)品可靠性日臻完善废奖,正在逐步取代原來(lái)的普通電機(jī)鞍后。而且隨著可編程控制器技術(shù)的日益成熟,將二者完整地結(jié)合起來(lái)内地,完成對(duì)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制伴澄,實(shí)行機(jī)電一體化,正在成為一種趨勢(shì)阱缓。

2 控制方案的確定

  由于步進(jìn)電機(jī)可直接用數(shù)字信號(hào)控制非凌,無(wú)需反饋可開(kāi)環(huán)工作,無(wú)累積定位誤差荆针,控制精度高敞嗡,因此被廣泛用于數(shù)字控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。而可編程序控制器(PLC)是一種適于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的航背,由單片計(jì)算機(jī)(CPU)喉悴、外圍大規(guī)模集成電路(LSI)、系統(tǒng)軟件及I/0接口等構(gòu)成的新型控制器玖媚,用戶(hù)通過(guò)軟件設(shè)計(jì)箕肃,可實(shí)現(xiàn)以往難以實(shí)現(xiàn)的各種復(fù)雜邏輯控制。與通用PC機(jī)或單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)相比今魔,PLC具有可靠勺像、抗擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)错森,已成為替代傳統(tǒng)繼電接觸器控制線(xiàn)路的升級(jí)換代產(chǎn)品痛但。因此,本系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC) 為控制核心东种,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件乖靠、紅外光電傳感器為檢測(cè)元件的新型系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了兔毛梳理機(jī)的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制酸飞。其組成原理如圖2所示:



  圖2 控制系統(tǒng)原理圖

3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

  3.1 系統(tǒng)組成

  PLC選用日本松下FP0 PLC下驴,共8點(diǎn)輸入(X0~X7),8點(diǎn)輸出(Y0~Y7)蒿榄,主要控制主電機(jī)Motor1和毛斗步進(jìn)電機(jī)Motor2的工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)速;步進(jìn)電機(jī)選用兩相混合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)央封,步距角1.8°/STEP赛臀,用于驅(qū)動(dòng)主機(jī)和毛斗;步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選用DMD402,電源電壓DC14V~40V徐渗,其作用是根據(jù)PLC的控制指令對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)脈沖和方向控制丰扁。

  3.2 系統(tǒng)工作原理

  FP0系列PLC除具有一般邏輯控制與運(yùn)算功能外,還具有高速計(jì)數(shù)輸入(最大10kHz)店麻、PLS脈沖直接輸出纽哭、SPD位置控制、PWM脈沖輸出等特殊處理功能坐求,用于步進(jìn)電機(jī)的速度控制或位置按制十分方便蚕泽。

  在圖3所示系統(tǒng)中:PLC輸出口Y0、Y1以脈沖速率方式輸入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的Pulse input端桥嗤,控制梳理機(jī)主電機(jī)和毛斗電機(jī)轉(zhuǎn)速和位移须妻。PLC輸出口Y2、Y3以方向信號(hào)輸入到驅(qū)動(dòng)器Directional input端泛领,控制梳理機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)向荒吏。輸出點(diǎn)Y4、Y5是步進(jìn)電機(jī)復(fù)位信號(hào)RST渊鞋,每次開(kāi)機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器清零绰更。PLC輸入點(diǎn)X0以梳理機(jī)喂入量斗處的紅外傳感器作為輸入信號(hào),可調(diào)節(jié)喂入量斗的喂毛量锡宋。X1儡湾、X2作為步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào),X3作為步進(jìn)電機(jī)復(fù)位信號(hào)员辩。X4以為位置傳感器作為輸入信號(hào)盒粮,檢測(cè)梳理機(jī)是否復(fù)位∑蟮纾可以利用當(dāng)需要手動(dòng)操作時(shí)嘶在,可通過(guò)PLC的手動(dòng)輸入信號(hào)X5、X6乃筐,以點(diǎn)動(dòng)方式按制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)扎趋。控制關(guān)系為:X5=ON玄饶,電機(jī)正轉(zhuǎn);X6=ON莲态,電機(jī)反轉(zhuǎn)。



  圖3 梳理機(jī)控制工作原理圖

4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

  圖4是根據(jù)前述梳理機(jī)的電氣控制原理李腐,結(jié)合PLC的程序設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)工藝要求秤凡,設(shè)計(jì)的控制軟件程序流程圖。



  圖4 梳理機(jī)運(yùn)行程序圖

  利用FP0 PLC提供的高速脈沖處理指令憎苦、邏輯控制指令丘登、算數(shù)運(yùn)算指令及一些特殊功能指令泽姨,可較方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的升/降速、恒速及正/反轉(zhuǎn)的運(yùn)行控制竿漂,尤其用PLS-脈沖輸出指令和SPD-位置控制指令敲坏,可使步進(jìn)電機(jī)達(dá)到不失步的升/降速與恒速運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

  以PLC和步進(jìn)電機(jī)為主構(gòu)成的數(shù)字式兔毛梳理機(jī)控制系統(tǒng)的研制成功辆童,為兔毛梳理機(jī)在生產(chǎn)與應(yīng)用環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)的調(diào)整宜咒,提供了保障。采用本控制系統(tǒng)的兔毛梳理機(jī)各項(xiàng)指標(biāo):適紡原料范圍:兔毛(高比例);條干重量不勻率:1.5%;生條可紡支數(shù):8~60公支;脫毛量:1~mg/100cm2;兔毛制成率≥95%;出條定重:0.125~1g/m;臺(tái)時(shí)產(chǎn)量:0.3~2kg/h把鉴。此外故黑,系統(tǒng)具有控制精度高、操作簡(jiǎn)單庭砍、運(yùn)行平穩(wěn)倍阐、無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)。


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