PLC在滌綸短纖盛絲往復(fù)機(jī)中的運(yùn)用

蔣文彬

（恒天九五重工邵陽紡織機(jī)械有限公司技術(shù)中心，湖南 邵陽 422000）

現(xiàn)在的大型的滌綸短纖生產(chǎn)線中，前紡生產(chǎn)線的穩(wěn)定性以及可靠性直接影響到整個(gè)生產(chǎn)線的產(chǎn)量以及質(zhì)量，作為前紡生產(chǎn)線中最關(guān)鍵部分，盛絲往復(fù)機(jī)就顯的尤為重要。其運(yùn)行的穩(wěn)定性以及精確性直接與整條生產(chǎn)線廢絲量的多少，以及產(chǎn)量效益直接掛鉤。下面我將具體闡述我公司生產(chǎn)的盛絲往復(fù)機(jī)的原理、以及其在工廠實(shí)際運(yùn)用中的優(yōu)勢。

1 系統(tǒng)組成

該往復(fù)機(jī)的電氣主要由橫動(dòng)大車、縱動(dòng)小車、進(jìn)桶、出桶的異步電機(jī)組成。電機(jī)由西門子MM440變頻器控制，橫動(dòng)大車、縱向小車、進(jìn)桶、出桶電機(jī)的起停由S7-300PLC 集中控制，每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行速度都是通過一個(gè)TP177A 觸摸屏來設(shè)定和顯示參數(shù)，這樣更方便生產(chǎn)時(shí)的靈活調(diào)整。其盛絲往復(fù)機(jī)的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 往復(fù)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 簡單的工藝介紹

2.1 機(jī)上電器元件名稱及說明。

光電開關(guān)SQ601，前端有空桶。感應(yīng)在往復(fù)機(jī)前端是不是有空桶擺放。

光電開關(guān)SQ602、SQ616，空桶定位。往復(fù)機(jī)進(jìn)行盛絲桶更換動(dòng)作時(shí)，空桶運(yùn)行到此處等待換桶運(yùn)動(dòng)。

光反射感應(yīng)開關(guān)SQ605，橫動(dòng)進(jìn)桶開關(guān)。此開關(guān)作用為進(jìn)行換桶時(shí)，進(jìn)行推絲板等的連鎖動(dòng)作。

光電開關(guān)SQ609、SQ610、SQ611、SQ612，左端、左越位、右端、右越位，往復(fù)機(jī)縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的限位開關(guān)。

光電開關(guān)SQ607、SQ614、SQ608、SQ615，前端、前越位、后端、后越位，往復(fù)機(jī)橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的限位開關(guān)。

光電開關(guān)SQ613，中心線位置。

光電開關(guān)SQ603 后端有滿桶，進(jìn)出桶動(dòng)作時(shí)連鎖。

光電開關(guān)SQ604 滿桶越位，提示往復(fù)機(jī)后端有盛好絲的滿桶。

2.2 主要控制開關(guān)及說明

空桶定位，首次手動(dòng)入桶時(shí)將空桶運(yùn)行到入桶等待位置。

慢速運(yùn)桶，手動(dòng)將位于往復(fù)機(jī)上的盛絲桶開出。

手動(dòng)落桶，在往復(fù)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行過程中按此按鈕將進(jìn)行換桶動(dòng)作。定長復(fù)位，重置往復(fù)機(jī)運(yùn)行時(shí)間或者盛絲總長度。橫向起動(dòng)，往復(fù)機(jī)將自動(dòng)進(jìn)行橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？v向起動(dòng)，往復(fù)機(jī)將自動(dòng)進(jìn)行縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。向前寸動(dòng)、向后寸動(dòng)、向左寸動(dòng)、向右寸動(dòng)，往復(fù)機(jī)手動(dòng)進(jìn)行四個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，方便往復(fù)機(jī)故障時(shí)以及需要手動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的操作。

3 PLC 硬件配置

PLC 控制系統(tǒng)由于其簡單易于實(shí)現(xiàn)，可靠性好，是代替繼電器控制系統(tǒng)的有效方法。采用PLC 控制是實(shí)現(xiàn)往復(fù)機(jī)及其復(fù)雜順序動(dòng)作系統(tǒng)的有效方法。PLC 硬件編制軟件采用西門子的STEP7 V5.5版本,組態(tài) CPU313C-2DP 做為主站，通過西門子通用PROFΙBUS 通信協(xié)議將四臺(tái)西門子MM440 變頻器進(jìn)行組態(tài)。四臺(tái)變頻器分別對(duì)應(yīng)橫動(dòng)、縱動(dòng)、進(jìn)桶、出桶電機(jī)控制，如圖2所示。

圖2 PLC 硬件配置圖

3.1 PLC 編程邏輯思路

圖3 PLC 主程序塊

在變頻器通信子程序中，PLC 程序可以控制變頻器的起停、以及變頻器運(yùn)行的頻率在TP177A 觸摸屏上可以修改。這樣可以方便在實(shí)際生產(chǎn)過程中方便調(diào)整各個(gè)運(yùn)行方向的運(yùn)行速度，橫向速度慢、縱向速度快使的桶內(nèi)的絲落的均勻、平整。進(jìn)桶和出桶速度可調(diào)方便在進(jìn)行換桶運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行更好的速度上的聯(lián)接。具體設(shè)定畫面如圖3所示。

圖4 往復(fù)機(jī)電機(jī)速度設(shè)定

由于是異步電機(jī)系統(tǒng)，異步電機(jī)當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)其運(yùn)行速度會(huì)有一定的變化，落絲工藝速度一定，程序上采用時(shí)間控制，計(jì)時(shí)子程序PLC 可以進(jìn)行時(shí)間上的設(shè)定與調(diào)整，編程過程中應(yīng)該加入時(shí)間矯正對(duì)中程序，當(dāng)往復(fù)機(jī)運(yùn)行到設(shè)定的時(shí)間后，往復(fù)機(jī)剛好自動(dòng)運(yùn)行到中間位置，進(jìn)行自動(dòng)換桶動(dòng)作，這時(shí)往復(fù)機(jī)的時(shí)間自動(dòng)重置，自動(dòng)進(jìn)行新的往復(fù)運(yùn)行周期。時(shí)間的設(shè)定可以在觸摸屏中進(jìn)行，方便在生產(chǎn)中隨時(shí)調(diào)整。具體設(shè)定畫面如圖4所示。

圖5 往復(fù)機(jī)時(shí)間設(shè)定

3.2 具體自動(dòng)運(yùn)行順序動(dòng)作如下

設(shè)備第一次運(yùn)行時(shí)將空桶擺放在往復(fù)機(jī)進(jìn)桶段往復(fù)機(jī)空桶光電開關(guān)處，按手動(dòng)落桶，空桶運(yùn)行到盛絲機(jī)上開始做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，盛絲時(shí)間開始計(jì)時(shí)。此時(shí)將另外一個(gè)空桶擺放與前段空桶位置處，當(dāng)運(yùn)行剩余時(shí)間快結(jié)束時(shí)，警報(bào)響起，空桶運(yùn)行到空桶等待位，往復(fù)機(jī)進(jìn)行對(duì)中動(dòng)作，在時(shí)間剩余時(shí)間為零時(shí)，往復(fù)機(jī)處于中間位置開始進(jìn)行換桶動(dòng)作，當(dāng)兩桶之間的空隙處運(yùn)行到落絲位置時(shí)進(jìn)行推絲板動(dòng)作，將絲打入第二個(gè)桶中，此時(shí)時(shí)間重置，滿桶由出桶電機(jī)帶入滿桶位置等待操作人員處理，往復(fù)機(jī)繼續(xù)做周期性往復(fù)動(dòng)作。

編程時(shí)應(yīng)該注意往復(fù)機(jī)在換向時(shí)，應(yīng)該做在四周進(jìn)行延遲電機(jī)啟動(dòng)的程序，這樣可以避免在盛絲桶中，中間的絲堆高，四周的絲低的情況。以及每個(gè)往復(fù)機(jī)的動(dòng)作都可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，方便操作人員及時(shí)處理生產(chǎn)過程中發(fā)生的各種情況。

3.3 實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)

經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)過程中檢驗(yàn)，每桶絲的最大誤差為6s，按照一般工藝落絲速度每分鐘1200m、后紡牽伸每分鐘60m 計(jì)算，各桶絲之間的最大誤差為120m，尾絲處理時(shí)間2min，相比其他盛絲往復(fù)裝置大大縮短了后處理加工設(shè)備處理尾絲的時(shí)間。大大的提高了整個(gè)生產(chǎn)線的效率、產(chǎn)能。

4 結(jié)論

西門子PLC 控制的異步電機(jī)往復(fù)機(jī)裝置，其計(jì)時(shí)精準(zhǔn)、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)，在我廠生產(chǎn)的滌綸短纖維紡絲生產(chǎn)線中已經(jīng)成功運(yùn)用，得到用戶的廣泛認(rèn)可。

[1] SΙMATΙC S7-300 使用手冊.

[2] SΙMATΙC STEP7 V5.2 編程.

[3] SΙMATΙC PROFΙBUS-DP 現(xiàn)場總線通信.