西门子电机6SL3120-2TE21-8AD0技术参数

西门子电机6SL3120-2TE21-8AD0技术参数

摘要：本文主要介绍了台达DVP系列PLC在新型环锭细纱机上的应用。该机型整个控制系统采用了一套台达DVP14SS11R控制单元（PLC主机），配DVP16SP11R扩展模块（16点I/O扩展），来组成40点PLC控制部分，采用一块DVP02DA-S（2路模拟量输出模块）分别控制主变频和升降变频驱动，同时采用台达TP04-AS2文本显示屏进行系统外部输入与纺纱数据的监控，使用台达VFD-B-P系列变频器控制主传动电机和钢领板电机。从整体控制方案的应用效果来看，整个控制系统纺纱联动运行稳定，实现了生产速度和工作效率的有效提高。 
关键词：环锭细纱机 PLC 纺机控制系统 

1． 前言： 

上海二纺机股份有限公司是专业从事纺织机械及纺织器材制造的大型企业之一，公司建立已有近90年的历史，常年致力于研发、生产、销售棉纺细纱机、粗纱机和自动络筒机等多种纺机设备。进入21世纪，上海及长三角飞速发展的经济环境、金融环境、信息环境和环保环境，为上海二纺机的持续发展提供了绝好的机遇，同时也面临着更大的挑战。在科学技术日益发展的今天，纺织机械电气控制系统的自动化程度也越来越高，从较初的采用几十个继电器控制，发展到现在的可编程控制器（PLC），随着公司考虑开发更具市场竞争力的产品以应对日益激烈的国内、国际竞争，2008年中旬，我们设计试验了一套台达PLC控制系统，以应用在公司环锭细纱机上。 

2．环锭细纱机简介： 

上海二纺机股份有限公司的主导产品是棉纺毛纺厂使用的环锭细纱机，细纱工序是成纱的最后一道工序，是将粗纱进一步牵伸30～50倍并加捻，纺成具有一定特数、符合相关质量标准的细纱，供捻线、机织或针织使用。纺织厂生产规模的大小是以细纱机总锭数表示的；细纱产量是决定各工序数量的依据；细纱的质量水平、原料物料耗电量等指标、劳动生产率等是技术和管理水平的体现，因此，细纱工序在纺织厂中占有重要的地位。新型环锭细纱机，首先是前后罗拉的严格同步，实现牵伸倍数和捻度的精密控制，保证高支数纱线的成纱质量；其次是采用先进的驱动控制技术实现十点曲线调速成形，从而实现了机械结构的简化、生产速度的提高、以及纱线支数和管纱成形的自动调节。 

3．系统概述： 

新型细纱机电气控制系统采用PLC控制整个纺纱落纱过程，具备纺纱过程所需的钢领板自动升降、留头率功能、中途停车后能自动记住纺纱位置跟踪开车、中途落纱、定长落纱等功能。可以设定和修改纺纱的各项工艺参数，实现定长落纱、机械落纱，可以根据用户的需要设定锭子的十点曲线长度和速度，以及班产量累计、高级设置密码保护及自动故障诊断等功能。对纺纱过程的锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等进行计算并在文本显示屏上跟踪显示，并依据机器上各部分传感器自动协调控制，具有较高的系统整体抗干扰性。 

4．整体控制系统方案 

整体控制系统方案采用了台达DVP系列PLC。采用了一套台达DVP14SS11R作为PLC主机（输入：8点，输出：6点，继电器输出），选配了DVP16SP11R，16点I/O扩展模块（输入：8点，输出：8点，继电器输出），来组成40点PLC控制部分，采用一块DVP02DA-S，为2路模拟量输出模块，来分别控制主变频传动和钢领板升降变频驱动。使用台达平板型交流电机驱动器VFD-B-P系列变频器控制主传动电机和钢领板电机。显示单元部分采用台达TP04-AS2文本显示屏进行系统外部输入与纺纱各项数据的监控。 

1、传动部分：包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、油泵电机及润滑装置、主变频器、升降变频器、清洁器装置、各种低压开关及接触器等。 

2、三自动检测部分：该部分由三自动行程开关、停主电机接近开关、下钢领板接近开关、刹车片构成。其作用为落纱信号给出后能自动适应停车，自动留头，为重新开车降低断头创造条件。 

3、变频器锭子速度控制：该部分由变频器、锭子传动部分、主电机构成，其作用是变频器依据程控器传输的锭子速度控制十点曲线自动调整锭子运行，提高纱线质量和产量。 

4、数据检测部分：该部分由主轴、前罗拉测速光电管组成。功能为自动检测纺纱过程中主轴、前罗拉的运行数据，为计算班产量、锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等工艺参数以及锭子速度曲线控制提供数据。 

5、PLC控制部分：该部分由PLC主单元及IO模块、模拟量输出模块等构成，完成全机开关量输入、数据检测以及计算和过程控制，实现纺纱过程自动化和对机器运行情况进行监控。 

6、显示单元部分：文本显示单元与PLC之间以通讯线实现连接，完成纺纱过程工艺参数显示设定，可直接设定锭子运行十点曲线，实现控制柔性化，同时对机器运行过程中出现的错误，实时监控反馈。 

7、模拟量通讯部分：该部分由PLC的2路模拟量输出模块、变频器通讯模块部分构成，PLC的通讯接口与文本显示单元以通信线实现通讯完成参数设定显示，变频器以模拟量方式控制锭子运行速度曲线，整机的高可靠性和较大的提高了机器性能比和市场竞争力。

模块化的PLC软件设计 

整个程序采用模块化设计，不同的工艺动作调用相应的子程序。调用过程按子程序的**级别进行，实时性要求高的首先调用。 

1). 初始化程序：主要完成数据处理工作。根据设定的工艺数据，通过计算为变频器通讯和参数显示做好准备，以及运行中的数据处理。 

2). 变频器通讯程序：根据变频器的通讯数据格式，把计算好的数据写入变频器，完成PLC同变频器的数据交换。台达PLC与台达变频器的通讯有**指令，非常快捷方便。 

3). 工艺动作程序：完成整机工艺动作的逻辑控制，例如：低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车及自动（手动）换筒管等。 

4). 故障处理程序：外围故障信号的采集、时序逻辑处理，通过指示灯和触摸屏进行故障信息的显示。实现整机的安全自停动作。 

模块化的软件设计，大大提高了软件的可操作性与可维护性，同时程序结构具有良好的扩展性。便与针对不同客户的要求，进行满足用户要求的个性化设计。同时提高了产品的竞争能力。 

4． 人性化的显示屏软件开发 

作为人机对话界面的软件设计，充分考虑用户的具体使用要求，不同画面之间的切换简捷方便，提高用户的可操作性。主要包括以下内容： 

1). 整机的操作说明。 

包括整体机器设备的介绍，相当于帮助菜单，把整机的工艺操作说明，注意事项用对话框的形式提供给操作者。 

2).故障报警与处理 

实时显示出当前的故障信息，同时按照时间顺序统计出较近出现的故障信息，有助于用户分析故障。对常见的电气故障问题提出建议性的解决方案。尽可能的提高故障处理的效率。 

3).数据的设定与显示。 

参数设定包括：班次、定长、预定长、车速（高速、低速）等。 

参数显示包括：计长、班次、班产、总产、出卷速度、故障信息等。同时利用棒图以及曲线等图型形象地显示各种状态信息。 

4).密码功能。 

初始密码在机器安装调试时提供给用户负责人。用户可以修改设定不同等级的密码，用以保护用户工艺参数的一性、准确性。 

5. 变频器的运用 

采用台达VFD-B 系列变频器,通过RS485口接收PLC的数据。例如：控方式，加减速时间，运转频率等。控制主电机完成低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车等工艺动作。 

6. 结束语 

台达ES系列PLC、VFD-B系列变频器、PWS500S显示屏的运用，为用户提供了可靠的、高性价比的电气控制系统。在大量的用户实际运用中体现了该系统的稳定性和可靠性。