在轻纺行业中加弹机是把POY丝(预取向丝)加工成DTY丝(拉伸变形丝)的设备,早期加弹机的边缘控制系统(丝饼的成形)是由继电器回路组成的,已不能满足当今社会对产品质量的要求,有必要对原设备的边缘控制系统进行改造。由于可编控制器PLC具有可取代大量常规电器元件、功能强大、运行可靠、操作方便等诸多优点,因此该系统使用PLC和变频器技术来达到以前由继电器回路组成的边缘控制,把原有的一级动程改成现在的四级动程CONTROL ENGINEERING China版权所有,通过上机使用效果良好,使丝饼的成形大有改变。
1、边缘控制的电气原理和原系统存在的问题
边缘控制的原理是以动程杆的起点为原点,通过动程杆离原点位移量的不同,最后使丝饼的成型发生变化。其机械工作过程如下:链轮转动通过动程杆转动并使动程杆发生位移去推动摆杆来改变限位开关的状态,其中限位开关断开的位置就是动程杆的原点,链轮的转动是由边缘控制电机通过链子来传动的CONTROL ENGINEERING China版权所有,以上的机械动作是通过时间继电器、中间继电器、交流接触器和限位开关等器件来完成的。原来的边缘控制是一级动程其控制过程如下:若边
2.、改进方案
根据以上问题的提出,针对第一问题,在原来的控制系统中寻找原因所在,经分析原因是动程杆、摆杆和限位开关使用的不合理而引起。因为链轮转一圈,动程杆移动的位移量是毫米级,且动程杆、摆杆和限位开关间隙较大。这样就形成了在较短的时间内,边缘控制系统不能正常运行的原因。为了解决能在较小的动程时间内,边缘控制系统能正常运行。决定在原边缘控制中去掉动程杆、摆杆和限位开关,直接用链子和接近开关传感器来取代原来的动程原点(链子的长度足以满足电机正转时间的需要),具体解决的方法是:接近开关作为定点,固定不动,在链子上装感应铁片。这样当链子通过链轮作上下移动时感应铁片也作上下移动,设定某一点感应铁片与接近开关重合,这点来取代原来的动程原点。对于原系统中第二个问题利用接触器频繁进行正反转,决定去掉接触器,用变频器来实现电机的正、反转功能,为了预防电机在很短的时间从正转到反转所以在变频器上加装制动电阻。这样,由接近开关传感器,通过PLC软件处理后的开关信号作为控制变频器的输入信号,最后驱动交流电机。为了使操作简单,把不同的产品所要的正转、停止时间放入不同的存储器内,通过选择开关选取不同的输入点,就能改变不同动程所需要的时间。
3、控制系统的实现
3.1主要硬件及 I/O端口的定义
对设备的改造首先要考虑到改造后设备的稳定运行,其次也考虑到设备改造的成本和今后改动的余量,根据以上二点我们选用的PLC是西门子S7—200系列的可编程控制器 (CPU224),输入14个点,输出点10个点。该产品抗干扰能力强。在该PLC输入的14个点中现用9个;还有5个作新产品的输入和其它备用,在输出的10个点中现用4个点其它也作备用。本系统在器材的选择上采用抗干扰较强的产品外CONTROL ENGINEERING China版权所有,还在PLC的电源上加隔离变压器,来加强系统的抗干扰能力。
根据控制对象和PLC的I/O点数进行分配如表(1)。表中外部输入端Iwww.cechina.cn,外部输出端Q,用来控制各指示灯和变频器。
3.2软件系统
软件设计是整个电气控制部分的关键,软件的设计应根据设备要求,确定正确的控制方法,确保动作的顺利完成。在正确无误完成动作的同时还必须做到必要的保护和连锁。根据设备现场的需要,确定所有的控制参数,按输入、输出进行分类;每一类型设备按顺序分配输入、输出地址,列出PLC的I/O地址分配表,