台达PLC在国产新型高速并条机控制系统的应用方案（中）

5.电气控制系统分析与设计
5．1电气控制选型
　　选用台达可编程控制器PLC，触摸屏控制，实现人机对话。触控式控制面板能显示相关运转数值，能在运转状态下设定输出速度，能对异常警报断电记忆，方便管理。方便调整及检测。采用变频调速，减少皮带轮变换，解决开关车时瞬间条干恶化。
　　在牵伸机件中，前罗拉控制采用5.5KW变频器;电磁刹车方式;
　　吸风电机:0.75KW.一般直接驱动无须变频器,启动可能有一定的噪音.
　　后罗拉控制,大多设备并无控制,前后罗拉位置相对固定,需要机械调整罗拉支架滑块.现在也有在后罗拉处用一颗1KW伺服控制后罗拉的位置，增加1个旋编检测位置.
5.2自动换桶
　　自动换桶并条机提高自动化程度能减轻操作工的劳动强度，普遍采用定长，主机停车，积极式断条，换桶电机启动经机械传递回转推杆。推出满桶，送进空桶并定位，主机启动后完成换桶过程。
　　满桶后，圈条盘出口自动定位，主机停车，依次换桶电机启动带动弧形推桶板推出满桶、断条、推桶板退回；转臂电机启动使转臂向下旋转90°；推动电机再启动，通过转臂将满桶继续外推；补桶电机通过传动由拨盘将空桶送至预定位置，拨盘退回；推动电机经转臂将空桶拉到底盘上；转臂电机使转臂上旋90°，最后主电机启动。完成全部换桶过程只需30多秒。该过程由PLC控制，保证了换桶的可靠性。
5。3洁与吸风
（1）上清洁形式有回转绒套、金属钢棒、浮动清洁棒、清洁杆等。通过上吸风将其聚集的花衣吸人棉箱，达到清洁上罗拉的要求。
（2）下清洁形式有丁晴刮圈、单皮圈往复、橡皮片等，并通过下吸风口将花衣吸入风箱，能有效的除去棉条中的杂尘。
（3）吸风装置均独立设计、使用，自成系统，配备1．5KW左右的2级电机，提高了传动的可靠性。吸棉箱设计有积极式自动剥棉装置，并附有贮棉仓；FA311增加刮棉箱；也有采用涡流排风方式。均使金属过滤网表面不积花衣和粉尘，达到气流畅通，满足吸风要求。
5。4喂入与自停
（1）导条方式多数机型采用高架积极式，高度可调。导条罗拉已由一端支撑发展为双支撑，减少振动、适应高速。导条罗拉由镀铬光面向铝合金沟槽发展，精度提高，重量减轻。
（2）电气自停已逐步被光电自停替代，光电从二路自停向多路自停发展。采用光电与八路检测双保险，能保证断条、缺条立即停车。
　　绕皮辊、涌头、压辊绕花、满桶等均设计有自停装置，罩壳设有安全连锁机构，同时用相应的有色灯显示，方便操作处置。
　　FA311F 型高速并条机综合国内外同类型的优点，主电机采用变频调速器，该机采用先进的触摸式人机界面，动作控制和数据计算采用PLC控制，变频器频率给定也通过通讯方式,进行工艺参数设置和编程.主牵伸形式采用四上四下附导向皮辊牵伸形式，上清洁可先用浮动金属棒装置，工作稳定可靠，适纺纤维品种广泛，输出速度可达 600-800M/min 。
　　主电机采用变频调速，起动平稳。可编程控器（ PLC ）与人机界面联为一体，完成该机的逻辑控制与故障诊断功能。抗干扰能力强,运转可靠.通过触摸式人机界面,可方便设定各种工艺参数。
5．5工艺计算
（1）产量计算
压辊输出速度(米/分)
V=∏×d×n×D0/(1000×d0)
其中:n-主电机转速
d—压辊直径
D0:电机皮带轮直径
d0:压辊传动轴皮带轮直径
理论产量:
Q0=2*60V*Q/5000=0.024VQ(公斤/台时)
QL0=2*60V/1000=0.012V(千米/台时)
（2）张力牵引
给棉罗拉~导条罗拉张力=51*70*27/50*28*I
I---给棉张力压
后罗拉~给棉罗拉间张力牵引=77*35/54*51
压辊~前罗拉张力牵引=27*51/39*35
圈条盘~压辊张力牵引=COI DIA*24*15*D*39/51*55*22*39*57-1/COIL NO
其中:
D---圈条张力牙
COIDIA—圈绕直径
COIL NO---圈绕数
（3）系统框图(图2)
典型的台达机电产品套餐，具体配置为：
PLC：DVP24ES00R2
HMI：DOPA57GSTD
AMD：VFD055M43A

图2 系统框图
5．6程序设计
　　可编程控制器选用台达DVP24ES00R2
　　该机种为台达标准功能主机，具有以下特点： 2个通讯口，内建高速输入/输出
　　30KHz高速计数器、20KHz脉波输出，
　　丰富的指令，功能强大，超稳定的电气特性，最佳性价比。
程序动作流程：



中途故障情况:


低速段走完，進入高速運行
自動換桶功能;可選


5．7电气原理设计
（1）电气原理设计参见图3。

图3 电气原理设计
（2）PLC的I/O表
输入地址：
X0 转速脉冲
X1 停止/复位
X2 启动按钮
X3 机后复位
X4 热保护
X5 拥花
X6 罗拉缠绵1
X7 罗拉缠绵2
X10 罗拉缠绵3
X11 罗拉缠绵4
X12 机后断条前
X13 机后断条中
X14 机后断条后
X15 安全门(左)
X16 安全门(中)
X17 安全门(右)
X20 桶到位
X21 探位检测
X22 后备桶左
X23 后备桶右
输出地址：
Y0 主电机
Y1 吸风电机
Y3 刹车
Y4 红灯
Y5 绿灯
Y6 黄灯
Y7 白灯