触摸屏、变频器、PLC技术在转杯纺纱机上的应用.doc

触摸屏、变频器、PLC技术在转杯纺纱机上的应用字体: 小 中 大 | 打印 发布: 2007-9-16 10:34 来_源: 查看: 3次 转杯纺纱是从20世纪70年代以来迅速发展到大规模工业应用的一项新技术。转杯纺纱机的使用以棉纺行业为主，现已逐步渗透到毛、麻、绸丝和化纤行业，纺纱号数从7329 tex(820Ne)逐步扩展到117145tex(540Ne)，织物品种从机织物向低捻针织、产业用品、装饰用品和特种用途产品方向发展。由于用户品种变化快，各种纺纱工艺参数的更改、设定频繁，给用户操作带来很多麻烦。同时老式的继电器控制线路存在某些不可靠的地方，影响成纱质量，给用户造成不必要的经济损失。 新的电气控制系统由西门子S7200可编程序控制器对全机进行自动控制，采用西门子TPl70A触摸屏完成人机对话，并用两台西门子MMV变频器来实现喂棉电机和引纱电机的变频调速，以达到用户要求的纺纱工艺参数。电气控制原理如图1。1主要硬件配置 (1)控制核心选用德国西门子S7200可编程序控制器，其使用简单，功能强大，最优性能价格比能满足各种各样自动化控制需要，且具有紧凑的设计结构、良好的扩展性能、强大的指令功能；其CPU为控制高速事件提供了高速IO；并提供了方便、简洁、开放的通讯功能；使得S7200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。本系统使用两个RS485通讯口，porto采用USS协议与两台变频器进行通讯，控制喂棉电机和引纱电机的速度，portl采用MPI协议与TPl70A触摸屏进行通讯，完成人机对话，六路高速计数器和一路普通输入口采样主要运动部件的实时速度。 (2)人机对话界面采用带RS485通讯接口的德国西门子TPl70A触摸屏，进行参数的设定、显示，全机的点动调试、自动运行以及工艺参数的计算。 (3)变频器使用西门子MMV系列，型号如下： 喂棉电机MMV753 075kWl台 引纱电机MMV4003 4kWl台 (4)开关电源、继电器、接触器、变压器、断路器等低压电器。2 人机界面 TPl70A触摸屏是西门子HMI(人机界面产品)家族的新成员，是具有极高性能价格比的触摸屏产品。本机为用户提供6组菜单，分别为“自动运行”、“点动调试”、“参数显示”、“参数设定”、“工艺计算”、“返回”。 (1)“自动运行”包括左车启动、停止、右车启动、停止、输送带启动、停止。 (2)“点动调试”包括左转杯点动、右转杯点动、左分梳点动、右分梳点动、风机点动、引纱启动停止、喂棉启动停止。为方便用户在调试、维修、保养时使用。 (3)“参数显示”包括左转杯转速、右转杯转速、左分梳转速、右分梳转速、喂棉电机转速、引纱电机转速、喂棉速度、引纱速度、牵伸倍数、横动次数、张力牵伸率等。显示当前的电机转速和工艺参数，实现实时监控。 (4)“参数设定”包括喂棉电机频率、引纱电机频率。通过改变频率来达到用户所需纺纱工艺参数。 (5)“工艺计算”通过输入喂人品线密度、纺纱支数、捻系数、纺杯转速，来计算理论牵伸倍数、喂棉电机频率、引纱电机频率。 (6)“返回”此菜单使用户返回开机屏。3 程序结构 程序部分包括主程序和7个子程序、3个中断程序。 主程序完成逻辑功能控制以及子程序和中断程序的调用。 SBR0初始化子程序，对六个高速计数器进行初始化，以及USS协议初始化。 SBRl一SBR5USS通讯协议所需子程序。 SBR6速度计算子程序，计算当前转杯转速、分梳转速、喂棉电机转速、引纱电机转速、喂棉速度、引纱速度、牵伸倍数、横动次数、张力牵伸率等实时值，并通过TPl70A显示出来。 SBR7计算器子程序，通过输入的喂人品线密度、纺纱支数、捻系数、纺杯转数，来计算理论牵伸倍数、喂棉电机频率、引纱电机频率。 INTl一INT3 USS协议通讯指令所需中断程序。 4变频器的使用 (1)变频器与PLC的通讯采用西门子的USS协议指令，USS协议指令是STEP 7MIC)RoWIN32软件工具包的一个组成部分，通过专为USS协议通信而设计的预配置子程序和中断程序，使变频器的控制更为方便。在使用中首先必须正确设置变频器的相关系统参数(如远程控制方式，变频器从站地址，波特率等)，以保证通讯正常进行，否则会导致通讯失败，甚至损坏元器件。 (2)变频器接线时要严格按照说明书进行，区分进线和出线，确保联线正确。 (3)变频器和PLC之间的通讯电缆，必须共用一个公共电路参考点，以防止不希望有的电流流通，否则会引起通讯故障或损坏设备。5 结论 本控制系统采用TPl70A触摸屏作为人机界面，增加了系统的可靠性；采用S7200的USS协议直接控制变频器，实现了控制方式灵活、精度高、程序开发简单等优点。本系统可以外加工业组态软件进行现场监控，在设计过程中采