西门子PLC模块6ES7518-4AP00-0AB0技术参数
随着市场的需求，纺织生产工艺的改变，转杯纺纱在纺织工艺过程中的应用越来越广泛。纺织企业对转杯纺纱机可靠性，易操作性提出了更高的要求。由于PLC可编程控制器可靠性高、抗干扰能力强、使用方便等优点，所以被广泛的应用于对转杯纺纱机的现场控制。传统的控制方式是采用开环控制，电机的运行频率通过变频器面板手工设置，这种方式存在控制精度差，人机交互性差等一系列问题，这就需要有一套更合理的控制系统来提高机器的运行精度和改善人机交互性。我们以台达DVP系列PLC为核心改进设计了一套控制系统，实现纺纱控制性能的提高。
1．系统构成
控制系统的构成主要是DVP32ES00R主机，VFD022B43A变频器，VFD037B43A变频器，PWS1711-CTN触摸屏。在控制系统中主要任务是：1、通过调整变频器的频率来提高运行精度，改变纺纱工艺；2、通过人机界面来显示和设置参数。
2．程序的设计
程序设计方针是以控制程序作为主程序，PLC与变频器之间的通讯，换班，工艺计算，产量报表，号数报表，作为子程序。我们把通讯，换班，产量报表，号数报表等子程序做成标准程序模块，这样缩短了程序的开发周期，增强了程序可读性。主程序由速度信号的采集，给棉电机和引纱电机初始频率的计算，全机动作的控制，给棉电机和引纱电机频率的调整等程序组成。其中信号的采集使用PLC中的高速计数器，初始频率的计算是根据细纱号数和捻度，转杯电机的理论值进行计算，动作的控制主要是控制转杯电机、分梳辊电机、引纱电机和喂棉电机的起停顺序。给棉电机和引纱电机的转速采用闭环控制，积分调整的方式，用来满足纺纱工艺的要求。还值得一提的是在新装设备调试初始，需要进行电机转向的调整和机械调整，这就需要电机点动的控制方式，为实现这一功能，我采用通过旋钮选择点动方式，控制人机界面显示点动画面，从而进行点动控制。
系统采用RS-485进行网络通讯，RS-485是一般工业控制所经常采用的网络通讯方式。它具有能够实现多机通讯（RS-485驱动器多可接32个从站），通讯距离长，抗干扰能力强等特点。台达DVP32ES00R主机具有RS-485通讯口，而台达VFD变频器也都有RS-485通讯口，并且提供了专用驱动指令。我们以PLC为主机，两个变频器为从机组成RS-485控制网络。每个从站被赋与唯一的本机地址。通讯采用主机轮询，从机应答的通讯方式，主机发出的信息可以被各从机接收，从机只能发出应答信息，从机间不能通信。从机接收到数据后，判断地址是否和本机地址相同，若相同则对数据进行处理后应答，若不同则不予理睬。通过通讯主要是控制给棉电机和引纱电机的起停和工作频率的修改，工作频率初值是PLC根据设定的细纱号数和棉条号数计算得出。在机器运转中，通过速度传感器检测，PLC进行计算比较，微调工作频率，使机器运转精度提高。其中需要注意的是在使用通讯进行控制变频器的起停一定注意程序的逻辑顺序，不然将会引起动作的混乱而不能达到预期的效果。
大屏幕触摸屏的优点是信息量大，操作简便直观。在本系统中采用PWS1711工业级人机界面，根据需要设计了各种画面，用来输入工艺参数，显示实测参数。另外提供了产量报表和号数报表，画面如下
甲、乙、丙、丁班的产量分别计入各班的产量，作为当前记录，每天的产量在24点的时候，利用循环语句自动填入历史记录（包括日期）。同时把同一工艺的纱线产量计入号数表，号数作为填入的条件，也就是说只有在号数改变的时候，再重新记录。这项工作省去了产量记录员每天记录的麻烦，它可以记录35天的产量，其中15天是停电保持的，只有管理员才可以清零。
| 一、设计意图 基于成本原因，长期以来空压机制造行业所采用的控制系统均采用单片机控制、数码管指示工作状态及指示参数值。虽然该系统 |
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 摘要: 本文主要论述了台达PLC和人机界面在大功率空压机的应用及其在该领域展示的一系列优点。 一、设计意图 基于成本原因，长期以来空压机制造行业所采用的控制系统均采用单片机控制、数码管指示工作状态及指示参数值。虽然该系统制造成本低，但却难以应付自身的易受干扰、修改工艺程序及功能扩展不方便等缺陷和客户提出的一系列挑战。另外，工厂生产工序、时段的不均衡性用气和间断性用气造成用气的波动很大，若用高峰用气量来规划供气系统，将不得不面临用大功率的电机通过空载和容调来适应供气量所造成的巨大能量浪费。采用PLC和人机界面将轻而易举地完成单片机所执行的所有功能和解决不同需求用户面临的问题。 二、硬件架构  图一 网路架构图  图二 PLC配线图 DP210、PWS3760 ：功能操作;信息显示;信息查询； DVP14ES00R：提供通讯接口、进行数据及逻辑处理，执行联调程序任务； DVP20EX00R：提供通讯接口、进行数据及逻辑处理，执行单机程序任务。 I/O分配： 四、软件设计 软件上将分PLC程序设计和人机界面设计两部分。 PLC程序设计包括单机程序设计和多机联调程序设计：单机程序设计包括工艺动作（启动，气调或电调撤换，排气阀动作和冷却系统动作判断等）、报警及警报处理、模拟量采样（温度和压力）、画面更换、通讯等几部分设计；联调程序设计主要根据目标压力需求通过RS-485通讯口处理多台设备的逻辑增减。 界面设计包括DP210界面设计和PWS3260界面设计： DP210界面：显示单机信息及单机运行/停止、模式撤换、故障查询及复位、运行/负载时间查询、维护时间提示、用户参数设定等操作。 PWS3260界面：单机运行模式下显示各机运行状态及报警信息、远程启停、授权现场操作设定；联机运行模式下显示各机调配情况及显示各机出口压力和温度、故障查询及复位、运行/负载时间查询、维护时间提示、用户参数设定、授权现场操作设定、供气压力曲线显示等操作。 五、基本功能 1 多模式运行： A 单机自动气调/电调运行：在气调与电调间自动撤换 B 联机自动气调运行：无电调动作 C 手动气调/电调运行：气调与电调间手动撤换 气调运行：在轻载状态（重载状态禁止启动），电机按星-三角启动2秒后，加载电磁阀得电加载，压力到达设定值，加载电磁阀失电断开，主机继续运行。在电磁阀连续掉电20分钟后，系统进入空车过久停车状态。当压力下降到设定下限时，系统重启，启动完成2秒后加载电磁阀动作。自动状态，90分钟内有三次空车过久停车出现，系统自动撤换到单机自动电调运行状态。 电调运行：在轻载状态（重载状态禁止启动），电机按星-三角启动2秒后，加载电磁阀得电加载，压力到达设定值，加载电磁阀失电断开，10秒后主机停止，但若10秒内压力开关闭合，主机不停。自动状态，在30 分钟内出现3次电调运行则系统自动转换到自动气调模式。 2 参数设定： 排气压力上下限：由用户根据用气情况设定，系统预设上限16Kg,下限7Kg。允许修改上下限区间为0-16Kg,但当下限值大于上限值时，系统强置上限值等于下限值。 风机启动温度和风机停止温度：系统默认设定分别为75℃和70℃，允许修改上限均为85℃。 保养时间设定：包括整机保养时间设定、油过滤器保养时间设定、油细分离器保养时间设定、空气过滤器保养时间设定。所有保养时间设定受密码保护，由厂家设定，用户设定需厂家授权。当整机保养时间到达，系统强制停机，禁止启动，直到生产商用密码解除；其它部件保养时间到则由用户解除提示和更换配件。 3 状态显示： 排气压力/排气温度 空载运行时间/负载运行时间 主机状态：主机运行/主机停止 负载状态：负载运行/空载运行 运行模式：单机自动气调/电调运行 联机运行 手动气调/电调运行 冷却器状态：风机[冷却泵]运行/风机[冷却泵]停止 剩余保养时间：整机保养剩余时间、油过滤器保养剩余时间、油细分离 器保养剩余时间、空气过滤器保养剩余时间 4 保护功能： A、 闪烁显示各种警讯并记录以备查询，包括：相序错误（禁止启动）；主机过载（紧急停机）；风机过载（紧急停机）；主机温度高（紧急停机）；排气温度高（紧急停机）；压力传感器故障（紧急停机）；油过滤器堵塞（警报）；油分离器堵塞（警报）；空气滤清器堵塞（警报）。 B、双温度检测保护：除了用PT100检测排气口温度，还增加排气口温度开关以保证在PT100失效的情况下系统的安全； C、整机保养时间到达，系统强制停机，禁止启动； D、在控制电路上增设急停按钮以策安全。 5 查询功能：查询近故障纪录、负载运行时间、设备运行时间、系统保养时间、压力-时间波动曲线。 六、扩展功能 多机联调：为了满足不同层次的客户的需求，方便客户能任何时候合理配置供气系统：既能满足少用气量场合，又能满足用气量波动大的特殊需求。本系统增加了多机联调功能，即只要客户在上位机中将运行模式设为多机联调模式，同时在用户参数设定画面输入当前参与联调的设备的数目，系统将根据当前的用气量需求，自动增减设备运行数目，以达到合理供气，降低运行成本的目的。 |