PLC和步进电机在梳理机改造中的应用

1 引言

本机是将兔毛原料未经改性处理,直接进行开松、梳理,制成一定支数的毛条,具备抱合力大和加有真捻等特点,并由纺纱机(FNT-28型兔毛纺纱机,专利号:9424N73-4)纺制成各种规格支数的细纱。本机是国家发明专利产品(专利号:93106597-6),"八五"国家星火项目。全机结构示意图如图1所示。

图1 梳理机结构示意图

本机电气部分采用继电器控制系统,动力驱动由三相异步电动机来完成。该控制系统有三点不足:

(1) 继电器线路接线复杂,功能单一。 继电器接触控制系统的逻辑部分由许多继电器;按某一固定形式连接而成,若工艺流程发生改变,则需要改变继电器控制系统的接线,才能满足新的工艺流程要求。工人实际操作和维修复杂,易出故障;

(2) 可靠性不高,控制精度不够,这就势必影响了出条支数、出条定重;

(3) 继电器控制柜的体积大,占用了较大的生产空间,影响了工人的操作。

因此有必要对本机的控制系统进行改造。近年来,随着

科学技术的飞速发展,步进、伺服电机的应用越来越广泛,其功能多样性和产品可靠性日臻完善,正在逐步取代原来的普通电机。而且随着可编程控制器技术的日益成熟,将二者完整地结合起来,完成对各种复杂运动的自动控制,实行机电一体化,正在成为一种趋势。

2 控制方案的确定

由于步进电机可直接用数字信号控制,无需反馈可开环工作,无累积定位误差,控制精度高,因此被广泛用于数字控制系统和计算机控制系统。而可编程序控制器(PLC)是一种适于工业现场控制的,由单片计算机(CPU)、外围大规模集成电路(LSI)、系统软件及I/0接口等构成的新型控制器,用户通过软件设计,可实现以往难以实现的各种复杂逻辑控制。与通用PC机或单片机构成的系统相比,PLC具有可靠、抗扰能力强、编程简单等优点,已成为替代传统继电接触器控制线路的升级换代产品。因此,本系统采用可编程控制器(PLC) 为控制核心,步进电动机为执行元件、红外光电传感器为检测元件的新型系统,实现了兔毛梳理机的计算机数字控制。其组成原理如图2所示:

图2 控制系统原理图

3 控制系统的实现

3.1 系统组成

PLC选用日本松下FP0 PLC,共8点输入(X0~X7),8点输出(Y0~Y7),主要控制主电机Motor1和毛斗步进电机Motor2的工作状态和转速;步进电机选用两相混合步进电动机,步距角1.8°/STEP,用于驱动主机和毛斗;步进电机驱动器选用DMD402,电源电压DC14V~40V,其作用是根据PLC的控制指令对电机实现脉冲和方向控制。

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