西门子S7-200PLC在连续纺丝机上的应用(2)

3控制系统完成的功能

粘胶液从喷丝头的微孔中喷出形成粘胶细流，与酸浴接触，开始成形反应形成粘胶丝。丝在整个再生、水洗、上浆、烘干和卷绕过程中线速度一致，这就要求变频器分别控制的粘胶泵电机、双棍电机、卷绕电机转速恒定。否则转速差异不仅影响丝条条干的均匀性，而且容易造成卷绕断头。为此，工艺一般要求全机处理辊线速度误差为±0.5米／分，这对控制及变频器的性能提出了较高的要求。S7-200PLC和M440变频器完全满足了丝纤度的均匀性对泵轴电机转速稳定性的高要求，提高了丝的品质，减少了卷绕断头，提高了满筒率。生产不同品种的产品可在触摸屏十分方便地修改电机转速等参数，S7-200PLC向变频器发出指令，变频器的运行频率经计算公式折算为电机的转速在触屏显示以便工艺人员监控和了解生产过程。变频器驱动的横动电机带动导丝器往复摆动使丝卷绕在筒子的不同位置，以防止丝的重叠。电机转速要在42Hz-46Hz变化，增、减速时间2 0秒，高、低速运行时间分别保持3 0秒循环往复，通过设置变频器参数及充分利用S7-200PLC的指令功能，程序上实现了控制要求。另丝饼在成形过程中两端要形成硬边防止丝脱落，通过硬边电机的开停来实现此要求。硬边电机拖动机械装置转动一周碰触行程开关，行程开关闭合开关量传人安装在现场操作盘内作为从站的S7-200  CPU221，与主站S7-200 CPU226做网络通讯，其软件程序十分简单只有～条移动指令，把采集到的硬边A.B行程开关状态移人寄存器，主站读取此寄存器的状态从而控制硬边电机停125 秒后自动运行循环往复。每台纺丝机共152个纺锭，当任意一锭出现断头时，自动声光报警通知工艺工及时处理。每锭对应一开关量，开关状态通过数据总线传人PLC，PLC根据开关量的状态发出报警指令。

通讯地址的分配：粘胶泵变频器的地址为9，双棍变频器地址为4，卷绕A为5、卷绕B为6.横动A为7.横动B为8。触摸屏地址为1，主站端口l地址为2、端口0地址为3、从站地址为1 0，网络通讯波特率为19200pbs。

变频器参数的设置：

MMV型：P091=地址

P092=7  19200波特率

P093=0    串口通讯超时时间

P094=100设定值的百分比

P910=1  远程控制

P099=0  无选件模块

MM4型：P2011=地址

P0700=5命令源通过COM链路的USS设置

P2010=7  19200 pbs

P1000=55频率设定值的选择

P2014=0  USS报文的停止传输时间

与FCT3000纺丝机原配电气控制系统相比，此系统利用了性价比高的西门子S7-200可编程控制器作为控制核心，成本低可靠性高，编程操作简单维护方便。控制系统的技术关键如下：

S7-200PLC作为控制核心与六台变频器实现自由口通信。

触摸屏TP170A的操作界面为中文，与S7-200作PPI通讯。

软件程序兼容新旧变频器。

控制器与变频器通讯超时只发出报警不在停车。

变频器输出无接触器，减少中间环节。

控制器出现故障，可随时更换不用停机，减少生产损失。

4应用与推广

2006年5月新的电气控制系统应用到15号车，经一段时间的运行，发现部分锭子出现间歇性断头的现象，经对控制系统的每个环节认真分析，推断是电磁干扰所至。于是对可编程控制器做抗干扰接地连接，同时对通讯缆的屏蔽网做两端接地连接，采取措施后故障消除。根据实际使用情况和工艺使用意见，进一步修改软件程序实现了：

(1)报警喇叭短时间响后自动停止，报警灯仍继续指示的功能，断丝后在触摸屏及现场控制盒均能对报警复位。

(2)车速在触摸屏上的设置由设置频率改为设置实际速度，使操作更加方便直观。

(3)横动电机能快速开停，到达设定频率后再高、低速缓慢变化。

(4)进一步优化触摸屏操作界面，使操作界面简单明了，参数的设置及显示更加直观。

从0 6年7月新的电气控制系统陆续应用到连续纺丝机，至0 7年3月24台纺丝机全部改造完毕。至今24 台纺丝机运行稳定、可靠，完全满足了工艺生产的要求。电气控制系统开发应用的成功，解决了我公司连续纺面临停车的危险，打破了外国人的技术封锁，不再受制与人。由于程序的开放透明，可方便地修改程序满足工艺的生产控制要求，同时也为我们快速分析处理电气故障创造了有利条件。自主研发提高了自我创新能力，降低了成本，节约了费用。开发的拥有自主知识产权的软件程序，为生产国产化连续纺丝机创造了条件，奠定了基础。

5应用体会

连续纺丝机电气控制系统，充分利用最新的自动化控制技术，将西门子S7-200PLC、TP170A触摸屏、M440变频器等进行有机结合，功能强、可靠性高，提高了纺丝机的自动化水平。