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S7-1200 在纺纱机中的应用

--广州蚁象技术文章发布

供稿:广州市蚁象自动化系统有限公司 2012/11/16 12:43:18

5 人气:1933

  • 关键词: S7-1200,S7-200 S7-300 Step7 basic
  • 摘要:s7-1200作为s7-200于s7-300 有效补充,满足低端客户的要求。本文通过S7-1200在纺纱机中的综合应用,让大家对S7-1200 有个初步了解。

1 项目简介

  该项目中s7-1200主要运用在纺纱机的电气控制部分。2个PLC和1个触摸屏之间通过交换机来交换数据,通过S7-1200的高速计数器来检测电机的速度,通过一系列的运算输出到AO模块来控制电机的转速,从而完成纺纱机的自动控制。

2 工艺流程介绍

3 方案确定

主要基于性价比、需要5路高速计数器、2个PLC和触摸屏之间的通讯、方便组态,最终选择用SIMATIC S7-1200来完成该项目

4 产品硬件配置

⑴开机启动顺序:

  No.1:风机电机起动 (星/三角起动);
  No.2:纺杯电机起动 (星/三角起动); 
  No.3:左/右分梳辊电机起动;
  No.4:排杂减速电机、吸杂风机电机起动 (若选择开关SA2断开,风机将不起动);
  No.6:上述电机运转并稳速后,引纱和卷绕电机、给棉电机、卷绕横动电机将同时起动。

⑵停机制动顺序:

  No.1:喂棉电机停车;
  No.2:分梳辊电机停车;
  No.3:纺杯电机停车;
  No.4: 横动电机、引纱和卷绕电机停车。
  No.5:风机电机、排杂、吸杂风机电机停车;
  No.6:待机器的转动部件全部静止后,断开电源开关

⑶工艺参数实现过程:

(一)、 面板输入参数
①正常启动部分

  在控制面板中需要输入的参数有:1、纱线品种(tex): 棉条号数(tex):纱线捻度(T):
转杯轴承直径(0:8.9 1:10) 喂棉齿轮比(0:26/48 1:48/26 2:48/48) 卷绕角(30-40):
接头时间参数(沉纱时间 落筒时间)

实际计算过程:

V引纱= N转杯/ T 
E牵伸=棉条号数/纱线号数
V喂给= V引纱/E牵伸

其余参数根据相关参数自动计算(例如:横动电机频率)
②单机调试部分(单个机构调试)
(二)、运行原理
①风机电机起动 (星/三角起动)【50HZ或按输入频率启动(加变频器)】;
②纺杯电机起动 (星/三角起动)【50HZ或按输入频率启动(加变频器)】;
③左/右分梳辊电机起动【50HZ或按输入频率启动(加变频器)】;
④排杂减速电机、吸杂风机电机起动 (若选择开关SA2断开,风机将不起动);
⑤上述电机运转并稳速后,引纱和卷绕电机【按计算值启动】、给棉电机【按计算值启动】、卷绕横动电机【按计算值启动】将同时起动。
⑥其中转杯速度变化后引纱速度相应变化;引纱和喂给闭环。

⑷各机构传动

①引纱、卷绕传动过程:
  说    明:引纱电机(7.5KW四极)——同步带轮40/48——同步带轮40/40——引纱罗拉周长3.1415*0.040(单位:米)(轴上装有编码器测速)

计算公式:V引纱=N电机*(40/48)*3.1415*0.040*修正系数   【初始为1(跟测速有误差是调整)】
      F引纱=( N电机/1440)*50*修正系数【初始为1】
注:N电机:实际转速   F引纱:引纱电机频率   V引纱作为后续计算用

②喂给传动过程:

说    明:喂给电机(3KW四极【轴上装有编码器测速】)——同步带轮26/48、48/26、40/40——同步带轮34/60——罗拉传动比1/23——罗拉周长3.1415*0.025(单位:m)

计算公式:
1.1、V喂给=N电机*(26/48)*(34/60)*(1/23)*3.1415*0.025*修正系数【初始为1】
1.2、V喂给=N电机*(48/26)*(34/60)*(1/23)*3.1415*0.025*修正系数【初始为1】
1.3、V喂给=N电机*(40/40)*(34/60)*(1/23)*3.1415*0.025*修正系数【初始为1】
2、F=( N电机/ 1440)*50*修正系数【初始为1】
注:N电机:实际转速   F:喂给电机实际频率

喂给速度范围:0.45米/分~4.5米/分

③转杯传动过程:

 说    明:转杯电机(30KW 两极)——工艺轮(可换)【或变频调整】——龙带传动轮(直径180mm)【测速点】——转杯转速(45000转/分~95000转/分)
  计算公式:1、转杯速度=测量的转速*(180/10)
            2、转杯速度=测量的转速*(180/8.9)

④分梳传动过程:
 说     明:分梳电机(5.5KW 四极)——工艺轮(可换)【或变频调整】——龙带张紧轮(直径120mm)【测速点】——分梳辊转速(5000转/分~9000转/分)
  计算公式:分梳辊转速=测量的转速*(120/28)

⑤横动传动过程:
 说明:横动电机(2.2KW 六级)卷绕角为30~40。
V横动:横动速度   V引纱:引纱速度  a:卷绕角   N电机:电机转速    F电机:电机频率
V横动=V引纱*sin(a/2)
N电机=(V横动/0.3)*10
F电机=(N电机/1400)*50*修正系数【初始为1】
引纱速度范围:45~180米/分  卷绕角范围:30~40°(可以有一位小数输入) 电机频率范围:15~60Hz

⑸中段半自动接头

  机器具有半自动接头功能,每锭都配有断纱传感器(SQxx)和接头按钮(SBxx),同时每10个纺纱位(每个中段的左面或右面)有一个公用的断纱指示灯(Hxx)。

  上述检测、操作器件和机器设置的工艺参数(包括设置的接头参数)实(一)、现机器半自动生头、接头的控制操作:

  1、断纱显示——机器刚启动完成尚未生头或纺纱中间发生断纱后,其相应的断纱指示灯会点亮。提示操作人员接头;在同一个机节面(左面10锭或右面10锭)发生多个断头时指示灯一直点亮,直至该面没有断头才熄灭;
  2、第一次按接头按钮——手动喂棉:按时则喂棉,松开则停止;
  3、清理转杯;
  4、 调节纱线末端长度(引纱长度),并投入引纱管中;
  5、第二次按接头按钮——按动触发半自动接头控制程序,完成接头;
  6、接头成功——纺纱器正常纺纱;
  7、接头失败——重复上述接头过程,直至成功。

(二)、需要进行时间控制的原件
  1、给棉罗拉
  2、沉纱电磁铁
  3、落筒电磁铁

  沉纱时间T1 落筒时间 T2  按第一次按钮给棉罗拉同步喂棉,松开即停止;然后开始准备过程;后按第二次按钮,给棉罗拉开始持续喂棉,T1时间后沉纱电磁铁动作,完成成纱动作;第二次按钮启动开始T2时间后,落筒电磁铁开始动作,完成沉纱动作。

6 应用体会

  SIMATIC S7-1200 控制器的使用对项目、产品、个人以及公司等方面有何影响。

1.      极为方便的以太网通信。使用普通的以太网电缆,可以下载和监控,提供了笔记本电脑与PLC通信的最简单的方法。
2.      指令系统的设计简单合理。
3.      STEP 7 Basic采用与西门子人机界面的组态软件WinCC flexible类似的多窗口界面,同时显示项目树窗口、程序区、组态和显示信息的巡视窗口,以及指令表或人机界面的对象列表等。软件的使用极为方便,例如可以将变量表和块的接口区中的局部变量直接拖放到梯形图中。软件很容易上手。
4.      各种硬件、网络和参数采用形象直观的图形和表格组态的方法来设置。比S7-200的“向导”功能和系统块更为直观和方便
5.      集成的WinCC Basic的功能和界面与WinCC flexible基本上相同。PLC与精简系列面板在同一个项目中组态和编程,人机界面可以直接使用PLC的变量。指示灯比WinCC flexible的更好用。有人机界面仿真功能。
6.      通信功能极强,以太网接口可以实现S7-1200与计算机或精简系列面板的通信,S7-1200之间的通信,S7-1200与S7-200、s7-300/400的通信,S7-1200与WinCC的OPC通信。

更多内容请访问 广州市蚁象自动化系统有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=1501)

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