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西门子SIMATIC S7-1200在纺纱机中的应用

供稿:西门子(中国)有限公司 2013/7/24 13:45:44

0 人气:2482

  • 关键词: 流程 控制 西门子
  • 摘要:S7-1200作为S7-200与S7-300有效补充,满足低端客户的多样要求。本文通过S7-1200在纺纱机中的综合应用,让大家对S7-1200有个初步的了解。首先介绍了该项目的工艺流程及控制要求, S7-1200的选型,实现纺纱机的自动控制

Siemens S7-1200 application in Spinning Machine

   S7-1200作为S7-200与S7-300有效补充,满足低端客户的多样要求。本文通过S7-1200在纺纱机中的综合应用,让大家对S7-1200有个初步的了解。首先介绍了该项目的工艺流程及控制要求, S7-1200的选型,实现纺纱机的自动控制。S7-1200 is the complementarity for S7-200 and S7-300. The OEM customer can do much more function with S7-1200. This text is the S7-1200 appliction in spinning machine system. You will have a good view abot S7-1200 from this application. We will introduce the process and require of this project, the module select of S7-1200, and the debug of the project.

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

见图0.jpg

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

见图1.jpg,2.jpg

5 软件开发

见图3.jpg,4.jpg,5.jpg,6.jpg

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喂=( N电机/ 1440)*50*修正系数【初始为1】

注:N电机:实际转速   F喂:喂给电机实际频率

喂给速度范围:0.45米/分~4.5米/分

见图7.jpg

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)

传动示意图:见图8.jpg

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)

见图9.jpg

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。

⑹S7-1200部分模块接线图 见图10.jpg,11.jpg,12.jpg

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。

  •     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。

  •     指令系统的设计简单合理。

  •     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。

  •     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

  •     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。

  •     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。

7 意见与建议

   只有梯形图和功能块图语言,没有语句表语言,不能仿真,希望能出个仿真软件。

S7-1200部分模块接线图

更多内容请访问 西门子(中国)有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=37878)

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