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摘要：长丝装筒机是腈纶生产长丝打包出厂或转入毛条拉断的最后工序。为了降低检维修成本，提高工作效率，文章对电气控制系统进行了改造。在改造结束投入使用后，一直运行正常，不但满足了生产要求，而且故障率非常低。
关键词：装筒机；PLC；显示屏；变频调速控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）19-0046-02
1 可编程控制器的介绍
可编程控制器（Programable Logical Controlle）简称PLC，就是将逻辑运算、顺序控制时序、计数及算术等控制程序，用一串指令形式存放到程序存储中，然后根据存储器的控制内容进行运算并且对设备输出进行控制。下面简单介绍一下PLC的基本组成、特点和发展趋势。
1.1 PLC的基本组成
PLC的基本组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出系统（I/O）三部分。CPU是PLC核心；存储器是存放系统程序和用户程序；I/O系统是输入/输出接口，是PLC自动控制和通道。
1.2 PLC的特点
1.2.1 功能完善。PLC的输入/输出系统功能完善、性能可靠，能够适应各种形势和性质的开关量和模拟量信号的输入和输出，同时内部具有许多控制功能如计数器、定时器、保持继电器、复位继电器、内部继电器等等。
1.2.2 模块化结构、硬件、软件开发方便，PLC的硬件结构全部采用模块化结构，可以适应各种控制要求，软件编程支持梯形图逻辑语言这一特点，这一特点对于PLC系统取代原继电器控制系统并且进行老设备改造项目中十分有利。
1.2.3 操作方便、维护、改造容易。PLC的输入/输出系统能够直观地反映现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，非常有利于运行，维护人员监视系统的状。
1.2.4 性能稳定、可靠性高。PLC的产品都有严格的技术标准，这些标准保证了PLC在恶劣的工作环境下的正常运行，一般平均无故障时间达几万小时以上。
1.2.5 PLC还具有自我诊断、自我测试功能，具有较高的性能价格比。
1.3 PLC的发展趋势
1.3.1 小型化。高性能、低成本、简单实用，近年来由于PLC的发展需要，小型化、超小型化日趋增加。
1.3.2 大型化。网络化、多功能，为了实现工业自动化，世界上各PLC生产厂家不断地研制开发更新。PLC网络系统使多个PLC或远程I/O组成它们之间采用工业以太网，构成多级分布式PLC，使PLC不仅为了控制，还可以生产调度和统计，成为测控、管理一体化多功能综合系统。
1.3.3 PLC控制系统将与智能控制系统更进一步相互渗透隔阂结合。PLC与工业控制计算机集散控制系统还将进一步渗透与结合，这必将更进一步拓宽PLC应用领域和空间。
1.3.4 实现软、硬件标准化。长期以来，PLC专业化道路并不通畅，这是因为各个公司PLC无法通讯，因为制定PLC国际标准是今后的发展趋势。
综上所述，决定装筒机采用PLC代替分立原件，型号采用OMROM公司生产CPM2A系列可编程控制器。
2 装筒机控制的硬件设计
2.1 电气控制柜子
采用了OMROM公司生产的PLC；PLC与电脑的通讯线自己可以制作，软件可以网上免费下载。PLC型号为CPM2A系列，它包括了CPU、电源、输入/输出模块等，输入/输出一共有40点，其中输入点有24点；输出点有16点，基本上符合我设计的要求。在这个配置上增加了一个模拟量输入/输出模块，型号为MAD02。其输入为电动机的速度显示，输出控制西门子变频器。PLC可以通过OMROM公司生产适配器进行通讯。设备的主电机为1.5kW，选用了2.2kW的西门子440系列的变频器。
2.2 电气操作台
为了达到人机对话，选用了无锡信捷生产的型号为OP320黑白的显示屏，外形尺寸为155×90，并可以通过RS232接口与PLC相连接，为了达到安全采用了西门子公司生产的稳压电源给显示屏供电。
2.3 装筒机软件工艺的设计要求
根据装筒机的设计要求，在显示屏上可以设定、显示速度，可以在显示屏上显示报警故障和在报警列表中显示报警内容，还可以在显示屏上指示其输入和输出的状态，并且由PLC控制摆丝、小车往复、小车与主汽缸挂钩、小车与岸边挂钩、丝筒锁钩、喷油电磁阀。在控制中摆丝、小车往复由于采用了五位三通电磁阀，在设计中为了保护电磁阀的线圈采用了延时断电控制。喷油电磁阀由于工艺的原因采用了断电延时控制。
2.4 速度控制画面
这个画面只是为了显示、设定速度、升降速度、故障报警显示。显示速度中它的内存地址为DM2，采用BCD码控制。设定速度中它的内存地址为DM40，采用BCD码控制。升速地址为200.00，降速地址为200.03。故障报警地址是200.13。
3 故障信息显示与报警程序
装筒机有2个报警系统，它们各有自己的用处。
程序报警系统，当装筒机所要到位的限位都不正常时，根据程序所写的要求，使PLC（11.07）这个输出点闭合，报警指示灯闪亮并发出报警声音。
显示报警系统，当装筒机所要到位的限位都不正常时，PLC地址200.13闭合，显示报警系统工作，发出闪光报警，马上在显示屏上列出报警表上写入的几个故障点，维护人员和操作工马上根据显示屏上的故障点进行维修。
手/自动信号控制：
当SA1打手动时，PLC输出点不输出，KA12不得电，它的信号由显示屏直接给定信号，经过PLC转换以后，由模拟量输出信号给变频，从而达到调节电动机的速度。
当SA1打自动时，PLC输出点输出，KA12得电，它的信号由长丝烘干机过来的信号不经过PLC，直接供给变频器，从而达到调节电动机的速度。
4 结语
此套长丝装筒机系统由四台同样的设备组成，由于四台电气设备相同，我在这里只介绍其中的一种，这台设备运行到现在为止，基本上没有出现电气故障，设备维护工作量比较小，电气设计的控制速度安全开关以及检测开关能够及时动作，从而起到保护作用，基本上能够适应工艺设备的运行要求。由于采用了PLC显示屏控制技术，能够十分方便调节与显示速度，并且对电气维修与维护有一个质的飞跃，完全能够适应金甬公司的生产要求，为金甬公司后处理车间日生产记录打下扎实的基础。
参考文献
[1] 可编程序控制器应用系统设计通信网络技术[M].北京：人民邮电出版社.
[2] CQM2A操作说明、编程说明.OMROM公司内部
资料.
关键词：装筒机；PLC；显示屏；变频调速控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）19-0046-02
1 可编程控制器的介绍
可编程控制器（Programable Logical Controlle）简称PLC，就是将逻辑运算、顺序控制时序、计数及算术等控制程序，用一串指令形式存放到程序存储中，然后根据存储器的控制内容进行运算并且对设备输出进行控制。下面简单介绍一下PLC的基本组成、特点和发展趋势。
1.1 PLC的基本组成
PLC的基本组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出系统（I/O）三部分。CPU是PLC核心；存储器是存放系统程序和用户程序；I/O系统是输入/输出接口，是PLC自动控制和通道。
1.2 PLC的特点
1.2.1 功能完善。PLC的输入/输出系统功能完善、性能可靠，能够适应各种形势和性质的开关量和模拟量信号的输入和输出，同时内部具有许多控制功能如计数器、定时器、保持继电器、复位继电器、内部继电器等等。
1.2.2 模块化结构、硬件、软件开发方便，PLC的硬件结构全部采用模块化结构，可以适应各种控制要求，软件编程支持梯形图逻辑语言这一特点，这一特点对于PLC系统取代原继电器控制系统并且进行老设备改造项目中十分有利。
1.2.3 操作方便、维护、改造容易。PLC的输入/输出系统能够直观地反映现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，非常有利于运行，维护人员监视系统的状。
1.2.4 性能稳定、可靠性高。PLC的产品都有严格的技术标准，这些标准保证了PLC在恶劣的工作环境下的正常运行，一般平均无故障时间达几万小时以上。
1.2.5 PLC还具有自我诊断、自我测试功能，具有较高的性能价格比。
1.3 PLC的发展趋势
1.3.1 小型化。高性能、低成本、简单实用，近年来由于PLC的发展需要，小型化、超小型化日趋增加。
1.3.2 大型化。网络化、多功能，为了实现工业自动化，世界上各PLC生产厂家不断地研制开发更新。PLC网络系统使多个PLC或远程I/O组成它们之间采用工业以太网，构成多级分布式PLC，使PLC不仅为了控制，还可以生产调度和统计，成为测控、管理一体化多功能综合系统。
1.3.3 PLC控制系统将与智能控制系统更进一步相互渗透隔阂结合。PLC与工业控制计算机集散控制系统还将进一步渗透与结合，这必将更进一步拓宽PLC应用领域和空间。
1.3.4 实现软、硬件标准化。长期以来，PLC专业化道路并不通畅，这是因为各个公司PLC无法通讯，因为制定PLC国际标准是今后的发展趋势。
综上所述，决定装筒机采用PLC代替分立原件，型号采用OMROM公司生产CPM2A系列可编程控制器。
2 装筒机控制的硬件设计
2.1 电气控制柜子
采用了OMROM公司生产的PLC；PLC与电脑的通讯线自己可以制作，软件可以网上免费下载。PLC型号为CPM2A系列，它包括了CPU、电源、输入/输出模块等，输入/输出一共有40点，其中输入点有24点；输出点有16点，基本上符合我设计的要求。在这个配置上增加了一个模拟量输入/输出模块，型号为MAD02。其输入为电动机的速度显示，输出控制西门子变频器。PLC可以通过OMROM公司生产适配器进行通讯。设备的主电机为1.5kW，选用了2.2kW的西门子440系列的变频器。
2.2 电气操作台
为了达到人机对话，选用了无锡信捷生产的型号为OP320黑白的显示屏，外形尺寸为155×90，并可以通过RS232接口与PLC相连接，为了达到安全采用了西门子公司生产的稳压电源给显示屏供电。
2.3 装筒机软件工艺的设计要求
根据装筒机的设计要求，在显示屏上可以设定、显示速度，可以在显示屏上显示报警故障和在报警列表中显示报警内容，还可以在显示屏上指示其输入和输出的状态，并且由PLC控制摆丝、小车往复、小车与主汽缸挂钩、小车与岸边挂钩、丝筒锁钩、喷油电磁阀。在控制中摆丝、小车往复由于采用了五位三通电磁阀，在设计中为了保护电磁阀的线圈采用了延时断电控制。喷油电磁阀由于工艺的原因采用了断电延时控制。
2.4 速度控制画面
这个画面只是为了显示、设定速度、升降速度、故障报警显示。显示速度中它的内存地址为DM2，采用BCD码控制。设定速度中它的内存地址为DM40，采用BCD码控制。升速地址为200.00，降速地址为200.03。故障报警地址是200.13。
3 故障信息显示与报警程序
装筒机有2个报警系统，它们各有自己的用处。
程序报警系统，当装筒机所要到位的限位都不正常时，根据程序所写的要求，使PLC（11.07）这个输出点闭合，报警指示灯闪亮并发出报警声音。
显示报警系统，当装筒机所要到位的限位都不正常时，PLC地址200.13闭合，显示报警系统工作，发出闪光报警，马上在显示屏上列出报警表上写入的几个故障点，维护人员和操作工马上根据显示屏上的故障点进行维修。
手/自动信号控制：
当SA1打手动时，PLC输出点不输出，KA12不得电，它的信号由显示屏直接给定信号，经过PLC转换以后，由模拟量输出信号给变频，从而达到调节电动机的速度。
当SA1打自动时，PLC输出点输出，KA12得电，它的信号由长丝烘干机过来的信号不经过PLC，直接供给变频器，从而达到调节电动机的速度。
4 结语
此套长丝装筒机系统由四台同样的设备组成，由于四台电气设备相同，我在这里只介绍其中的一种，这台设备运行到现在为止，基本上没有出现电气故障，设备维护工作量比较小，电气设计的控制速度安全开关以及检测开关能够及时动作，从而起到保护作用，基本上能够适应工艺设备的运行要求。由于采用了PLC显示屏控制技术，能够十分方便调节与显示速度，并且对电气维修与维护有一个质的飞跃，完全能够适应金甬公司的生产要求，为金甬公司后处理车间日生产记录打下扎实的基础。
参考文献
[1] 可编程序控制器应用系统设计通信网络技术[M].北京：人民邮电出版社.
[2] CQM2A操作说明、编程说明.OMROM公司内部
资料.