大卷裝液壓傳動(dòng)染色機(jī)的PLC控制

摘要：利用觸摸屏、PLC等自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，根據(jù)生產(chǎn)工藝操作流程，開發(fā)出新一代自控系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)口電氣控制設(shè)備進(jìn)行改造，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。 　
　　一、概述：
　　NOEGR1400/2型大卷裝液壓傳動(dòng)染色機(jī)由葡萄牙諾菲爾公司所制造，單臺(tái)價(jià)值一百多萬(wàn)元；適用于小批量、多品種平幅織物在常溫常壓下平幅退煮漂、浸染、漂洗、放樣、剝色等生產(chǎn)工藝。是規(guī)模以上紡織印染企業(yè)不可或缺的技術(shù)裝備.國(guó)內(nèi)多家印染企業(yè)擁有該機(jī)型;此機(jī)的核心技術(shù)是在較大容布量（800---6000米）的情況下保證卷繞輥在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保持線速度、布面張力的恒定。電氣自動(dòng)控制電腦部分原采用意大利Termoelectronica公司產(chǎn)的Z8單片機(jī)專用控制器(目前制造廠家已不再生產(chǎn))；集控制、顯示、參數(shù)設(shè)置于一身；國(guó)內(nèi)不易采購(gòu)。 　　
　　二、改造理由：
　　隨著使用年限的增加，印染車間里潮濕的生產(chǎn)環(huán)境,使得主控制電腦出現(xiàn)接插件老化、接觸不良和線路板被腐蝕嚴(yán)重及參數(shù)易丟失、死機(jī)的現(xiàn)象。易造成控制動(dòng)作失常，信號(hào)失真,影響到速度、張力控制器件的正常工作（或造成損壞）；另一方面,原設(shè)計(jì)中同步閉環(huán)速度反饋傳感器的機(jī)械連接部件(機(jī)械密封)，由于與染液接觸，軸心度易磨損，存在極易損壞(甚至造成傳感器的損壞)的缺陷,進(jìn)而影響到線速度、張力的穩(wěn)定性；造成色布前后色差等。以及要求輸入?yún)?shù)多,操作步驟繁瑣.設(shè)備維修量較大,電腦備件國(guó)內(nèi)無(wú)處購(gòu)買，影響生產(chǎn)進(jìn)度。較難滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。
　　針對(duì)上述種種不利因素，我們提出了相應(yīng)的改造方案，使用比較先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái)-----通用型可編程序邏輯控制器（PLC）系列及人機(jī)界面（觸摸屏）產(chǎn)品替換原有的Z8單片機(jī)專用控制電腦。　　
　三、系統(tǒng)構(gòu)成：
　　此設(shè)備液壓傳動(dòng)部分(液壓部件為德國(guó)產(chǎn)”博世”牌) 設(shè)計(jì)較為先進(jìn),在國(guó)內(nèi)大卷裝染色機(jī)同類產(chǎn)品中處領(lǐng)先地位且基本完好，因此改進(jìn)原則是不需對(duì)液壓傳動(dòng)主控回路做出改進(jìn),只對(duì)原電氣電腦自動(dòng)控制部分進(jìn)行改造。繼續(xù)使用原機(jī)原有的電器配件，重新設(shè)計(jì)制圖,按卷染工藝特點(diǎn)編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。選用通用PLC、觸摸屏系列系統(tǒng)地完成此設(shè)備人機(jī)對(duì)話和自動(dòng)控制的替換。
中操作，系統(tǒng)通過操作員指令輸出控制信號(hào)，并根據(jù)閉環(huán)采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算出速度、張力所需值，控制液壓閥的流量，帶動(dòng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在恒張力下A、B卷繞輥的線速度恒定。完成織物在浸染缸內(nèi)多道轉(zhuǎn)移浸染的染色等工藝。
　　在核心應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)中，以卷繞輥線速度為“主”控制變量,以張力為“從”控制變量，兩者交替控制，在每種控制中又采用在線規(guī)則自調(diào)整的PID控制功能。從而從根本上解決了整個(gè)系統(tǒng)的“恒線速度”、“恒張力”的問題，在極大程度上提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性。并省去同步閉環(huán)速度反饋傳感器,閉環(huán)反饋?zhàn)饔糜蓱?yīng)用程序根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。
　　四、主要技術(shù)特點(diǎn)：
　　所需應(yīng)用程序根據(jù)工藝操作要求經(jīng)在線調(diào)試修改完善，已使得機(jī)器的線速度、張力恒定性好，使得機(jī)器自動(dòng)化程度提高，性能穩(wěn)定可靠，功能增強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便直觀，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。
　　 1、適用于液壓、交流變頻、直流電機(jī)三種傳動(dòng)方式的應(yīng)用。
　　2、減少操作步驟,無(wú)需輸入?yún)?shù),能使操作人員較快熟悉并熟練操作機(jī)器。
　　3、可實(shí)時(shí)按工藝要求改進(jìn)或增加實(shí)用功能，備件易購(gòu)。
　　4、卷繞輥卷徑動(dòng)態(tài)變動(dòng),而卷繞主輔輥線速度,布面張力恒定。
　　5、系統(tǒng)集成度高，電氣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀易查。降低了故障發(fā)生率。 　　
　　五、主要功能：
　　1、全中文觸摸人機(jī)界面，且操作簡(jiǎn)便，視窗友好直觀。
　　2、機(jī)器手動(dòng)、自動(dòng)狀態(tài)選擇。
　　3、單鍵控制換向選擇。
　　4、A、B輥卷繞量通過卷繞輥上的傳感器實(shí)時(shí)采集, 實(shí)時(shí)顯示。
　　5、手動(dòng)/自動(dòng)換向功能。
　　6、速度設(shè)置范圍0---150米。
　　7、“擺”功能---作用于A、B輥織物轉(zhuǎn)移末尾階段，使用于工藝準(zhǔn)備階段。
　　8、織物總轉(zhuǎn)移道數(shù)實(shí)時(shí)記錄顯示功能。
　　9、染槽間接、直接雙恒溫控制系統(tǒng)。
　　10、快、慢速進(jìn)料選擇。
　　11、加料量多少選擇。
　　12、染槽內(nèi)液位指示。
　　13、A、B輥卷繞量清零功能。
　　14、卷繞輥上的初始引布用量為5米。
　　15、采樣功能，根據(jù)A、B輥采樣點(diǎn)的設(shè)置，自動(dòng)停車采樣。
　　16、“道數(shù)記置”功能---作用于每道工藝A、B輥織物轉(zhuǎn)移所需道數(shù)設(shè)置值結(jié)束時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入“擺”狀態(tài)。
　　17、每道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間實(shí)時(shí)顯示,方便染色時(shí)間的確定。
　　18、給定速度、實(shí)際速度無(wú)需切換實(shí)時(shí)顯示。
　　19、實(shí)時(shí)日期時(shí)鐘顯示功能。
　　20、功能控制鈕統(tǒng)一集中于觸摸屏之上，方便操作。 　　
　　六、方案應(yīng)用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：
　　安徽華皖碳纖維(集團(tuán))有限公司1996年購(gòu)置該機(jī)型4臺(tái).在染色生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生電腦故障,對(duì)染色工藝的順利完成影響很大.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，年維修費(fèi)和產(chǎn)品降等損失費(fèi)用在5萬(wàn)元左右.2003年改造后電腦故障率為零。產(chǎn)量質(zhì)量效益提高顯著,改造效果得到好評(píng)。
　　實(shí)踐證明，觸摸屏、PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過兩年來的使用，軟硬件工作穩(wěn)定,整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)施的改造方案非常成功；生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量增加，勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本明顯降低,經(jīng)濟(jì)效益顯著；觸摸屏、PLC控制系統(tǒng)性能優(yōu)良等特點(diǎn)使它在工業(yè)電氣自動(dòng)化方面有著廣闊的應(yīng)用天地。 　
　　七、技術(shù)推廣：
　　 自從工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼研制出PLC后;以及微機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用,使PLC的功能不斷增強(qiáng),應(yīng)用日益廣泛。是現(xiàn)代控制技術(shù)的一次飛躍，具有性能穩(wěn)定、通用性好、體積小、功能強(qiáng)、使用方便、易改變控制過程及節(jié)能等特點(diǎn)；并在與信息技術(shù)的結(jié)合上，在系統(tǒng)監(jiān)控和管理上，越來越被應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是當(dāng)今生產(chǎn)企業(yè)自控技術(shù)升級(jí)與更新的一個(gè)必然的發(fā)展方向。