PLC和步进电机在梳理机改造中的应用设计

　1 引言

　　本机是将兔毛原料未经改性处理，直接进行开松、梳理，制成一定支数的毛条，具备抱合力大和加有真捻等特点，并由纺纱机(FNT-28型兔毛纺纱机，专*号:9424N73-4)纺制成各种规格支数的细纱。本机是国家发明专*产品(专*号:93106597-6)，"八五"国家星火项目，同时又被国家科委列为"九五"。

　　本机电气部分采用继电器控制系统，动力驱动由三相异步电动机来完成。该控制系统有三点不足:

　　(1)继电器线路接线复杂，功能单一。

　　继电器接触控制系统的逻辑部分由许多继电器;按某一固定形式连接而成，若工艺流程发生改变，则需要改变继电器控制系统的接线，才能满足新的工艺流程要求。工人实际操作和维修复杂，易出故障;

　　(2)可靠性不高，控制精度不够，这就势必影响了出条支数、出条定重;

　　(3)继电器控制柜的体积大，占用了较大的生产空间，影响了工人的操作。

　　因此有必要对本机的控制系统进行改造。近年来，随着科学技术的飞速发展，步进、伺服电机的应用越来越广泛，其功能多样性和产品可靠性日臻完善，正在逐步取代原来的普通电机。而且随着可编程控制器技术的日益成熟，将二者完整地结合起来，完成对各种复杂运动的自动控制，实行机电一体化，正在成为一种趋势。

　2 控制方案的确定

　　由于步进电机可直接用数字信号控制，无需反馈可开环工作，无累积定位误差，控制精度高，因此被广泛用于数字控制系统和计算机控制系统。而可编程序控制器(PLC)是一种适于工业现场控制的，由单片计算机(CPU)、外围大规模集成电路(LSI)、系统软件及I/0接口等构成的新型控制器，用户通过软件设计，可实现以往难以实现的各种复杂逻辑控制。与通用PC机或单片机构成的系统相比，PLC具有可靠、抗扰能力强、编程简单等优点，已成为替代传统继电接触器控制线路的升级换代产品。因此，本系统采用可编程控制器(PLC)。

　　为控制核心，步进电动机为执行元件、红外光电传感器为检测元件的新型系统，实现了兔毛梳理机的计算机数字控制。

[$page]　　3 控制系统的实现

　　3.1系统组成

　　PLC选用日本松下FP0

　　PLC，共8点输入(X0~X7),8点输出(Y0~Y7)，主要控制主电机Motor1和毛斗步进电机Motor2的工作状态和转速;步进电机选用两相混合步进电动机，步距角1.8°/STEP，用于驱动主机和毛斗;步进电机驱动器选用DMD402，电源电压DC14V~40V，其作用是根据PLC的控制指令对电机实现脉冲和方向控制。

　3.2系统工作原理

　　FP0系列PLC除具有一般逻辑控制与运算功能外，还具有高速计数输入(最大10kHz)、PLS脉冲直接输出、SPD位置控制、PWM脉冲输出等特殊处理功能，用于步进电机的速度控制或位置按制十分方便。

　　PLC输出口Y0、Y1以脉冲速率方式输入步进电机驱动器的Pulse

　　input端，控制梳理机主电机和毛斗电机转速和位移。PLC输出口Y2、Y3以方向信号输入到驱动器Directional

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