西门子模块6ES7231-7PF22-0XA0产品齐全

 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，专利号:9424N73-4)纺制成各种规格支数的细纱。本机是国家发明专利产品(专利号: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。

      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(*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
bbbbb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
bbbbb端，控制梳理机电机的转向。输出点Y4、Y5是步进电机复位信号RST，每次开机对步进电机驱动器清零。PLC输入点X0以梳理机喂入量斗处的红外传感器作为输入信号，可调节喂入量斗的喂毛量。X1、X2作为步进电机的启动信号，X3作为步进电机复位信号。X4以为位置传感器作为输入信号，检测梳理机是否复位。可以利用当需要手动操作时，可通过PLC的手动输入信号X5、X6，以点动方式按制电机的正转或反转。控制关系为:X5=ON，电机正转;X6=ON，电机反转。

      4 控制系统软件设计
      利用FP0 PLC提供的高速脉冲处理指令、逻辑控制指令、算数运算指令及一些特殊功能指令，可较方便的实现对步进电机的升/降速、恒速及正/反转的运行控制，尤其用PLS-脉冲输出指令和SPD-位置控制指令，可使步进电机达到不失步的升/降速与恒速运行。

      5 结束语
      以PLC和步进电机为主构成的数字式兔毛梳理机控制系统的研制成功，为兔毛梳理机在生产与应用环节的工艺参数的调整，提供了**。采用本控制系统的兔毛梳理机各项指标:适纺原料范围:兔毛(高比例);条干重量不匀率:1.5％;生条可纺支数:8～60公支;脱毛量:1～mg/100cm2;兔毛制成率≥95％;出条定重:0.125～1g/m;台时产量:0.3～2kg/h。此外，系统具有控制精度高、操作简单、运行平稳、无噪音等优点。

1 引 言

    PLC（Programmable Logic Controller）是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器。它的高可靠性，简单直观的编程方式，及越来越完善的功能使得它在工业控制领域中得到了广泛应用。其中，在很多自动控制系统中都是由PLC来控制步进电机，当PLC发送脉冲信号和方向信号时，步进电机的驱动器通过PLC的脉冲输出口接收脉冲信号和方向信号来控制步进电机工作，一个脉冲信号可以使步进电机旋转一个固定角度，那么脉冲数和频率之间一定存在某种关系，步进电机的频率曲线直观的反映了这种关系。在自动配药系统的开发与研制中通过PLC控制步进电机的脉冲数，保证了取药小车能准确到达取位置取药的目的。如果脉冲数和频率设置不当，取药小车不仅运行速度慢，还可能出现抖动、噪音大、加快机器磨损等不良因素，从而影响了整个系统的工作效率，因此对步进电机的频率曲线进行优化是很有必要的。

2 可编程控制器（PLC）基本结构及工作原理

    PLC从结构为固定式和组合式（模块式）。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等；模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，各模块可以按照一定规则组合配置。CPU是PLC的控制中枢，由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成。输入模块通过接收和采集信号输入至CPU 处理；输出模块接收由CPU成功处理的信息并控制接触器、数字显示装置等输出设备。此外，PLC的编程装置用来生成用户程序，常用的手持式编程器用来给小型PLC编程，一般由计算机（运行编程软件）充当。国际电工**（IEC）于1994年公布了PLC的编程语言标准（IEC113123），该标准定义了5种PLC编程语言：梯形图LAD（Ladder Diagram）、语句表STL（Inst ruction List）、功能块图FBD（Function Block Diagram）、结构文本ST（St ructured Text）、顺序功能图SFC（Sequential Function Chart）。使用编程软件可在屏幕上直接生成和编辑梯形图、顺序功能图等程序，并可实现不同的编程语言的相互转换，程序被编译后下载到PLC的存储器中。PLC采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作，CPU根据存储器中的用户程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，在没有中断或跳转指令的情况下，CPU开始按顺序逐条执行程序，进行各信号之间的逻辑运算，*后将写入输出过程映像寄存器，信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，从而使外部负载通电工作。

3 步进电机及其频率曲线

    步进电机广泛应用于自动化控制领域，其驱动电源的输出受外部脉冲信号和方向信号控制。步进电机的功用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移，即每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，通过变化脉冲发生器的频率实现调速。许多工业控制中要求机床、机械手等设备具有上下、前后、左右等各方向上的运动，而方向信号则决定了旋转的方向。就一个传动速比确定的具体设备而言，无需距离、速度信号反馈环，只需控制脉冲的数量和频率即可控制设备移动部件的移动距离和速度，而方向信号可控制移动的方向。因此，对于控制精度要求不是很高的应用场合，用开环方式控制是一种较为简单而又经济的电气控制技术方案。

    设置好步进电机的脉冲数及其频率参数可以提高整个控制系统的工作效率。其脉冲数和频率参数具有如图1所示的关系。