西门子6ES7307-1BA01-0AA0安装调试

一系统介绍：

确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气流量等是空压站自动控制的基本任务。空压机设备自带的单片机控制器已经能很好的控制单台空压机，但不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中，相对单台空压机的调整，系统的整体联控具有更重要的意义。

联控系统*主要的功能是可以实现空压机机组（包括每台空压机的后处理设备）的联锁控制，能根据总管压力和空压机的运行状态智能地加卸载对应的空压机等以保证管网的供气稳定。

联控有两种模式：时间顺序模式、固定顺序模式。两者的联控原理是一致的。只是时间顺序模式中各台空压机每隔一个轮换时间就按顺序时间判断一次，具体工作模式参考《顺序控制与通讯协议手册》，而固定模式的启动顺序是保持不变的。

空压机联控系统图：

工控机选用研华工控机，监控软件为组态王。对现场各类数据及系统设定参数进行实时显示，为系统报警和远程数据监控提供一个数据信息交互平台；对机组各类运行控制要求进行命令触发，为介入系统实时改变系统运行状态提供一个控制命令操作平台。

1#EC20PLC和2#EC20 PLC分别为两个空压机站的控制中心完成组态与单片机的数据交换和存储以及工控机各类控制信号处理。主要的自动控制任务都由PLC自行完成，组态只能选择具体的机组运行方式，以及特定状态下对单台机组的单一运行方式改变。各台空压机的信号通过RS485总线连接至PLC；

由于空压机自带的单片机控制器提供了RS485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，在原有的控制系统基础上，增加2台PLC，改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制与连网监控。

二设备工艺

PLC控制部分是系统的核心部分：而供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。简言之：压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。

就单台空压机而言，其可以自行进行供气量大小的调节。当一台机器运行时，它的供气量是一个从零到*大气量之间浮动的值而不是一个额定输出的定值。所以在整个供气方案中我们用改变运行机组台数的方法来改变对管网的供气。每台机组有加载、满载、卸载、和停机四种状态。加载到满载之间，供气量的值是0到*大值的过程；卸载是停止供气的状态但机组仍在运行；而停机是机组不供气也不运行。

一个正常的供气流程如下：

把确定在网机组数与机组中间运行状态结合起来就构成了控制思路的*基本环节。即通过压力报警确定机组数目需要增加或减少，如果已经在中间状态了加载、满载、卸载任意一个，就按增气或减气的方向移动中间状态直到运行到边界状态；当到达边界状态时按增气或减气的方向移动到下一台。当然如要稳定下来必须是在中间状态，边界状态是不能稳定的。

三控制程序

空压机联控系统主要是PLC与单片机交换数据并确定每台空压机的运行方式。

程序的编写主体上分两大部分：读数据部分和写数据部分，流程图如下，

（一）读取单片机的信息

根据空压机控制器内单片机的相关Modbus通讯协议，编写通讯“读信息指令”的数据帧，以PLC中的Modbus通讯指令发给控制器内的单片机，单片机响应后返回相应的数据帧。通过返回帧的相应字符串判断与控制器相连的空压机的各种故障状态工作状态以及空压机的各种压力温度数据，并将返回的各类数据存放在相应的数据寄存器。

在该子程序的开始部分，执行站地址加1的操作，即每进入读数据子程序就会读取上次读过的程序的下一台；靠站地址的不断变化我们实现了读取数据通讯的轮询操作。

Modbus指令只需要一次上升沿作为发送使能，第一周期sm124没有开合的状态变化即没有上升沿，所以第一周期过后靠sm1的常闭上升沿作为Modbus指令的发送使能。每次发送的同时靠发送使能的上升沿把sm135、sm136清位。sm135、sm136与通讯程序没有任何直接关系，只是贯穿程序所必须的标志位。

（二）向单片机中写入相关信息

整个写信息部分分下面三块：

a.逻辑判断运算部分

供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。

按照工艺控制逻辑来构成逻辑判断运算部分，并且机组按照先开后停的原则顺序启动（1、2、3←→3、2、1）。

为保证数据的正确性，需要判断读信息子程序的站地址与写信息程序将执行控制操作的站地址是否一致，然后需要判断相应的故障信息寄存器是否为0，为0证明无故障或轻故障，不为0则不向该站发任何控制指令并马上对下一台操作。

由于我们对故障进行了分类，所以可以根据不同类别的故障进行不同的控制操作：

1类故障不读不写（相应的故障信息寄存器为1）

2类故障只读不写（相应的故障信息寄存器为2）

没有故障纪录（相应的故障信息寄存器默认值为0）

对故障分类的控制策略是很有价值的，在以后的控制过程根据故障类别或者可以作为运行态的类别，进行有所区分的控制。不管是通讯控制方式还是数字I/O控制方式，相信都可以在某种程度上采用这类简便有效的方法。

b.数据帧结构部分

在这个部分里主要是发送数据帧的整体架构。

c.Modbus通讯指令发送部分

指令发送部分和读数据子程序类似，就不再多介绍了。

客户还要求机组顺序可以任意打乱，但是顺序号关联着整个控制流程又不能搭乱所以只能把机器号放到依照固定顺序排列的机器号寄存器里面去，打乱这些机器号寄存器里面存放着的机器号的顺序来实现机组顺序的任意性。主程序中加入了判断机组信息的部分，还是判断故障信息寄存器内的值，先根据这些值判断出有多少台机组在网，然后根据故障信息寄存器内的值判断哪台机组退网，退网的机组编号放在网内*后一台机组机器号寄存器的后面机器号寄存器里面。进网的时候只需改写故障信息寄存器，相应的在网机组台数可自行判断出来。这样进网退网的顺序就变成了先退先进

1 设计背景

　　从近几年的国际纺织机械展览会上可以看到: 国外**的织机制造商，如日本津田驹产业株式会社和丰田公司、意大利的SOMET公司、比利时的PICANOL公司、瑞土的SULZERTEXTIL公司和STAUBLI公司等，机电一体化技术经过几十年的发展，各自形成了具有很高自动化水平的电气控制系统，普遍采用新型高速可靠的微机群或计算机系统和人机界面，具有自诊断和数据采集治理功能，实现电子选纬、电子多臂等控制。而国内的无梭织机其技术水平与国外差距较大，国产剑杆织机的产量很大，但使用的技术普遍是从国外八十年代的机型改进而来，大多采用商用微机，并且档次不一。近两年，中纺机、经纬纺机、聊城纺机、龙力机械和杭州精工等厂家都把PLC应用于剑杆织机的电气控制。本文就使用台达EHPLC为核心而构成的剑杆织机主控电气系统作一介绍。

2 剑杆织机自动化系统分析

　　通常剑杆织机电控部分分为电子送经、收卷和主控三部分.可见主控部分主要实现织布的功能,其控制对象主要包括主电机、多臂电机、寻纬电机、离合器等。

2．1点动

（1）点动的作用
·调整滚轮梳位置
·断经后重新开车预备

（2）点动流程点动流程参见图1。

图1 点动流程图

2．2盘车

（1）盘车的作用：手动装布
（2）盘车流程图：盘车流程参见图2。

图2 盘车流程图

2．3正反寻纬

（1）正反寻纬作用：
·手动调整综框位置
·手动调整行程开关位置

（2）正反寻纬流程：正反寻纬流程参见图3和图4。

图3手动调整行程开关位置流程图图4 手动调整综框位置流程图

2．4开车

（1）开车作用：织布
（2）开车流程图：开车流程图参见图5。

图5 开车流程图

2．5正常停车（手动停车）

正常停车（手动停车）流程参见图6。

图6 停车流程图

2．6纬停测控

（1）纬停原因：断纬
（2）纬停测控流程图：参见图7。

图7 纬停流程图

2．7经停测控

（1）经停原因：断经
（2）经停测控流程图：参见图8。

图8 断经流程图

3 剑杆织机自动化系统设计

3．1 系统组成和特点

（ 1 ）为了进步控制系统的可靠性，系统硬件以台达公司的DVPEH3200TPLC为核心，配置台达公司的DOP-A57GTD界面，参见图9。

图9 系统硬件

（2）I/O具体分配
X0 纬停 Y0 点动
X1 经停 Y1 离合器
X2 选纬 Y2 开车
X3 多臂保护 Y3 正车
X4 断纬 Y4 反车
X5 断经 Y5 红灯
X6 行程开关 Y6 录灯
X7 纬检 Y7 白灯
X10 点动 Y10 选纬1
X11 热组件 Y11 选纬2
X12 正寻车 Y12 选纬3
X13 反寻车 Y13 选纬4
X14 主机启 Y14 选纬5
X15 开车 Y15 选纬6
X16 停车 Y16 选纬7
X17 计数开关 Y17 选纬8
（3）电源部分：Y0～Y4 为12DCV 电源供电,Y5～Y17为24DCV电源供电。

3．2人机界面

　　人机界面是台达公司配置DOP-A57GTD。中文信息使操纵工和维修工的工作变得方便快捷。各种织机工艺参数设定（见例1）、选纬参数设定（见例2）、生产治理数据（见例3）,故障信息都在接口上自动显示（一当有故障时）。

例1：开车时间　　盘车时间　　点动时间　　经停空纬否　　手动/自动　　盘车　　纬密

例2：选纬序号（步数）纬针纬数（纱数）
1 1 10
2 2 4
3 4 4
4 1 2
5 8 10
6 7 6
7 5 l
………
（注:不同的PLC其可设定的工作选为序号量是不同的）

例3：当前序号（步数）:5
当前纬针:8
当前纬数（纱数）: 6
乙班（甲班,丙班,丁班可选）产量215m
效率 99％
总产量1289m

      4 系统软件

      4．1程序结构

　　结合该系统的特点对整个软件系统采用主程序、子程序、中断构成。

      4．2诊断保护功能

　　织机的停车原因在接口上有中文信息提示，在软件上，系统自动监测电磁离合器、多臂机保护、热组件、断纬,断经、行裎开关等。并及时显示和启动保护,以确保产品的质量，避免人为因素。

      4．3参数设定功能

　　根据工艺要求和客户方便有针对性地画面制作这对操纵职员带来极大的方便。

      4．4数据保存功能

　　设定的工艺参数和生产治理数占有长期保存功能。例如，选纬方式和状况需要掉电保存,织机断电时，PLC必须将织机的位置和当前投纬的序号、纬针、纱数保存起来。系统还具有甲乙丙丁四个班的产量、效率及总产量的数据保存，这对企业的治理有很大的好处。

4．5选纬功能

　　软件实现电子选色替换传统的纹板选色，使可操纵性大大进步。然而为了确保选纬的正确，在软件的编制中，考虑必须周全，也包含了一定的技巧。选纬采用间接寻址的方式，利用指标变址E确定选纬器机构选纬序号（步骤）。PLC根据织机的正车或反车，相应的寄诸器加或减。加减及加减的多少由正车、反车、计数开关结合处理。

      5 系统设计特点

      5．1启动迅速

　　再第一次打纬时,织机车就应达到或接近正常运转速度为此要高压启动。

      5．2制动平稳快捷

　　停车位置正确.这样有利于重新开车启动.这里就体现出相应时间快,为此我们采用中断处理。

      5．3操纵方便

　　即有正常启,制动功能,已有实现某些特殊操纵,如选纬工艺设定,点动、停手动正反寻车等。

      6系统应用

　　本系统已在山东聊城剑杆织机试用，系统相当稳定可靠。系统进行监测。
　　
　　具有结构简单，操纵方便，界面简洁，稳定可靠，本钱低廉等优点，是传统控制系统的**替换产品，并可供给用其它PLC控制系统时参考。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场远景.