A186E梳棉机

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目 录

前 言 ..........................................................................................................................1 第一章 A186E型梳棉机

1.1 A186E型梳棉机的结构分析 ...................................... 3 1.2 A186E型梳棉机任务 ............................................ 4 1.3 改造前梳棉机存在的问题 ....................................... 4 1.4 A186E型梳棉机电气控制任务分析 ................................ 5 1.5 继电器-接触器控制电路图 ...................................... 7 1.6 A186E型梳棉机电气控制电路分析 ................................ 8 第二章 A186E型梳棉机的PLC改造

2.1 梳棉机的PLC改造原则 ......................................... 9 2.2 改造方案 ..................................................... 9 第三章 梳棉机的硬件系统PLC改造

3.1 PLC改造主电路 ............................................... 10 3.2 外部接线图 .................................................. 11 3.3 梳棉机PLC控制I/O口地址分配表 .............................. 12 第四章 梳棉机的PLC软件系统改造

4.1 PLC选型 ..................................................... 14 4.2 梯形图设计 .................................................. 14 4.3 指令表 ...................................................... 19 4.4 PLC改造后的梳棉机优点 ....................................... 22 第五章 PLC改造后梳棉机的常见问题及处理............................23 第六章 梳棉机的日常维护............................................24 结 束 语...........................................................25 致 谢............................................................26 参考资料...........................................................27

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前 言

随着电气行业的发展，各种元器件的性能，适用范围也都得到了长足的发同样也带来了棉纺织业的巨大进步，推进了纺织工艺的自动化，机械化。

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，使用了可编程序存储器以存储指令，用来执行逻辑、顺序、定时、计数以及算术运算功能，并通过数字式、模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械和生产过程.PLC可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便，在机械制造、冶金、能源、化工等领域中，越来越多的重要设备、工艺、关键部位都采用PLC来组成控制系统，以代替体积大、耗能大、可靠性差的继电器-接触器控制系统.梳棉是棉纺加工过程中的一道重要工序，A186E型梳棉机为国内普遍采用的一种机型，采用PLC对A186E型梳棉机进行控制改造，旨在提高其稳定可靠性。

FX2N-48MR可编程序控制器是更为先进的PLC之一，它的适用范围更加的广泛，在纺织等行业发挥极其重要的作用。

我的毕业论文主要就是针对可编程序控制器在棉纺织业上的应用展开的，相比之前的梳棉机，可编程序控制器的应用带来了不少优点与生产效率，不仅仅是生产效率，同时还有生产的质量，更重要的是解放了人类的劳动力，让人们有充足的时间去做其他事情。

在论文中，我将简单介绍梳棉机的一些情况，和它的工作原理以及它的工作的工艺流程，重点介绍利用可编程序控制器改造梳棉机，怎样改造，改造后有什么好处与优点，在这之中我会详细的说明其改造的一些原理，以及它的功能。

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A186E型梳棉机的PLC改造

摘要： 本文重点介绍PLC在梳棉纺织工艺上的改造，分析其的工作原理和

它在纺织工艺上的重要作用。了解旧设备的工作缺点，分析旧设备的工作方式，根据其工作的不足进行PLC改造，包括改造后的主电路，同时也包括它的控制电路。通过对改造前梳棉机控制系统存在问题的分析，应用机电一体化技术，提出了一种由PLC控制变频调速的新型传动系统，同时讨论了控制系统硬件部分及软件部分的设

计技术。

关键词：A186E型梳棉机 PLC 改造

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第一章 A186E型梳棉机

A186E型梳棉机是以提高工作效率为目的的纺织机器，解放了劳动了，同时也提高了面条的生产质量，发挥了很大的作用。 1.1 A186E型型梳棉机的结构分析

（1）、喂棉机

喂棉机有回风管风机弹簧加压弧形喂棉槽、送棉管、等组成。送棉风机从

清花系统的开棉机吸出棉絮，利用送棉管将棉絮分送至各台棉絮喂棉机，棉絮的补充依喂棉机的储存量自动调整，不会有残留的棉絮回留到清花系统。上棉箱后侧装有网眼板，可以打开清理挂花，网眼板后面是一块可以调整的遮板，用来调整送棉气流的风量。

（2）锡林

锡林是梳棉机的主要梳理部件，锡林转速通过转速监控装置可以在显示屏显示。梳理机构的另外一个重要梳理元件----盖板、共有84根，其中处于工作位置的盖板有30根，盖板骨架取消了笨重的传统铁制盖板骨，采用了非常坚固轻盈的V形铝杆，有两条特制的齿形带引导V形盖板条运行。盖板运行方向与锡林方向相反，盖板隔距的设定有快速设定系统来完成，可以精密的调整盖板与锡林的梳理隔距，盖板的剥棉、清洁有剥棉罗拉和清洁罗拉来完成，用来保持盖板运

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行中的高清洁度效果，可以减少盖板嵌入杂质，造成的梳理不良等问题的发生

（3）清洁锟

两根前固定盖板、上下罩板、上下吸风罩等分梳元件组成了前棉网清洁器，根据加工原料不同，固定分梳板的规格也有不同的配置，纺制纯棉品种时，固定盖板选用TT4型，每个盖板基座上安装两条分梳条，共装有四条分梳条，前棉网清洁器可以起到减少生条中的微小尘杂，纤维整理的作用。

三根后固定盖板、上中下三块罩板、吸风罩组成了后棉网清洁器，纺制纯棉品种时，固定盖板选用固定盖板，在每个盖板基座上安装有两条分梳条，共六条分梳条，后棉网清洁器可以起到对进入梳理区的纤维进行予梳理，减轻盖板和锡林针布的梳理负荷，减少生条的棉结和杂质的作用。 1.2 A186E型梳棉机任务

A186E型梳棉机是国内较普及采用的一种机型，其任务有： （1） 梳理

原棉经清棉工序制成的棉卷或棉层中，纤维多呈束，块状，因此，要求进一步予以细致梳理，使束，块状纤维大部分分离为单纤维状态。 （2） 除杂

原棉中的杂质，疵点在开清棉工序中只能除去60%左右，留在棉卷或棉层中的多为较小的纤维或粘附性较强的杂质，如带纤维仔屑，破籽，不孕籽，软籽，软籽表皮及棉结等，必须继续清除。 （3）混合与均棉

开清棉工序对不同性状和比例的原棉，仅具有初步的混合作用，而梳棉机可是单根纤维之间充分混合。同时梳棉机梳理机件还具有一定的吸放纤维的性能，因而增进了生条均匀度。 （3） 成条

为了便于下道工序继续加工，应使纤维集拢而成条状，并有规则的圈放在棉条桶内。梳棉机上的棉束被分离成单纤维的程度与后道工序的牵伸效果，成纱强力和条干密切相关，梳棉机的杂质作用好坏，很大程度上决定了成纱节，杂与干条。 1.3 改造前梳棉机存在的问题

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我们厂之前梳棉机的运行控制方式，主要是通过继电器和接触器控制系统来进行控制的，主要问题有：

(1) 电气控制箱年久失修，内部元件老化，经常出现短路和断路的故障； (2) 输出生条质量差。由于道夫速度控制方式不合理，导致启动、刹车和道夫快

慢速转换过程中速度变化不平稳，造成生条质量恶化；

(3) 产量低，由于机器稳定性差，生条重量不匀率大等原因，致使锡林速度无

法提高，影响了梳棉机的产量；

(4) 机器的启动过程噪声大，由于锡林转动惯量大，启动时存在严重的皮带打滑

现象，产生很大的噪声。

1.4 A186E型梳棉机电气控制任务分析

梳棉机电气控制系统主电路图见图1-1，梳棉机由5台电动机拖动，其中，M1为清洁辊电机，M2为吹风电机，M3为吸风电机，M4为锡林电机，M5为道夫电机。

A186E型梳棉机电气控制特点 由于锡林直径大，惯性大，启动时间长，为防止在启动过程中热继电器动作而不能启动，启动时不接入热继电器，当锡林转速达到一定值后再接入。道夫拖动采用了双速电机，慢速16极快速4极，实际速比1:4。利用慢速生头后，即可将道夫转向快速。

为了使输出地条干更加均匀，必须防止道夫升速过快，为此，本机采用了以下两种缓冲措施；一是采用Y-Δ转换接线，以减少4极电动机的启动转矩；二是加一飞轮以使本系统有7s以上的升速时间。快转慢的时间约为12s。双速电机与飞轮之间采用电磁离合器连接。电磁离合器仅在道夫慢速和变速的过程中通电运行，其他时间不予通电，所以停车时道夫将不受飞轮转动惯量的影响。

锡林转速达不到要求时，道夫不允许转动，锡林启动后，自停装置方可工作。吸风清洁锟停车时，道夫随即停止转动，生头时，堵管，段条自停电路不允许工作。正常停车时，道夫应先转慢速然后再停。 控制要求:

（1） M1、M2、M3单独控制启/停；

（2) M4起动时不接入热继电器，当锡林升速到一定值后再接入；

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（3） M5采用双速电机，2套独立绕组，慢速16极，快速4极，利用慢速升头

后，可将道夫转为快速，快速采用Y-Δ转换接线，以减小快速起动转矩； 快速初始先接成Y型，经一定延时后切换为Δ型，变速过程中加一飞轮通过电磁离合器与道夫电机连接，以使升、降速时间符合要求，电磁离合

L1L2L3QFFU1FU2FU3KM4KM1FR1KM2FR2KM3FR3-KM5KM6FR5KM7FR6FR4KM9KM83M3M3M3MM1清洁M2吹风M3吸风M4锡林M5道夫图1-1 A186E型梳棉机主电路图

器仅在道夫慢速和变速的过程中通电运行，正常停车时，道夫先减慢速后 再停止。

（4） M4转速达到一定要求后，M5才可起动； （5） M4起动后，自停装置方可工作；

（6） 当出现刺辊速度下降、吸风清洁辊停转、厚卷、堵管、断条等故障现象，

道夫立即停止转动；

(7) 升头时，堵管、断条自停电路不允许工作。

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1.5 继电器-接触器控制电路图

MKM3K1JGCYKUG1FQ763SCMQMSKAVK3K2QS442MVKVMKK82V21T-U9FM5KT8MTK2KK92MK9M2MKBSK75269BMMK2S76KB6SMMAK5KK2AKT62KM1K65TMAKMKMK1K11K21BB2RSSBFM45S65K7AK15M4RKMFK451BMSK432MBRKS3F31BS322BRMSFK2211BMS22KBSRF111B1SB6S1UF图1-2 A186E型梳棉机控制电路

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吸锟LH洁8清夫L道H管7堵道L停H风6吸A1K降度速9锟M刺K8行MK运型YLH57速M快K夫道KT器1合A2离K磁电6MK入接器5M电K继L热H44MKLH33M风K吸LH22MKLH11洁MK清LHMK3 MK1停风夫道条断夫道卷后行运型角三接换形角三/Y慢转快夫道速慢夫道林锡风吹2KT

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1.6 A186E型梳棉机电气控制电路分析：

（1）清洁锟，吸风，吹风机的启动和停止： 从控制电路图中可以看出，

1SB1,2SB1,3SB1和1SB2,2SB2,3SB2分别为清洁锟，吹风，吸风电动机1M,2M,3M的启动，停止按钮。它们均为单独控制。

（2）锡林启动： 按动4SB1,4KM线圈得电自锁，锡林开始启动。在其启动过程

中，热继电器4FR不接入，当锡林和刺锟速度大约达到正常值速度的80%时，离心开关KV方能动作，301-302接通，1KA线圈得电，使5KM线圈相继得电，4FR接入，同时4KM线圈断电，锡林启动，锡林启动完毕，并为道夫启动作准备。

（3）道夫启动： 锡林启动后，按下5SB1,6KM线圈得电吸合，道夫电动机16

级慢速启动，同时2KA得电，飞轮与道夫电动机连接。防止道夫升速过快产生生条干不均匀。升头后按动6SB1,6KM线圈断电，7KM,8KM,2KT线圈得电，使道夫电动机5M4级Y连接升速，并且7KM自锁。当2KT延时到达时，8KM线圈断电，9KM线圈的电，将道夫电动机切换成4极三角形连接正常运行。同时，1KT得电，使2KA断电（又使1KT断电），电磁离合器YC断电，飞轮与道夫电动机脱开，至此，全机启动完毕。

（4）正常停车：按下5SB2,7KM,9KM线圈断电，同时1KT和2KT得电，使电磁

离合器YC得电，与道夫电动机连接。当1KT延时到达时，6KM得电并自锁，道夫电动机换接成16极低速运行。再按4SB2，则道夫停止。最后按6SB2，则全机停车。

（5）工艺自停：我们厂的梳棉机工艺自停共有五处，则刺锟速度下降，厚卷，

吸风停，堵斜管和断条自停。除断条采用光电控制外，其它均采用机械触点，其中任意一个故障发生时，均能使1KA线圈得电，使道夫停止转动，并发出相应的指示。 （6）主要链锁控制环节：

a.只有当清洁电动机已启动，锡林转速达到正常转速时的80%时，道夫方可

启动。由1KM(121-123)和1KA(119-121)触点来完成。 b.锡林转速正常后，自停电路方可工作。由4KM(305-307)

c.道夫慢速时，堵管，断头自停电路不允许工作，由7KM(307-309)触点来

完成。

d.4KM和5KM,6KM和7KM,8KM和9KM之间有互锁。

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第二章 A186E型型梳棉机的PLC改造

2.1 梳棉机的PLC改造原则

良好的可维护性：实现系统改造后具有良好的可维护性，各种硬件模块选用标准化系列，所用的应是具有良好发展前景技术的产品，这样才能保证将来长远的备件供应。软件方面由于是自主开发，并最终向用户完全开放，所以维护方面不存在问题，但也必须注意保证程序代码的可读性和加入必要的注释，保存好各种开发文档资料并及时规范化入档，确保软件的可维护性。

现场施工省时省力：为了做到现场省时省力，缩短停机时间，减少对生产的影响。改造前需要做好准备工作：对系统中那些需要改造替换，那些继续保留进行合理的安排划分，防止盲目扩大改造范围和遗漏改造项目情况的发生，因此我们建议保留原有的各电控柜，保留柜内的可用元器件。此外，现场的准备工作要充分到位，软硬件调试彻底。 2.2 改造方案

根据梳理机运行实践及当前控制领域的水平与发展，确定A186E型梳理机改造的指导思想是：机电分离，集中控制，实时监控。其目的在于将电气控制系统与机械系统结构上相分离，以利于机电系统的维护和修理，将分离式硬件逻辑控制系统改为模块化集中控制，以提高梳理机控制水平，增强系统的可靠性；运用智能化技术对梳理机运行进行实时监控。

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第三章 梳棉机的硬件系统PLC改造

采用PLC代替继电器-接触器控制，主电路图不变，控制电路图中的按钮、开关作为PLC的外部输入信号，接触器线圈、电磁离合器的线圈、指示灯作为PLC的输出负载。 3.1 PLC改造主电路

L1L2L3QFFU1FU2FU3KM4KM1FR1KM2FR2KM3FR3-KM5KM6FR5KM7FR6FR4KM9KM83M3M3M3MM1清洁

M2M3吹风吸风M4锡林M5道夫图 3-1 A186E型梳棉机主电路

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3.2 外部接线图

SB11SB22SB12SB23SB13SB24SB16SB25SB15SB26SB11SQKV2SQ3SQGKGJX0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X13X14X15X16X17X20X21COM南通纺织职业技术学院

图 3-2外部接线图

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FX2N-48MRY2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y17Y20Y21Y23COMY0Y11FR2FR3FR4FR5FR6FR1KMHL12KMHL23KMHL34KM5KMHL46KM7KMHL58KM9KMHL6HL7HL8HL南通纺织职业技术学院

3.3 梳棉机PLC控制I/O口地址分配表

表 3-1 I/O口地址分配表

输入信号 名称 号 按钮开关 SB1 按钮开关 SB2 按钮开关 SB1 按钮开关 SB2 按钮开关 SB1 按钮开关 SB2 按钮开关 SB1 按钮开关 SB1 按钮开关 SB2 6X10 交流接触器 KM 5X7 交流接触器 KM 9Y10 4X6 交流接触器 KM 8Y7 3X5 交流接触器 KM 7Y6 3X4 交流接触器 KM 6Y5 2X3 交流接触器 KM 5Y4 2X2 交流接触器 KM 4Y3 1X1 交流接触器 KM 3Y2 1X0 交流接触器 KM 2Y1 1Y0 代输入点编号 名称 输出信号 代号 输出点编号 12

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按钮开关 SB2 按钮开关 SB2 按钮开关 SB1 按钮开关 SQ1 光电开关 V 光电开关 SQ1 光电开关 SQ1 单向开关 K 单向开关 J 5X11 指示灯 L1 HY12 4X12 指示灯 L2 HY13 6X13 指示灯 L3 HY14 1X14 指示灯 L4 HY15 KX15 指示灯 L5 HY16 2X16 指示灯 L6 HY17 3X17 指示灯 L7 HY20 GX20 指示灯 L8 HY21 GX21 指示灯 L HY23

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第四章 梳棉机的PLC软件系统改造

近年来，随着科学技术的飞速发展，变频、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。

4.1 PLC选型

三菱FX2N系列PLC体积小、功能强、速度高、指令功能丰富、内部资源充足，可在PC机上编程，并可通过PC机对系统进行实时监控，为调试和维护提供了极大的方便。

由图可知PLC的外部输入信号共有24个，PLC向外部提供的信号共有24个，主机选用FX2N-48MR即可满足控制要求。

PLC内部的控制程序根据输入信号按顺序启动和关闭机器，程序有自锁、互锁、连动以及延时等功能，这些功能的有机组合使梳棉机实现了平稳的启动、刹车过程以及各种故障和工艺自停等。道夫的慢速启动时间和慢转快时间都可调。道夫的刹车时间设为很短。这样启动过程可以比较缓和，有利于减轻开车过程的突发性条干不匀，尤其是突发性细节，而道夫的停止时间短可以行效地保护道夫针布。

4.2 梯形图设计

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根据A186E型梳棉机的电气控制要求、逻辑关系，以及各运动部件间的联锁关系，工艺流程图如下：

图 3-2工艺流程图

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根据A186E型梳棉机的工艺流程图编制其梯形图

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4.3 指令表

表 4-1 指令表

1 2 3 4 5 6 7 8 9 LD M8000 OUT Y023 LDI X013 MC N0 M100 LD X000 OR Y000 ANI X001 OUT Y000 OUT Y012 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 OUT Y014 LD X006 OR Y003 OR Y004 MPS ANI Y004 OUT Y003 MPS ANI Y004 OUT Y003 MPP ANI X006 MC N1 M101 LD M1 OUT Y011 LD X014 OR X020 OR X021 10 LD X002 11 OR Y001 12 ANI X003 13 OUT Y001 14 OUT Y013 15 LD X004 16 OR Y002 17 ANI X005 18 OUT Y002 19

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结 束 语

这次我所做的论文完全是基于我们公司的纺织设备，在参与新机器的安装与调试的过程中，不但熟悉了新机器的安装步骤也清楚了其工作原理，为毕业论文的书写做了充分的准备。

这种新引进的棉纺机器是由日本生产的，其中包含了丰富的技术含量，所以是值得借鉴与学习的。可以看出以后技术发展的方向是自动化，机械化而非人力动力。

同时要指出的是每一台机器并不是孤立的，也不是没有关系的，而是每一台机器都是紧密相连，互相影响的，所以一旦有一台机器出现问题就要全方位的进行检查，这也许有些繁琐，但这是必需，这就要对机器之间的相互关系有一个充分清楚地认识。这是解决问题的关键所在。

在编写论文的过程中，通过回忆将所有机器连成整体进行思考也更加加深了我对机器的了解程度，知道如何生产处优质的产品和对机器进行必要的维护与保养。

这次毕业论文，我在其编写的过程中应该算是成功的，应为我学到了许多，也明白了许多，同时受到许多人的帮助感到了亲情与友情，这也许就是论文答辩的真谛所在吧。

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致 谢

在几个月的实习过后，我的毕业论文终于完成初稿，在这个过程中，我学到了许多知识，也巩固了以前的所学，其结果是受益良多的。

在论文的编写中，我得到了许多人的帮助，尤其是我的顾子明老师，在他的指引下我才能很快的定下论文题目，也是在他的引导下，我有步骤的，循序渐进的完成论文的每一部分，最终出稿，所以说，顾老师给了我莫大的帮助。在这里，我谢谢顾老师您，希望我的毕业论文能够顺利过关，不辜负你的期望与付出。

同时，我还要谢谢我的企业导师邱克能师傅，我的企业导师在我的论文编写中给了我很大的支持与帮助。他为人不但工作热情，而且我的毕业论文也给予了不少的帮忙，他给我提供我所需要的材料，在我遇到难题时能够以他的工作经验给我相应的指导。我的毕业论文能够顺利完成，邱师的傅功劳也是不容忽视的。

同时，同学之间的帮助也是很大的，论文中遇到的问题也得到了同学们的不少建议，所得这促使我的论文更加顺利完成。

总而言之，我要谢谢在我做论文中帮助过我的每一个人，没有你们的帮助，我想也不会有此篇的论文，他集聚了我们的努力与付出，因此望我的毕业论文顺利过关，回报师傅，老师的努力。

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参考资料

（1） 郁汉琪. 电气控制与可编程序控制器应地中用技术. 南京:东南大学出

社，2003

（2） 张深基. 纺织厂电气控制技术. 北京:中国纺织出版社，1997 （3） 陈志新等 《电气与PLC控制技术》 中国林业出版社

（4） 常斗南 李全力 《可编程控制器原理及其应用》电子工业出版社

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