A002C型抓棉机的控制系统为继电器——接触器控制，由于触点数多，线路复杂，电线老化，所以故障率高，操作人员维护和维修任务重，机械使用效率较低。用西门子S7—200系列PLC改造该设备控制系统，改造后克服了以上缺点，降低了设备故障率，提高了设备使用率，且便于实现整厂的生产自动化，节约了成本，效果很好。
1 抓棉机简介
抓棉机主要作用是对纤维进行抓取和开松，使原料得以充分混和、梳理。A002C型抓棉机为环形抓棉机，由3台电动机分别控制打手、小车和打手升降，其中打手电动机为单向旋转，小车和打手升降电机均为双向旋转。其具体控制要求如下。
(1)开车。按下启动按钮，打手电动机开始工作，当前级要棉时，小车正转开始抓棉；小车每转一周，打手下降一段距离。
(2)停车。前级不需要棉时，小车停止；打手下降到位时自停；按下停止按钮，打手电动机停止工作。
(3)调整操作。小车可反转点动；打手下降可点动调整；打手上升单独启动，由停止按钮控制。
(4)连锁与保护。打手转动后小车才可工作，打手方可下降；打手升降有上下限位保护；还具有短路、欠压、失压、过载保护。
2 PLC控制系统的设计
2.1 设计过程中应该注意的问题
应注意如下问题：(1)系统工作方式有手动和自动两种，手动控制主要用于机器的试车和检修，自动控制用于流水线工序，如混棉机发出要棉信号，抓棉机则开始工作；(2)打手电动机的转向与抓棉机运行的方向相反，便于棉包的开松和抓取；(3)抓棉机每转一圈，打手下降一段距离，一般为3～5mm，利于开松和混合；(4)一批棉包抓完后，打手停机，抓棉臂上升复位，等待重新放置新棉包。具体工艺流程如图1。
图1抓棉机工艺流程
2.2 PLC选型
根据工艺流程确定系统共需18个点，13个输入点，5个输出点，因此选用s7200的CPU226PLC。I／O接线如图2所示。
图2 I／O接线图
图中SAI为系统工作方式选择开关，SB1、SB2分别为系统启动、停止按钮，S01为前级要棉信号，SQ1-SQ3为行程开关的常开触点，SB3-SB7为点动按钮。为了保证在紧急情况下(包括PLC故障时)能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时按下SB按钮，使KM线圈得电并自锁，KM触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用紧急停车按钮sE来断开负载电源。
2.3 系统原理图设计
电气主回路如图3所示。
图3抓棉机控制系统主电路图
控制对象为3台电动机。KMl~KM5为接触器，FU1~FU3为熔断器；1M为打手电动机，2M为小车的电动机，3M为打手升降电动机，KH1、KH2为热继电器，KMl控制打手电动机，KM2和KM3控制小车的正反转，KM4和KM5控制打手的升降。
2.4 软件设计
在编制PLC程序时采用模块化的程序结构，系统设置连续、点动2种工作方式的控制，以满足自动及手动运行的控制要求。系统主程序梯形图如图4所示，手动操作程序梯形图如图5所示。限于篇幅，自动控制的程序略去。由于子程序采用定时器，而子程序返回时，定时器是不复位的，所以再次调用执行子程序时会出现问题。为了解决这个问题，在主程序中对定时器复位。
图4主程序
图5手动程序
3 结语
PLC的控制系统方案在抓棉机上的应用提高了单机的机电一体化水平，为整个纺织厂的生产自动化提供了基础，更重要的是提高了棉纺全流程运行的稳定性、可靠性。对国产A002C型抓棉机的改造实践证明，该机所采用的控制系统完全可以应用于其他国产传统纺织设备的改造，具有一定的推广价值
(审核编辑: Doris)
