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1、引言
近年来可编程序控制器(PLC)以及变频调速技术日益发展，性能价格比日益tigao，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。为满足温度、速度、liuliang等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。
通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节或电位器调节方式，但是，在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述两种方式则不能满足生产控制要求，因此，我们须利用PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，从而保证产品的合格率。
2、变频器简介
交流电动机的转速n公式为：
式中: f—频率;
p—极对数;
s—转差率(0～3%或0～6%)。
由转速公式可见，改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调(恒功率调速)，也可以从基频向下调(恒转距调速)。因此变频调速方式，比改变极对数p和转差率s两个参数简单得多。同时还具有很好的性价比、操作方便、机械特性较硬、静差率小、转速稳定性好、调速范围广等优点，因此变频调速方式拥有广阔的发展前景。
3、PLC模拟量控制在变频调速的应用
PLC包括许多的特殊功能模块，而模拟量模块则是其中的一种。它包括数模转换模块和模数转换模块。例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量(电压或电流)输出，这种转换具有较高的精度。
在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造时，常常会需要对电机的速度进行控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是一个经济而又简便的方法。
下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。同时选择FX2N-2DA模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。如图1所示，控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。、
图1 对变频器进行速度控制的信号输出
图2为变频器的控制及动力部分，这里的变频器采用三菱S540型，PLC的模拟量速度控制信号由变频器的端子2、5输入。
图2 变频器的控制及动力部分接线图
3.1 系统中PLC模拟量控制变频调速需要解决的主要问题
（1）模拟量模块输出信号的选择
通过对模拟量模块连接端子的选择，可以得到两种信号，0~10V或0~5V电压信号以及4~20mA电流信号。这里我们选择0~5V的电压信号进行控制。
（2）模拟量模块的增益及偏置调节
模块的增益可设定为任意值。然而，如果要得到大12位的分辨率可使用0~4000。如图3，我们采用0~4000的数字量对应0~5V的电压输出。当然，我们可对模块进行偏置调节，例如数字量0~4000对应4~20mA时。
图3 模块的增益设定
（3）模拟量模块与PLC的通讯
对于与FX2N系列PLC的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制，数字控制量写入FX2N-2DA等等。而重要的则是对缓冲存储器(BFM)的设置。通过对该模块的认识，BFM的定义如附表。
附表 BFM的定义
从附表中可以看出起作用的仅仅是BFM的#16、#17，而在程序中所需要做的则是根据实际需要给予BFM中的#16和#17赋予合适的值。其中：
#16为输出数据当前值。
#17:b0:1改变成0时，通道2的D/A转换开始。
b1:1改变成0时，通道1的D/A转换开始。
（4）控制系统编程
对于上例控制系统的编写程序如图4所示。
图4 控制系统编程
在程序中：
1) 当M67、M68常闭触点以及Y002常开触点闭合时，通道1数字到模拟的转换开始执行;当M62、M557常闭触点以及Y003常开触点闭合时，通道2数字到模拟的转换开始执行。
2) 通道1
将保存个数字速度信号的D998赋予辅助继电器(M400~M415);
将数字速度信号的低8位(M400~M407)赋予BFM的16#;
使BFM#17的b2=1;
使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据;
将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#;
使BFM#17的b1=1;
使BFM#17的b1由1→0，执行通道1的速度信号D/A转换。
3) 通道2
将保存第二个数字速度信号的D988赋予辅助继电器(M300~M315);
将数字速度信号的低8位(M300~M307)赋予BFM的16#;
使BFM#17的b2=1;
使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据;
将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#;
使BFM#17的b0=1;
使BFM#17的b0由1→0，执行通道2的速度信号D/A转换。
4) 程序中的K0为该数模转换模块的位置地址，在本控制系统中只用了一块模块，因此为K0，假如由于工艺要求控制系统还要再增加一块模块，则新增模块在编程时只要将K0改为K1即可。
（5）变频器主要参数的设置
根据控制要求，设置变频器的运行模式为外部运行模式，运行频率为外部运行频率设定方式，Pr.79=2;模拟频率输入电压信号为0~5V，所以，Pr.73=0;其余参数根据电机功率、额定电压、负载等情况进行设定。
3.2 注意事项
(1) FX2N-2DA采用电压输出时，应将IOUT与COM短路;
(2) 速度控制信号应选用屏蔽线，配线安装时应与动力线分开。
4、结束语
上述控制在实际使用过程中运行良好，很好的将PLC易于编程与变频器结合起来，当然不同的可编程序控制器的编程和硬件配置方法也不同，比如罗克韦尔PLC在增加D/A模块时，只要在编程环境下的硬件配置中添加该模块即可。充分利用PLC模拟量输出功能可以控制变频器从而控制设备的速度，满足生产的需要。
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，如日本津田驹工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管理功能，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
断经后重新开车准备
(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tigao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TD220中文文本界面，参见图9。
图9 系统硬件
(2) I/O具体分配
(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
TD200中文人机界面是台达公司配置TD220。中文信息使操作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)、生产管理数据(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作人员带来极大的方便。
4.4 数据保存功能
设定的工艺参数和生产管理数据有长期保存功能。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，这对企业的管理有很大的好处。
4.5 选纬功能
软件实现电子选色替代传统的纹板选色，使可操作性大大tigao。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
停车位置准确，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 操作方便
即有正常启，制动功能，已有实现某些特殊操作，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，操作方便，接口简洁，稳定可靠，成本低廉等优点，是传统控制系统的佳替代产品，并可供应用其它PLC控制系统时参考。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。
