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PLC、触摸屏和变频器综合应用项目3.3JWF1124型清棉机控制系统设计与调试3.1.1JWF1124型清棉机3.1.2PLC硬件设计3.1.3PLC软件设计3.1.4PLC程序调试3.1.1JWF1124型清棉机1.清棉机的作用和结构清棉机的作用是对经初步开松、混合后的棉纤维进行精细开松和除杂，被加工后的棉纤维在输棉风机的抽吸作用下送入下一机台。JWF1124型清棉机的结构如图所示。JWF1124清棉机的结构图1JWF1124清棉机的结构图22.清棉机的电气特点（1）JWF1124型清棉机的电气控制系统由PLC、触摸屏和变频器组成，控制功能强，操作灵活。（2）工艺参数可以在操作屏幕上方便地进行修改和设定。例如，可以通过设定打手电动机的频率来确定打手的转速，还可以设定打手转速防轧值。（3）外部有【总开】、【总停】和【紧急停车】按钮。触摸屏操作界面上有打手测试、给棉开、给棉停、给棉点动等按钮，例如，当设备因故障噎车时，按触摸屏界面中的给棉反转按钮，给棉罗拉低速反转，可将噎在给棉罗拉与打手之间的棉花倒出来。（4）打手电动机受变频器的控制，可以根据不同原料的生产工艺设置打手的转速。当打手因缠棉转速下降时，可自动停车保护打手电动机，避免摩擦引起火灾。（5）给棉电动机受变频器的控制，当前级机台要棉量增大时，给棉电动机转速升高；当前级机台要棉量减小时，给棉电动机转速降低，使输棉管道里的棉流保持均匀。3.1.2PLC硬件设计1.主电路JWF1124清棉机主电路2.PLC控制电路PLC基本单元的型号为CPU226，工作电压为AC220V，输出类型为继电器。1）PLC输入电路JWF1124清棉机PLC输入电路输入端子定义号与功能定义号功能I0.0打手速度检测（传感器B01、直流2线接近开关）I0.2打手主电路跳闸检测（断路器QF2的常闭触点）I0.3给棉主电路跳闸检测（断路器QF3的常闭触点）I0.4打手变频器故障检测（变频器A1故障输出端）I0.5给棉变频器故障检测（变频器A2故障输出端）I0.6门限保护（行程开关SQ1的常闭触点）I0.7棉层超厚（行程开关SQ2、SQ3的常闭触点）I1.0输棉管道压力检测（气压开关B1）I1.1滤尘管道压力检测（气压开关B2）I1.5紧急停车（按钮SB01的常闭触点）I1.6总开（按钮SB02的常开触点）I1.7总停（按钮SB03的常开触点）I2.0联锁前方机台要棉2）．PLC输出电路JWF1124清棉机PLC输出电路输出端子定义号与功能定义号功能Q0.1打手接触器（KM2）Q0.2给棉正转接触器（KM31）Q0.3给棉反转接触器（KM32）Q0.4给棉点动接触器（KM33）Q0.5联锁接触器（KM5）3）模拟量扩展单元模拟量扩展单元电路模拟量扩展单元定义号与功能定义号功能L+、MDC24V电源A+、A−模拟量输入端，接前方机台的模拟量输出端。在本机中未使用M0、V0模拟电压输出端，接打手变频器的模拟量输入端PLC程序3.1.3PLC软件设计PLC程序（续）PLC程序（续）PLC程序（续）设备安装完毕后，第一次开机前需在显示屏上设定打手转速值。PLC运行时，程序网络5中常数2传送到显示界面字寄存器VW2900，触摸屏显示界面B2。按B2界面中【打手速度设定】按钮，输入打手电动机转速相应的频率值，该值存储于字寄存器VW2500。程序网络38中（32000/50）×（VW2500）的运算结果存储于VW3000，（VW3000）传送到模拟量输出模块的第一个通道，模拟电压量AQW0输出0～10V电压，直接驱动打手变频器，使打手电动机按设定的频率变速运转。1．打手转速设定在B2界面，按【打手防轧设定】按钮，输入打手电动机的转速防轧值，该值存储于字寄存器VW2400。2．打手转速防轧设定3.1.4PLC程序调试在B3界面，按【给棉正转】按钮，M12.1闭合，程序网络29中Q0.2通电，接触器KM31通电，给棉电动机正向运转。按【给棉反转】按钮，M12.2闭合，程序网络35中Q0.3通电，接触器KM32通电，给棉电动机反转。按【给棉点动】按钮，M12.3闭合，程序网络29中Q0.2通电，程序网络36中Q0.4通电，接触器KM31、KM32同时通电，给棉电动机点动。按B3界面中【返回】按钮，M15.7闭合，程序网络6中常数2传送到显示界面字寄存器VW2900，返回触摸屏显示界面B2。3．打手测试在B2界面，按【试车操作】按钮，M15.6闭合，显示界面B3（程序网络4）。在B3界面中，按【打手测试】按钮，M12.0闭合，Q0.1通电，接触器KM2通电，打手电动机运转，松开按钮，电动机停转（程序网络24）。4．给棉正转、反转与点动5.打手转速的计数与显示程序接近开关与打手旋转信号盘的工作原理如图所示。打手旋转一周，接近开关输出6个脉冲信号，由于计时周期为2s，所以打手转速为HSC0×30/6=5HSC0（r/min）。打手转速的计数由高速计数器HSC0完成，程序自动分配I0.0为计数脉冲输入端。在程序网络19中，控制数据16#EC送入SMB37，HSC0设定为工作模式0，初始值0送入SMD38，预置值常数5000送入SMD42，启动高速计数器。接近开关与打手旋转信号盘的工作原理图6.打手防轧程序打手的转速防轧设定值存储于字寄存器VW2400，实际转速值存储于字寄存器VW2600，当打手启动过程结束后，定时器T58延时时间（100s）到，程序网络26中M13.1通电自锁，进入总开状态。在程序网络27中，M13.1触点闭合。如果此时（VW2400）（VW2600），说明打手转速低于设定值，位存储器M11.2通电，故障位置1，全机停车。7.故障控制字、故障显示与保护程序程序网络9～网络18、网络27为故障设置位。例如，当车身门打开时，SQ1闭合，输入端I0.6通电，在程序网络13中，M10.4通电置1；当棉层超厚时，输入端I0.7断开，在程序网络14中，M10.5通电置1。MW10为故障控制字，由字节MB10和MB11构成，字节与位元件关系如下。MB10（位元件M10.0、M10.1、M10.2、M10.3、M10.4、M10.5、M10.6、M10.7）。MB11（位元件M11.0、、M11.1、M11.2、M11.3、M11.4、M11.5、M11.6、M11.7）。在无故障状态时，（MW10）=0；在故障状态时，（MW10）≠0。当出现故障时，在触摸屏B4界面会显示故障内容和故障状态。在程序网络23中，在无故障状态时，打手正常启动；出现故障时，全机停车。但出现管道压力故障和滤尘压力故障时，打手仍保持运行状态，但给棉电动机停车。管道压力故障：MW10=16384（即M10.6位置1，其余各位置0）。滤尘压力故障：MW10=−32768（即M10.7位置1，其余各位置0）。8.开机操作1）打手启动按下【总开】按钮SB02，输入端I1.6通电，在程序网络23中，位存储器M13.0通电自锁。在程序网络24中，输出端Q0.1通电，接触器KM2通电，打手变频器A1获正转信号，打手电动机启动。2）给棉启动在程序网络25中，定时器T59延时20s后动作。在程序网络28中，位存储器M13.2通电自锁。按下触摸屏界面B2中【给棉开】按钮，M17.0闭合。在程序网络31中，M17.2置位，M17.3复位。在程序网络29中，输出端Q0.2通电，接触器KM31通电，给棉变频器A2获正转信号，给棉电动机正转启动。3）停车在运行状态下，按下【总停】按钮SB03，在程序网络23中，I1.7分断，M13.0断电解除自锁，全机停车。