染色机温度自动控制系统中PLC技术的应用研究.pdf

圃固四嗟团哩 仿真 ， 埕旅 I C AD I C AMI C AE I C AP P 染色 机温度自 动控制系 统中P L C 技 术的 应用研究 颜跃辉 邵阳纺织机械责任有限公司， 湖南 邵阳 4 2 2 0 0 0 摘要通过对染色机温度自动控制系统中 P L C的应用研究 ，介绍了染色过程需要的温度进行严格控制的原因， 对 P L C技术进行了概述， 同时也列出了基于 P L C的染色机温度控制系统的优点， { 及 P L C对温度的控制过程。 关键词 染色机 温度；自动控制 P L C 中图分类号 T K 3 2 3 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 2 2 3 3 3 2 0 1 4 0 1 0 1 0 0 “ 0 2 0引 言 染色 1 - 艺 在我 闻有着悠 久的历史 ，染色_T艺 对布 料的色彩和外 观起着 决定性 的作用 ，传统 的染 色] 艺 是 锆人_ lI 完成 的 ， 在现代化的进程中随着机器 的应 用 ， 染色 l 艺南机器所替代 ， 在染色T艺 中， 影 响染 色质量 的 素有很多 ， 丰 要冈素有染色剂浓度 、 温度 、 时间 、 助 剂以及胚布的染前处 理等 ，其 中对温度 的控制 是一个 十分重要 和复杂的过程 。 ． 自动化染色机的温度控制 ，是由工人手动通过温 度 汁测量染色时的大概温度 ， 然后进行加温和冷却控制 ， 此会产生很大的误差 ， 染色的效果非常差 ， 严重影响 了 染色的质量。如果染色机能够根据不同产品的温度 曲线 来榨制产品的染色的过程， 就会减少染色误差 ， 提高染色 效 果和质量 。而基于 P L C的染色机温度控制系统就能通 过温度曲线来精确控制染色过程的温度。 1 染色机温度控制机理 通常染色的温度越高 ， 染色剂扩 散越快 ， 纤维 染色 就越快 ； 同时因温度 的升高 ， 纤维膨化而使 内部空 隙增 大 、 增多 ， 也便于染料的扩散 ， 加快染色速度 。但是如果 染色时温度过 高 ， 就会使纤维 内部空隙过大 ， 染料 在扩 散进纤维内部空隙 r 9 m l 候会 因为空隙过 大， 而无法使染 料保存在纤维中， 这样就会影响染色的效果 。温度过高 还会加快染 色的速率 ． 产生染色不均 的现象。 因此 ， 染色 时温度是非常重要 的 ， 合理 控制染色温度 ， 有利 于提高 染色的质 2 P L C的定义与特点 P I C的 全称 为 可编 程 逻 辑 控制 器 P r o g r a m m a b l e L o g i c C o n t r o 1 ] e r ， P I ． C ， 是一种以计算机为基础而开发的 自动控制装 置 ， 把计算机技术 、 自动控制技术 、 通信技术 结合 一起 ， 实现对机械或工艺生产过程的 自动化控制。 l 介绍的足 自动化染色机工作系统的流程 图。 P L C足一个 以微处理器 为核心 的数字运算操作的电 子系统装置， 它采用的是可编程序的存储器， 可以在其存 储器 『人 j 部执行逻辑 运算 、 顺序控制 、 定时 、 计数和算术运 算等指令的操作 ， 然后通过数字式或模拟式的输入 、 输 1 0 0 j机械工程师 2 0 1 4 年第1 期 接 口， 发 出各 种指令信号 ， 控 制 各 种 机 械 或 生 产 过 程 来 完 成 指 定 的 任 务 。 P L C 是 微 机 技 术 与传 统 的继 电 接 触 控 制 技 术 相 结合 的产物 ， 解 决 了 传 统 继 电器 控 制 系 统 中 接 线 复杂 、 可靠性 低 、功耗高 、 通 用 性 和 灵 活 性 差 等 一 系列缺点 ， 充 分 利 用 了微 处 理 器 的 优 点 ， 同时 又充 分考虑到现场操作 人员 的技术水平 ，其 中特 别简化 了 P L C的程序编制过程 ，操作人员不需要专门的计算机编 程语言知识 ， 就能对 P L C进行正常操作。 3 P L C 发展情况 l 9 6 0 年代末 ， 美闻公司生产出世界 第一台可编程 控制器并成功应用于实际生产 ， P L C的发 展已经历绎 r 4 0 多年。 早期出现的 P L C只是继电器控制装置的一种替 代品， 南于当时的技术水平有限 ， P I C只具有最基本 的逻 辑控制、 定时以及计数功能， 只能应用于单一的生产过程 控制。随着科学技术的不断发展 ， 微处理器技术 、 超大规 模集成电路技术都相继在 P L C中得到应用， P L C的功能 越来越强大 ， 特别是 2 0 世纪末 P L C诞生了各种各样的特 殊功能单元 ， 出现了各种人机界而单元 、 通行单 元 ， 使得 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m P 1 c住各种 }殳 衍中的成用 加简单 ， 配套 更加容易。 就整 体 不论是 P L C的硬件还是软件都在不断地 向标准化 力‘ r u J 发展 4 基于 P L C的染色机温控系统 中的优势 随 着现 代 电子技 术的 不断 发展 ， P L c已经 原来 简单的逻辑请控 制逐 步圳有 了计算 机控制功 能 ，在现 代 I ． 、 尘， 中得 到广泛的应用 。同时还拥有 高抗 干扰 性 、 可靠性强 、 体积 小 、 编 程方便 、 网络功 能强 大 、 易维 修等优点 ， 1 可实时 新 ． ． P l JC系统之Ih J 、 P L C与计算机之间 以及 P L C与其他智能设备间都可以实现相互通信 ，相互 交换彼此系统之间的卡 H 关信息 。P L C系统也可以 与通用 汁算机之间连接行成网络．来实现信息的交换和实时更 新 ． 满足1 - 厂 r 1 动化系统发展的需 要。 2 可靠性高 P I c中所有的输入／ 输 信号均采用光 电隔 离，使 业现场的外电路 控制器内部 电路 之间丰 H 隔离 ，互不 } 扰 一P I C的各模块都采用完整的屏蔽措 施 ， 以防止噪声和粉尘的干扰 系统 [ f 】 采用的各元器件都 婴经过严卡 } } 的筛选和检验。 染色机 f 作的环境比较恶劣， 窬易影响电子 没备的 常运转 。I I |c系统 的高可靠性保 } “ i J 。 能存陔环境 下正常运行 I ， I C系统还 具有 良好 的 F 1 我诊断功能 ， 一日 ． 电源 、 其他软件或硬件 发生异常 ， 系 统就会发⋯警报 ， 同时 系统 自身也会 即采取有效措施 ， 防J 卜 敞障扩大 3 系统配置简 单灵活 。P L C产品种类繁多 ， 规模可 分人 、 中、 小等也 可以根据 自动控制的一 r 程所要实现 的 助能不同， 米进行不同的配置 。 在满足控制 l l 程需要前提 下， 输入／ 输H { 端可以进行灵活组合。 4 适应不同的生产环境。 适应高温 、 振动 、 冲击和粉 尘等恶劣环境 以及电磁干扰环境。不会因为 T 作环境 的 改变而影响系统的一 T 作状况 ． ． 另外 为了方便人员对控制 器进行操作 ， 它还有多种人机对话 的接 口模块 ， 通过人机 埘 ， 可直接对系统进行控制 。 5 控制器采用模块化结构设计。 为了适应各种T业 控制需求 ， 除 r 元式的小型控制器 以外 ， 绝大多数控制 器均 采用模块 化结构 没 ‘ 控制 器的各 个部 件 ，包括 C P l l 、 电源 、 输入／ 输 j l I 端等均采用模块化 没计 ， 这些单独 的模块都可以通过机架和电缆连接起来形成一个完整的 控制器 ， n f 以 据需要F 1 行组合控制器。 6 安装简 ， 维修万便。 使用时非常方便 ， 只需将各 币 1 t J J l I r 没衙 卜 j C相应的输入／ j j i i l叶 I 端相连接 ， 就可以实 现 I l J C x ,J - D ,l 过程的 自动化控制。各个模块 卜 都有运行 情况和故障指， J 装置，方便操作人员了解运-i 情 况和查 找故障发生位髓和原凶 为 P L C系统采用的是模块化 结{ { J ． 所以一 H ． 某模块发生故障 ， 町以单独的把发生故障 的模块更换掉 ， 使系统迅速恢复运i 。 7 价格优势 现 P L C设备已经趋于成熟 ， 有的厂 家共至有 自 的制造标准 ，使 l L C设备制造变得简单 r， 造价低 、 性价比高。 仿真 ， 建援 I C AD I CA MI CA E I CA P P 圃固四匣团哩 5 P LC技术在染色机温度控制系统中的应用 染色机染色过程 中对 度的要求 常严格 ，如果温 度达不到要求 ， 就会严重影响染色的质 然 I 人 I 本不 町能准确地控制温度要求 ，所以就需 一种控制 系 统能快速 、 准确地控制温度达到染色的嘤求 图 2 所 示为 P L C自动拄制 系统 I I J F 1 动 ti 0 的流 图。通过这一控制系统 可以 J } 常 能的实现染色机温度 的 自动控制 一 P I C系统 中的温 度控制 模块 能快 速 、 准确 地 改变 温度 。 P L C的温 度控制 模块选 用铜 电阻作 为温 度传感 器 ， 这 种传 感 器在 温度 低 于 2 0 0 o c 时 对温 度 的改 变特 别敏 感 。温度 控 制模块 可 以输 入 没定 好 的温度值 ， 米 控 制生 产过 程 中 所需 的温 度 它通 过 传感 器来 获取 染 色机 中的温 度情 况 ，然后 把 泓度 信 号传 人温 度控 制 系统 中 ，r h系统 根据 温 度 曲线 米识 别 判断 陔时 划 染 色机 中需 要 仆 么样 的温 度 ，然 后 系统把 确 定 的 度控 制 信号 输 { 到 功牢 扩 展板 卜，通 过控 t l r 闸管 通断 的 时 间 比例 来 改 变加 热器 的 J J I 1 热 功 率 ，达 到控 制温 度 的 目的 6 结语 P L C在染色机 自动控制 系统 中的心用使得染色变-t 导 更加 简便 、 易控制 ， 应用这个系统进行染色只需 婴特定 产 品染 色的温度 罔，把这张温度图的牛 } 1 关温度信息输 入计 算机 ， 就可以对该产品进行高精度的染色加 r P I C系统 为操作人员设计 J ， 良好 的人机 对话功能 ． 可以 自动选择染色类型和染色晶种 ，极大地简化 r 操作 人员对 系统的可操作性 。 系统还具有高度的开放 ， 提高 了染 色机的 自动化程度 ， 同时也提高 J 产 的染色质 ， 带来 了大量 的经济效益 ， ． [ 参考文献 ] 1 ] 罗 为平 ． ⋯刖． 染 色机温度的 I b - 线性控 制I ．1 J ． 纺 l 报 ． 2 0 0 2 ， 2 3 2 】 1 9 1 2 0 ． [ 2 j 赵 I 尔， 辛宏， F 冗， 等． I 】 1 C 温度控制系统t I t i J ,； Z J l 1 I J - _ f 逆 仪表学报 ． 2 0 01 ． 2 2 S 1 4 6 9 4 7 1 ． [ 3 J 任胜杰． 电气控制与 P I C系统【 M ] 一 E 康 机械 【 业 I J } } ， 2 0 1 3 ． 编辑 吴 天 作者简介 颜跃辉 1 9 7 l 一 ， 男， 主要从事机械纺织方面的工作 收稿 日期 2 0 1 3 1 0 一l 8 机械工程师 2 0 1 4 年第1 期 1 01 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m