PLC技术在细纱车间的同步电机控制装置中的应用

冯耀辉 张超 李奎 金文祺 金龙 李清

【摘  要】为了减少工人们的操作烦琐度和降低操作过程的危险性，同时使电机更加的节能且不会过度地损伤电机，论文基于节能设备的设计与制作，分析节能设备的操作界面。通过控制软件进行界面的设计，通过三菱PLC、单相电机、云屏来实现节能设备的要求，使得在纺纱的过程中更加高效，从而体现节能电机的优势以及增加电机的使用寿命。

【Abstract】In order to reduce the operation complexity of workers and reduce the risk of operation process， and at the same time make the motor more energy-saving and do not damage the motor excessively， this paper analyzes the operation interface of energy-saving equipment based on the design and production of energy-saving equipment. The interface is designed by means of control software. Through Mitsubishi PLC， single-phase motor， cloud screen to realize the requirements of energy-saving equipment， so that the spinning process more efficient， so as to reflect the advantages of energy-saving motor and increase the service life of the motor.

【关键词】三菱PLC;永磁电机;云屏;节能;高效率

【Keywords】Mitsubishi PLC; permanent magnet motor; cloud screen; energy-saving; high efficiency

【中图分类号】TS103.2                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）12-0179-02

1 引言

随着当前科学技术的发展，能源紧缺问题日益严重，各行各业都应投入节能减排的行列中来。以纺织行业的细纱车间设备工作过程为例，目前绝大部分的细纱车间采用的仍然是传统控制方式的电机作为车间的动力装置，这种控制方式不仅造成能源的浪费，而且在使用过程中对电机的使用寿命也会造成影响，因此急需采用一种新的控制方式控制细纱车间的电机，保证电机的稳定运行。基于此，设计一种通过PLC技术自动控制电机的变速运动的装置，实现电机转速的优化，该装置不仅达到节能减排的效果，而且能够实现生产工序的简化，从而提高生产效率。

2 功能介绍

2.1 流程图

如图1所示为一种基于PLC技术的细纱车间的同步电机控制流程。

2.2 系统设计

2.2.1 PLC软件设计

图2是部分PLC程序图。在电路的控制部分，采用PLC的步进程序完成对电路的供电的基础要求，采用继电器对电路进行保护及控制。在实际控制要求中，要求电机先低速启动，待工人将断头的纱接好后，再高速运行，因此需采用变频控制。采用PLC对变频器的工作过程进行控制，在控制过程中通过调节变频器的频率，从而实现对电机的变速运作控制。部分PLC程序图如图2所示。

2.2.2 输入输出点分配

“细纱车间的同步电机控制装置”三菱FX2N系列PLC控制I/O口分配如表1所示。

2.3 系统硬件选取

如图3所示为细纱车间的同步电机控制装置实物图。

在系统硬件的选取中，使用云屏替换原有复杂的计算机人机界面系统。在使用上，云屏的操作简便，体积小容易安装放置，线路也只需要电源线和通讯线，大大简化了人机交互系统，并且相比原来的“触摸屏”有独立的APP可以连网实现远程的操作与管理，并且可以并入手机、电脑等互联网设备，更是大大提高了其便捷性，实现其科技型。

整个系统还装有“监控系统”，其安装简单，画面清晰，可以对整个细纱纺织系统进行监控，操作简单只需要使用手机或者电脑等设备下载其固定的APP与其配对，就可对整个监控系统的画面进行实时的监控。

如图4所示为“一种细纱车间的同步电机控制装置”的个硬件连接原理图，从图中可以看出，采用了恒星变频器、接触器、继电器、24V稳压电源、三菱PLC-FX3U-48MR等电器元件。首先，采用PLC的步进程序完成对电路的供电的基础要求，同时对变频器的工作过程进行控制，然后在此过程控制变频器的频率转换来相继控制电机的变速运作，最后用继电器对电路进行保护及控制并在电路中用变频器的變速功能来完成对永磁电机的转速变换。

3 总结

3.1 核心价值及功能

“一种细纱车间的同步电机控制装置”性能稳定，易于操纵，能在调节变速方面实现智能化，加快纺织企业接换线时的智能化进程，减少人工操作;提高机器的检修效率，提高纺织产业的经济效益和减少了劳动力;预防损伤，可通过监控机器人经常性地对装置进行检测，发现问题并及时解决;解决因环境影响而不能正常运维的问题，能够长时间地工作。产品通过智能化技术为大型或其他型纺织及相关运维企业获得更多的经济效益。

3.2 实现指标及价值

该设备是对纺织工业电机运作变速的随意调节，尽可能地用自动化来完成整个纺织工序，并自此期间更加节约功能消耗以及改善工人的工作环境。

4 结语

整个系统对于现在的细纱制造业有良好的促进作用，能够作为完善自动化的细纱制造系统，能够更加完善整个制造细纱过程的部分瑕疵，使细纱的制造更稳定、更迅速、更简单。

这个装置实现了智能化，节省电力，提高了检修的效率，能进一步提高企业的经济效益。

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