《電氣控制與微機處理》課程設計之抓棉機PLC控制設計

1。控制要求

抓棉機主要作用是對纖維進行抓取和開松，使原料得以充分混合、梳理。A002C型抓棉機為環形抓棉機，由3臺電動機分別控制打手、小車和打手升降，其中打手電動機為單向旋轉，小車和打手升降電機均為雙向旋轉。其具體控制要求如下：

（1）開車。按下啟動按鈕，打手電動機開始工作，

當前級要棉時，小車正轉開始抓棉；小車每轉一週，打

手下降一段距離。

（2）停車。前級不需要棉時，小車停止；打手下降

到位時自停；按下停止按鈕，打手電動機停止工作。

（3）調整操作。小車可反轉點動；打手下降可點

動調整；打手上升單獨啟動，由停止按鈕控制。

（4）連鎖與保護。打手轉動後小車才可工作，打

手方可下降；打手升降有上下限位保護；還具有短路、

欠壓、失壓、過載保護。

2

。控制圖

圖1。抓綿機工作原理圖

此圖用cad繪製 繪製時間：2014。12。26  製作人：金沈法

控制電路的分析如圖1所示：

（1） 準備操作 合上QS1和QS2，HL1燈亮。

（2） M1打手電動機

按下SB2，HL2亮，KM1線圈得電，主觸點KM1閉合，M1電動機啟動，另外7區的KM1觸點閉合，實現自鎖，8區的KM1對M2電動機實現順序控制。 按下SB1，HL2滅，KM1線圈失電，觸點復位，電機停止。

（3） M2小車運轉電動機

正轉：在M1啟動後，閉合SA1，當前端棉箱需要棉花時，KA閉合，KM2線圈得電，小車正轉。當前端棉箱棉花滿的，KA（KA水銀開關）斷開，KM2線圈失電，小車停止。

KA水銀開關作用：檢測棉花的高度。 反轉：當前面比較高時，小車會空轉，這時需要反轉，首先要透過斷開SA1，停止正轉（KM2失電），然後按下SB3，KM3的電，電機反轉（點動），然後把前面鋪平，在閉合SA1，讓小車繼續正轉工作。

（4）  M3打手升降電動機

SQ3：打手下降啟動開關；SQ1：打手下降最低限位開關；

打手下降：在KM2的電情況下（只有小車正轉時打手才能下降），小車每轉一圈，閉合SQ3，KM4的電，M3正轉，打手下降，下降到最低位時，SQ1斷開，KM4失電，M3停止。（當打手離開棉包距離太大時，可以人為操作SB4，KM4的電，也能實現打手下降）。 SB4：為手動調節打手下降按鈕。

打手上升：按下SB6，KM5的電，M3電動機反轉，實現打手上升，上升到指定 極限高度時，SQ2斷開，KM5失電，M3停止，上升結束。也可以透過SB5控制結束。［2］  這樣用上標方括號標註文獻引用即可

3。動作原理

程式流程圖

抓棉機的PLC控制流程圖，根據設計要求控制流程圖如下

上電

復位停機

打手下降

小車正轉抓棉

打手電機轉動

小車停止

前級要棉

棉堆抓完

小車轉一圈圈

到位

結束

圖3。抓綿機plc程式流程圖

抓棉機通上電，按下打手啟動按鈕SB2，打手電機開始轉動，如果前端裝置需要棉，則水銀開關就閉合，小車開始正轉抓棉，否則小車停止。小車正轉抓棉轉過一圈，則打手下降，否則小車繼續正轉抓棉。打手下降到位，則棉堆抓完，否則就繼續下降抓棉。待棉堆抓完之後就復位停機。否則繼續小車正轉抓棉，直至棉堆抓完。［1］這樣用上標方括號標註文獻引用即可

I/O地址表

表1。  抓棉機PLC的輸入/輸出介面I/O地址表

6。  I/O接線圖

由此根據工藝流程確定系統共需18個點，11個輸入點，7個輸出點。據此，可以對輸入、輸出點作出地址分配，抓棉機系統的I/O接線圖如下：

圖4。抓綿機I/O接線圖

啟動電源，則電源指示燈Y5的電亮，按下啟動按鈕X2，打手電動機線圈Y0的電，打手電機開始轉動，打手工作指示燈Y6亮，前端裝置需要棉花，則水銀開關X7閉合，旋轉小車正轉開關X10，則小車正轉線圈Y1得電，小車開始正轉，小車正轉一週，一週行程X13得電，打手下降線圈Y3得電，打手下降，或是按下手動調節大手按鈕X4，打手下降線圈Y3得電，打手下降。如此反覆直至棉堆抓完。

按下反轉按鈕X3，則小車反轉線圈Y2得電，小車開始反轉，按下打手上升按鈕X6，打手上升線圈Y4得電，打手開始上升，上升碰到最高限位行程開關X12，打手停止，或是手動按下調節大手上升的按鈕X5，控制打手的工作。

7。梯形圖

根據程式流程圖設計的梯形圖如下

圖5。梯形圖

8。指令表

圖6。指令表

9。除錯執行結果分析

（1）下面是我在1月5號的實驗除錯結果截圖：

圖7。跟蹤除錯

圖8。跟蹤除錯

圖。實驗儀PLC 接線圖

（2）執行結果分析：

首先啟動電源，則電源指示燈Y5的電亮，按下啟動按鈕X2，電動機線圈Y0的電亮，電機開始轉動，工作指示燈Y6亮，前端需要棉花時，則水銀開關X7閉合，小車電機正轉開關X10，則小車正轉線圈Y1得電亮，小車開始正轉，小車正轉一週，一週行程X13得電，打手下降線圈Y3得電亮，按下手動調節大手按鈕X4，打手下降線圈Y3得電，打手下降。按下反轉按鈕X3，則小車反轉線圈Y2得電亮，小車開始反轉，按下打手上升按鈕X6，打手上升線圈Y4得電亮，打手開始上升，上升碰到最高限位行程開關X12，打手停止，或是手動按下調節大手上升的按鈕X5，控制打手的工作。從中看出實踐與理論是一致的。基本能實現該功能。

10。總結及改進

在這個學期有幸學習了電氣控制與可程式設計程控制技術（三菱），我學會怎麼看懂電氣原理圖以及分析、繪製動作原理圖，還學會怎麼用GX軟體編梯形圖、狀態轉移圖、指令表以及怎麼在（FX1N-40MR）實驗箱上執行除錯，這要感謝我們李老師的精心教導。在上課期間我都會認真聽李老師講課，偶爾也會注意力不集中，不過每節課我都到了，而且李老師佈置的作業也能及時完成。從這裡可以看出我的學習態度、出勤、作業還是不錯的。在實驗儀器上我覺得可以再增加天環THPLC-2可程式設計控制器（FX1N-40MR）實驗箱以及外接的裝置電機、燈泡等。

參考文獻

［1］周韋琴。 上海紡織科技［學位論文 D］。 南京電氣與電子工程學院，2011。

［2］ 劉增良，劉國亭．電氣工程 ［J］．機電工程技術，2009．

［3］廖常初．PLC程式設計及應用［M］．北京：機械工業出版社，2008．

［4］ 張鳳珊．電氣控制及可編程式控制器．2版 ［M］．北京： 中國輕工業出版社，2010．

［5］ 劉洪濤，黃海．PLC應用開發從基礎到實踐［J］．PLC控制技術，2012。

參考文獻3、4、5只要列出，就應該引用並標註。