隨著可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC：ProgrammablelogicController）的從無(wú)到有,，功能從弱到強(qiáng),，應(yīng)用領(lǐng)域從小到大,，其已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備,，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,。

　　1.1 PLC應(yīng)用的必要性

　　棉花異纖清除機(jī)作為一種在線清除棉花中異纖的設(shè)備,，其主要作用是代替人工挑揀棉花中所含的各類異纖,，從而保證紗線的質(zhì)量,。棉花異纖清除機(jī)作為一種生產(chǎn)質(zhì)量控制設(shè)備,，其運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的可操作性是首要要求。第一,，一旦設(shè)備運(yùn)行不正常不僅會(huì)影響產(chǎn)量,，還會(huì)造成紗線質(zhì)量下降，因此,，設(shè)備的控制單元必須選用可靠性高的器件,。第二，設(shè)備自身的操作方法以及與生產(chǎn)線其他設(shè)備的級(jí)聯(lián)控制方式,，需要適應(yīng)紡織廠工人的操作習(xí)慣,，盡可能做到一鍵式啟動(dòng)、停止,?；谝陨闲枨螅藁ó惱w清除機(jī)采用PLC作為邏輯控制單元能夠很好的滿足設(shè)備的設(shè)計(jì)要求,。

　　1.2 NA200系列PLC的特點(diǎn)

　　作為小型一體化PLC 產(chǎn)品,，NA200PLC包括一個(gè)單獨(dú)的CPU模塊，以及各種可供選擇的功能擴(kuò)展模塊,，無(wú)論是獨(dú)立運(yùn)行,，還是相互連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，均可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大而復(fù)雜的控制功能,。該系列PLC具有以下特點(diǎn)：①可靠性高,，抗干擾能力強(qiáng),，適合各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用。②配套齊全,，功能完善,，適用性強(qiáng)。CPU本體具有多種I/O規(guī)格可以選用,，還具備高速計(jì)數(shù),、定時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)RS232和RS485接口,。多種擴(kuò)展模塊可供選擇,。③支持梯形圖（LD）、指令列表（IL）,、功能塊圖（FBD）,、順序流程圖（SFC）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種語(yǔ)言編程，易學(xué)易用,。④標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTV通訊協(xié)議,，可以很方便的與計(jì)算機(jī)組成控制網(wǎng)絡(luò)。⑤輸入輸出端口分組設(shè)計(jì),，可以適應(yīng)不同電氣性能的使用,。⑥安裝方便，支持平面安裝和DIN導(dǎo)軌安裝,。⑦體積小,，重量輕，能耗低,。⑧高性價(jià)比,，在棉花異纖清除機(jī)中使用，既可以滿足設(shè)備的需求,，又能夠降低設(shè)計(jì)成本,。

　　2、設(shè)備概況及系統(tǒng)組成

　　棉花異纖清除機(jī)是一種能在線檢測(cè)并剔除棉花中有害雜質(zhì)的集機(jī),、光,、電、氣于一體的自動(dòng)化電子設(shè)備,，可無(wú)縫接入到前紡工序中,。設(shè)備主要包括前級(jí)輸棉風(fēng)機(jī)、打手電機(jī),、羅拉電機(jī),、吸廢棉風(fēng)機(jī)、光源系統(tǒng)、高速相機(jī),、大規(guī)模集成處理板卡,、工控機(jī)和高速氣閥等，各部分負(fù)載類型不同,，所需電壓不同,，對(duì)電源穩(wěn)定程度的要求也不同；其啟動(dòng)流程為：首先啟動(dòng)工控機(jī),，20秒后啟動(dòng)光源系統(tǒng),，工控機(jī)啟動(dòng)完成后啟動(dòng)吸廢棉風(fēng)機(jī)，然后啟動(dòng)打手電機(jī),，待打手轉(zhuǎn)速正常后,，啟動(dòng)羅拉電機(jī)，啟動(dòng)前級(jí)輸棉風(fēng)機(jī),，最后啟動(dòng)相機(jī),、板卡，最后設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),。另外,，設(shè)備安裝與紡織廠的生產(chǎn)線中,，采用統(tǒng)一的供電線路和控制中心,，來(lái)進(jìn)行整條生產(chǎn)線的啟動(dòng)及故障報(bào)警等。生產(chǎn)線啟動(dòng)時(shí),，首先啟動(dòng)濾塵系統(tǒng),，然后啟動(dòng)后級(jí)梳棉設(shè)備，接著啟動(dòng)異纖清除機(jī),，最后啟動(dòng)前級(jí)開(kāi)棉機(jī),，整條生產(chǎn)線開(kāi)始過(guò)棉生產(chǎn)。

　　基于以上工藝設(shè)計(jì)要求,，系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行啟停邏輯控制,。系統(tǒng)組成由南大奧拓CPU201-4002的PLC、中間繼電器,、工控機(jī),、RS232通訊電纜和異纖清除機(jī)的輸入輸出開(kāi)關(guān)等構(gòu)成，其中PLC主要負(fù)責(zé)接收生產(chǎn)線開(kāi)啟信號(hào),，對(duì)棉花異纖清除機(jī)進(jìn)行電氣邏輯控制,，同時(shí)完成光源壽命計(jì)時(shí)統(tǒng)計(jì)、打手電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量以及與工控機(jī)進(jìn)行Modbus RTV通訊,。系統(tǒng)硬件組成如圖1所示：

　　圖1 系統(tǒng)組成

　　3,、軟件功能設(shè)計(jì)

　　3.1硬件配置及端口設(shè)定

　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，根據(jù)其復(fù)雜程度，從經(jīng)濟(jì)性,、可靠性等方面考慮,，選擇NA-200PLC作為棉花異纖清除機(jī)控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。PLC采用220V交流供電,，本體具有24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)（可設(shè)計(jì)為源型或漏型輸入）和16個(gè)數(shù)字量繼電器輸出點(diǎn),，CPU內(nèi)部集成兩個(gè)RS232（Modbus RTV）、128K程序存儲(chǔ)空間和8K掉電保持存儲(chǔ)空間,、4通道的高速單相計(jì)數(shù)器,。具體PLC的I/O分配如圖2所示。

　　圖2 PLC外部I/O分配

　　3.2 PLC內(nèi)部資源分配

　　在設(shè)計(jì)程序過(guò)程中,，會(huì)使用到許多中間繼電器,、寄存器、定時(shí)器等軟元件,，為了便于編程及修改,，在程序編寫前先列出可能用到的軟元件，現(xiàn)將與上位機(jī)通訊及關(guān)鍵元件進(jìn)行規(guī)定,。