染色机PLC控制系统设计.doc

题目： 染色机PLC控制系统设计 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 2012年12月20日 摘 要 本论文结合南通三喜织染有限公司的染色机技术改造项目，对“高温高压染色机控制系统”进行研究。该项目的任务是开发研制出能按染色工艺要求和温控精度要求自动完成整个生产过程，并能在高温、潮湿、酸碱等恶劣环境下长时间安全、可靠运行的控制系统。 论文首先论述了染色机、可编程控制器的发展状况以及触摸屏的作用，然后从高温高压染色机工艺过程及功能要求入手，对控制系统的总体方案进行了论证和设计。对控制系统进行了详细的分析，讨论了硬件系统的组成及各硬件的选型;软件系统的设计，温度控制算法的实现等，从而完成对控制系统的设计。在系统的设计和开发过程中，我们将可编程控制器、触摸屏等先进的控制手段和技术引入染色机的控制之中，实现了织物染色过程的自动控制，并通过触摸屏设定显示各项工艺参数和在线监测。 目前，系统调试试验已取得了较理想的结果，各项性能指标均已达到了设计要求，充分证明了该染色机控制方案的正确性和可行性。该系统无论从功能上还是档次上都获得了质的提高，基本达到了九十年代末国际先进机型的水平，机器投用后取得了较好的经济效益。 关键字 染色机;PLC;触摸屏;温度控制 绪 论 项目的背景及意义 随着市场经济的发展和国际市场的需求，对纺织品的质量、花色品种、复现性、美感等要求越来越高。纺织工业必须适应周期短、更新快、小批量、多品种的特点，不断提高产品质量、提高生产效益。中国加入世贸组织后，世界纺织品的贸易竞争更加激烈，我国的针织染整业不能仅仅停留在劳动力成本优势和价格低廉的优势上，而是要依靠技术创新来提高产品的技术含量和附加值，全面提升其在国际市场的竞争力。为此必须提高纺织设备自动化程度，走机电一体化的道路。 染整是纺织品的后加工工序，对开发花色品种、改善产品质量、提高纺织品的附加值起到关键性的作用。特别是对外销产品，要求档次高、品种多、批量小、质量高、交货期严格、组织生产工艺要求高，原料消耗高于内销，这样必须具备良好的生产设备，才能保证很高的出口合格率，取得良好的经济效益。 国内外染色机的现状及发展趋势 染色工艺是影响针织布产品质量的关键工艺，其产品质量的好坏直接关系到企业的声誉。染色机自动化程度的高低，对控制产品质量有很大关系。 染色机的现状 20世纪80年代的染色机，采用仪表加继电器的控制结构，系统的稳定性差，对染液的温度用简单的温控器控制，温控精度难以保证。染液喷嘴压力用手动阀门来调节，导布辊的转速用滑差电机或机械式无级调速器进行调速，这种控制方式人为主观因素大，不节能，机械磨损严重，成品率低，产品质量不稳定，系统运行和维护的成本高。 90年代，染色机的发展很快，特别是广泛使用计算机技术。压力控制，升温曲线跟踪，保温时间控制，染化料的供给，均采用计算机控制，并有指示、报警等多项功能，有的采用了群控，机电一体化程度很高。例如意大利的ILMA公司的溢流型喷射机配有布速电子检测装置，加速溢流型织物驱动装置，使织物上色均匀，获得良好的外观和手感。德国第斯(Thies)高温高压染色机的液泵、提布辊均为交流变频调速传动。设有多产品模拟量全自动加料系统(MPI)缝头测量系统，自动加水、进汽、液温控制，生产全过程的工艺参数和操作程序均由T37型计算机控制和显示。根据加工品种不同，可以预设工艺。国外其他知名的染色机制造厂家还有意大利伊特斯(INTES)公司和德国腾(THEN)机械有限公司等，其产品各有特点，控制核心多为单板机或单片机。 为赶上国际先进水平，提高染色质量，国内纺织机械生产厂也积极进行了技术改造和产品开发。最具代表性的是上海印染机械厂与香港立信、宏信公司合作生产的射流染色机和筒子染色机，带有PLC可编程控制器，可根据工艺的要求追踪升温、保温、降温曲线进行自动控制。还可进行工艺操作控制，如进水液位到时关泵、启动循环泵，加工结束，待温度降到一定值后自动排液等，并设有自动报警。另外还有一些地方老字号纺织机械厂也积极研制新品染色机，相继开发出了一些适应小批量、多品种、低张力、小浴比和节能型的染色机，如邵阳二纺机厂生产的高温高压喷射染色机、浙江印染机械制造公司生产的常温常压染色机、南通纺机厂生产的小批量连续轧染机等。 然而国内染色机与国外相比仍有较大差距，主要表现在设备的功能和适应性较差，工艺技术水平不高。各印染厂的设备还不能适应小批量、多品种、多功能、高附加值、流行性的快节奏变换的纺织品外贸要求;机电一体化水平较为落后，自动化程度较低;微电子技术推广应用不够，软件开发水平较低;传感器、执行元件品种不齐全;计算机在染色机上应用还处在起步阶段，不少项目是在老设备上进行技术改造，没有形成批量生产能力。有些染