西门子PLC控制部分：PLC的I/O接点，完成全机数据检测以及计算和过程控制，实现纺纱自动化，考虑到系统的稳定性及可靠性，选用西门子S7-200smart PLC，其运算速度及丰富的通讯功能为以后设备的升级等提供了良好的保证。
人机界面西门子触摸屏控制：人机界面与西门子PLC之间通过以太网通讯实现连接，完成纺纱过程工艺参数显示设定，如锭子的九段速设定，定长设定，班组选择等。同时可以对细纱机故障进行自诊断，显示动作流程等人性化的操作与显示。
变频控制：由西门子PLC的模拟量输出端口对西门子变频器进行九段速控制，依据用户要求对锭子速度自动调整。
三自动控制：由三自动行程开关、停主电机、下钢领板、主轴制动传感器构成。使细纱机在落纱信号到达后自动适应停车，以及控制包脚纱。
CPU 414-3 PN/DP 的配置如下：
功能强大的处理器：
CPU 执行每条二进制指令时间仅为 0.045 µs。4 MB RAM（其中程序和数据各使用 2 MB）；
用于执行用户程序的快速 RAM。灵活扩展：
多达 131072 点数字量和 81932 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口：
通过 MPI，可在高达 12 Mbit/s 的数据传输速率下，建立包含多 32 个站的简单网络。 CPU 可与通信总线（C 总线）和MPI 的站建立多 32 个连接。模式选择开关：
拨动开关设计。诊断缓冲区：
后的故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中，用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。实时时钟：
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面。
存储卡：
用于对集成的装载存储器进行扩展。存储在装载存储器中的信息包括 S7-400 参数数据以及程序，因此需要 2倍的存储空间。其结果是：内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口：
通过 PROFIBUS DP主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
混合组态：SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50170规范。附加模块插槽：
可用 IF 964-DP 接口子模板进行连接到一个附加的 PROFIBUS DP 主站系统。PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备
PROFINET CBA（基于组件的自动化）
根据国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）标准和现场总线基金会（Fieldbus Foundation，FF）的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输和多分支结构的 通信网络
现场总线的特点 （1）全数字化。现场总线系统是一个「纯数字」系统，而数字信号具有很强的抗干扰能力，所以，现场的噪声及其他干扰信号很难扭曲现场总线控 制系统里的数字信号，数字信号的完整性使得过程控制的准确性和可靠性更高。 （2）一点对多点结构。一对传输线，N 台仪表，双向传输多个信号。这 种一对 N结构使得接线简单，工程周期短，安装费用低，维护容易。如果增加现场设备或现场仪表，只需并行挂接到电缆上，无须架设新的电缆。
（3）可靠性高。数字信号传输抗干扰强，精度高，无须采用抗干扰和提 高精度的措施，从而降低了成本。（4）可控状态。操作员在控制室既可了解现场设备或现场仪表的工作情 况，也能对其进行参数调整，还可预测或寻找故障。整个系统始终处于操作员的远程监视和控制，提高了系统的可靠性、可控性和可维护性。 （5）互换性。用户可以自由选择不同制造商所提供的性能价格比优的现场设备和现场仪表，并将不同品牌的仪表互联。即使某台仪表发生故障， 换上其他品牌的同类仪表也能照常工作，实现了「即接即用」。
（6）互操作性。用户把不同制造商的各种品牌的仪表集成在一起，进行统一组态，构成其所需的控制回路，而不必绞尽脑汁，为集成不同品牌的产 品在硬件或软件上花费力气或增加额外投资。（7）综合功能。现场仪表既有检测、变换和补偿功能，又有控制和运算 功能，满足了用户需求，而且降低了成本。（8）分散控制。控制站功能分散在现场仪表中，通过现场仪表即可构成 控制回路，实现了彻底的分散控制，提高了系统的可靠性、自治性和灵活性。
细纱机机性能优良、操作方便、机电一体化程度高。其控制精度要求高，适应纺纱品种更高，操作方便简单，有操作提示、故障诊断功能，纺纱过程自动控制，可定长及定时落纱。因此需要配置功能多样灵活，性价比较高的控制系统，在这里选用了西门子公司的SMART200PLC及SMARTLINE触摸屏，达到了较好的控制效果。
2、工艺流程介绍
在电气改造过程中，按照细纱机的工艺流程进行如下：
1.按压SB1风机启动、钢领板复位
2.钢领板升至中纱位置停止即动作，由控制回路对电机绕组输入直流220V电源，实行能耗制动2秒后自动释放，以实现钢领板定位。
3.按压SB3主轴启动，钢领板延时约1秒，由中纱位置降至始纺位置进行能耗制动定位2秒后释放。
4.细纱机执行PLC的九段速自动控制指令。
5.当落纱信号SA12动作、中途落纱按钮SB5给进、PLC计长条件满足时，系统自动接通落纱电源，主机等待停主电机和降钢领板信号。
6.停主电机和降钢领板SQ5信号到达后，变频U1停止输出同时钢领板由车头升降电机拖动，降至落纱位置。
7.主轴制动SQ6信号到达后，主轴的制动离合器工作，20秒后延时停风机整机处于落纱状态。
电气的改造同时要结合工艺计算来进行，具体计算表如下：
3、方案确定
考虑到系统的稳定性及可靠性，选用SMART200西门子PLC，其较高的运算速度及丰富的通讯功能为以后设备的升级等提供了良好的保证。另外，触摸屏在此选用西门子SMART700IE屏，它与S7-200SMARTPLC的无缝集成，高分辨率及64K色的显示，以及高效便捷的以太网通讯，是设备操作更人性化，更加便捷高效。同时，整个电气方案性价比较高，对于小型的自动化电气设备是个不错的选择。根据系统需求，产品的选型如下表：
4、产品硬件配置
由上可看到，设备电气系统由四部分构成，分别为西门子PLC控制部分，人机界面控制，变频控制，三自动控制部分。
（9）统一组态。由于现场设备或现场仪表都引入了功能块概念，所有制造商都使用相同的功能块，并统一组态方法，使组态变得非常简单，用户不 需要因为现场设备或现场仪表种类不同而带来组态方法的不同，再去学习和培训。 （10）开放式系统。现场总线为开放互联网络，所有技术和标准全是公开的，所有制造商必须遵循。这样，用户可以自由集成不同制造商的通信网