一、前言
簾子布織機是屬于劍桿織機一類,普通織機機械結構主要包括送經機構、主機、卷取機構、選緯機構、儲緯機構、多臂機構;電控部分主要包括主控部分(包括主電機、電子選緯、電子多臂等);電送電卷部分(送經電機、卷取電機控制)。不過由于簾子布織機是屬于劍桿織機特類,所以它在擁有一般織機性能的同時,亦有其特殊的一面。主要體現在:簡單機械多臂、固定一個緯紗、送經機構和卷取機構亦有所差異、它有大卷裝機構部分等。
圖1 簾子布織機工廠一角 以往簾子布織機電控系統結構如下:
1、主控部分采用單片機控制,包括主機采用離合器控制、顯示部分一般采用LCD。
2、送經/卷取(包括大卷裝)大部分采用機械聯軸控制,即使采用變頻控制,一般都是模擬控制某一部分。
這種控制結構的缺點:
A、機械結構復雜、維修難;因為它很多都要通過機械傳動來實現。
B、車速一般不是很快;一般在200轉/分~350轉/分。
C、顯示信息不完善、自動化程度不高。
根據以上對簾子布織機及其原控制系統分析,通過和用戶的合作,我們提出了一種采用以DELTA ES型PLC、DOP-A型HMI、B/M型變頻器構建的新穎電控系統,如圖2 :
它的創新主要體現于:
1、主電機采用DELTA B型矢量型變頻器直接控制,擺脫了傳統的離合器控制模式,同時實現主機電氣無極調速功能。
2、送經電機、卷取電機、大卷裝均采用DELTA M型變頻器控制。
3、運用DELTA MODBUS通訊協議構建主機、送經電機、卷取電機、大卷裝控制系統;擺脫了傳統的模擬量控制。
4、信號采集及處理采用DELTA ES型PLC作為CPU處理中心。
5、顯示采用 DELTA人機界面;擺脫了傳統的LCD模式。
由該控制系統構建的簾子布織機有著以往織機無法比擬的優點:
A、機械結構大大簡單化。
B、速度可高達420轉/分。
C、主電機采用變頻器控制,使織機車速可方便的調節控制。
二、主要工藝
1、邏輯部分
A、快車:正常開車(高速);主機、送經、卷取、大卷裝同步。
B、慢車:正常開車(低速);主機、送經、卷取、大卷裝同步。
C、點動:以低速寸動;主機、送經、卷取、大卷裝同步。
D、機頭布開車:大卷裝布兩頭端開車,主機、送經、卷取、大卷裝步,和快車的區別在于比例不同。
E、緊經/松經:主機不動、送經、卷取、大卷裝按一定比例點動運轉。
F、卷布/退布:大卷裝按一定速度點動運轉。
G、正常停車:通過停車按鈕停車,停車過程是:接受停車信號后,主軸轉到停車角度后迅速封緯、高壓-低壓剎車。
H、經停:斷經停車,在檢測到斷經信號后和正常停車過程一樣。
I、緯停:斷緯停車,在檢測到斷緯信號后和正常停車過程一樣。
J、缺緯停:缺緯停車,在檢測到缺緯信號后和正常停車過程一樣。
K、計數到停車:卷裝布生產布長到達設定長度時停車。
L、急停:通過急停按鈕緊急停車,整個控制電源切斷,進入準備階段。
2、同步控制
由于本系統主機、送經電機、卷取電機、大卷轉均采用變頻控制,根據工藝和織物要求必須對其采用比較嚴格的同步控制,即快車啟動過程調速過程停車過程、點動過程、慢車過程、緊經/松經過程均要有相應的同步工藝控制要求:
本案例采用的同步比例原理如下:
說明:
(A)、主機改變整機速度;
(B)、緯密改變卷取速度;
(C)、卷取張力改變大卷裝速度;
(D)、送經張力改變送經速度。
三、控制系統結構
1、件系統構架:
圖3 系統構架框圖注:
A、PLC對變頻器的控制速度采用RS485通訊控制、運行/停止采用I/O控制,原因在于:運行/停止控制采用I/O控制相比RS485通訊控制更安全、可靠!
B、端口定義:
表一:PLC端口定義表
2、軟件系統構架
表2:軟件系統構架
說明:
A、初始化程序主要處理一些運行參數、工藝參數、通訊格式等在停車、開車、上電時的保存或調用等功能。
B、通訊部分主要實時處理PLC對四臺變頻器速度通訊控制。
C、工藝邏輯、數據處理部分主要實現該劍桿織機的工藝要求。
D、整個工藝參數設定是采用子程序處理,目的減少程序掃描周期。
E、為了快速、定位停車,程序采用中斷處理。
四、調試過程:
本項目調試分三步:
1、在機械廠調試(空載調試):調試內容主要是整個電路接線檢查、通訊調試、工藝邏輯基本實現。
2、用戶廠現場調試(帶載調試):調試內容主要根據最終用戶實現工藝要求,最終能達到客戶要求、能生產出合格的產品。
3、運行一段時間后對出現的問題加以解決及整個系統的跟蹤完善。
五、技術參數
1、變頻器參數
A、通訊參數組 通訊格式: 9600 7 E 1 (ASCII)
B、基本參數組: 頻率、運行控制來源;加減速時間、曲線;中間頻率、電壓設定等。
C、保護功能參數組設定:開啟過電壓/電流失速功能及大小。
D、特殊參數組停車直流制動(時間、準位、頻率)設定:關閉AVR。
2、工藝參數-人機界面設定
人機部分主要實現人參與控制系統的途徑。它主要包括:顯示部分、設定部分、操作部分、歷史故障部分;其中設定主要是主機速度設定、緯密設定、卷取、送經張力等。
六、結論
本系統已在江蘇某化纖廠連續使用,系統穩定可靠。系統實時監控,具有結構簡單,操作方便,界面簡潔,穩定可靠,成本低廉等特征;是傳統控制系統的最佳替代產品,可供相關市場及系統市場營銷、設計人參考,該系統具有大批量產品化潛力,具有廣闊的市場前景。