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(jīng)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(jīng)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(xiàn)在：簡單機械多臂、固定一個緯紗、送經(jīng)機構和卷曲機構亦有所差異、有大卷裝機構部分等方面。

以往簾子布織機電控系統(tǒng)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(jīng)/卷曲(包括大卷裝)大部分采用機械聯(lián)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(xiàn)。

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(jù)以上對簾子布織機及其原控制系統(tǒng)分析，通過與用戶的合作，我們提出了一種采用以臺達 ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型變頻器構建的新穎電控系統(tǒng)，如圖2 ：

它的創(chuàng)新主要體現(xiàn)于：

1．主機采用臺達 B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統(tǒng)的離合器控制模式，同時實現(xiàn)主機電氣無極調速功能。

2．送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝均采用臺達 M型變頻器控制。

3．運用臺達 MODBUS通訊協(xié)議構建主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝控制系統(tǒng)；擺脫了傳統(tǒng)的模擬量控制。

4．信號采集及處理采用臺達ES型PLC作為CPU處理中心。

5．顯示采用臺達人機界面；擺脫了傳統(tǒng)的LCD模式。

由該控制系統(tǒng)構建的簾子布織機有著以往織機無法比擬的優(yōu)點：

A．機械結構大大簡單化。

B．度可高達450轉/分，這是同類機種高不可攀的車速。

C．主機采用變頻控制，使織機車速可變頻調速控制。

二、主要工藝

1．邏輯部分

A．快車：正常開車（高速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

B．慢車：正常開車（低速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

C．點動：以低速寸動；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

D．機頭布開車：大卷裝布兩頭端開車，主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝步，和快車的區(qū)別在于二者的比例不同。

E．緊經(jīng)/松經(jīng)：主機不動、送經(jīng)、卷曲、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(jīng)停：斷經(jīng)停車，在檢測到斷經(jīng)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．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(shù)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(tǒng)主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷轉均采用變頻控制，根據(jù)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(jīng)/松經(jīng)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：

  它的創(chuàng)新主要體現(xiàn)于：

1．主機采用臺達 B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統(tǒng)的離合器控制模式，同時實現(xiàn)主機電氣無極調速功能。

2．送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝均采用臺達 M型變頻器控制。

3．運用臺達 MODBUS通訊協(xié)議構建主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝控制系統(tǒng)；擺脫了傳統(tǒng)的模擬量控制。

4．信號采集及處理采用臺達ES型PLC作為CPU處理中心。

5．顯示采用臺達人機界面；擺脫了傳統(tǒng)的LCD模式。

由該控制系統(tǒng)構建的簾子布織機有著以往織機無法比擬的優(yōu)點：

A．機械結構大大簡單化。

B．度可高達450轉/分，這是同類機種高不可攀的車速。

C．主機采用變頻控制，使織機車速可變頻調速控制。

二、主要工藝

1．邏輯部分

A．快車：正常開車（高速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

B．慢車：正常開車（低速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

C．點動：以低速寸動；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。

D．機頭布開車：大卷裝布兩頭端開車，主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝步，和快車的區(qū)別在于二者的比例不同。

E．緊經(jīng)/松經(jīng)：主機不動、送經(jīng)、卷曲、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(jīng)停：斷經(jīng)停車，在檢測到斷經(jīng)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．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(shù)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(tǒng)主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷轉均采用變頻控制，根據(jù)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(jīng)/松經(jīng)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)．卷曲張力改變大卷裝速度；

(d)．送經(jīng)張力改變送經(jīng)速度。

三、控制系統(tǒng)結構

1．件系統(tǒng)構架：

A．結構框圖

  注：

PLC對變頻器的控制速度采用RS485、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控制較安全、可靠！

B．端口定義：

  2.軟件系統(tǒng)構架

說明：

A．初始化程序主要處理一些運行參數(shù)、工藝參數(shù)、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(shù)據(jù)處理部分主要實現(xiàn)根據(jù)該劍桿織機的工藝要求。

D．整個工藝參數(shù)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(xiàn)。

2．戶廠現(xiàn)場調試（帶載調試）：調試內容主要根據(jù)最終用戶的要求實現(xiàn)工藝的完善，最終能達到客戶要求、并生產出合格的產品。

3．運行一段時間后對出現(xiàn)的問題加以解決及整個系統(tǒng)的跟蹤完善。

 五、技術參數(shù)

1．變頻器參數(shù)

A．通訊參數(shù)組通訊格式：9600 7 E 1  (ASCII)。

B．基本參數(shù)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(shù)組設定：開啟過電壓/電流失速功能及大小。

D．特殊參數(shù)組停車直流制動（時間、準位、頻率）設定：關閉AVR。

2．工藝參數(shù)人機界面設定

人機部分主要實現(xiàn)人參與控制系統(tǒng)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、卷曲、送經(jīng)張力等。

六、結論

本系統(tǒng)已在江蘇泰州化纖廠使用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)實時監(jiān)控，具有結構簡單，操作方便，界面簡潔，穩(wěn)定可靠，成本低廉等特征，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產品，可供相關市場及系統(tǒng)市場營銷、設計人參考，該系統(tǒng)具有大批量產品化潛力，具有廣闊的市場前景。

參考文獻：

1.《劍桿織機原理與使用》 陳元甫 洪海滄 主編 中國紡織出版社 1994年版

2.《VFD-B 型變頻器使用手冊》中達電通股份有限公司 2003年版

3.《VFD-M 型變頻器使用手冊》中達電通股份有限公司 2003年版

4.《DOPA 系列人機界面應用技術手冊》中達電通股份有限公司 2003年版