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臺達自動化產(chǎn)品在細紗機上的應(yīng)用

中達電通股份有限公司
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    摘 要: 本文主要介紹了臺達自動化產(chǎn)品在環(huán)錠細紗機上的應(yīng)用,該機控制系統(tǒng)采用了臺達DVP32ES00R2作為控制器,同時采用臺達DOP-B05S100人機界面進行系統(tǒng)I/0與紡紗工藝數(shù)據(jù)的監(jiān)控,并采用臺達VFD-B-P系列紡機專用變頻器控制主傳動電機。以上解決方案不僅提高了細紗機的控制精度,而且大大降低了操作者的勞動強度;同時錠子曲線控制也提高了紗線的質(zhì)量,保證了紗錠成型,提高了全機的產(chǎn)量。

    關(guān)鍵詞
:環(huán)錠細紗機  PLC  紡機控制系統(tǒng)  紡機專用變頻器

1
引言
    
   
細紗工序是成紗的最后一道工序,是將粗紗進一步牽伸30~50倍并加捻,紡成具有一定特數(shù)、符合相關(guān)質(zhì)量標準的細紗,供捻線、機織或針織使用。細紗機有低速運行、高速運行、吹吸風(fēng)、落紗等過程。落紗分為自動落紗和中途落紗(暫停工作),自動落紗又分定長落紗和定時落紗。自動落紗的方式、落紗時間及長度均可設(shè)置,并能掉電保持。紡織廠生產(chǎn)規(guī)模的大小是以細紗機總錠數(shù)表示的;細紗產(chǎn)量是決定各工序數(shù)量的依據(jù);細紗的質(zhì)量水平、原料物料耗電量等指標、勞動生產(chǎn)率等是技術(shù)和管理水平的體現(xiàn),因此,細紗工序在紡織廠中占有重要的地位。由于傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備存在精度低、安全性差及故障率高等缺點已經(jīng)逐漸為現(xiàn)代化自動控制設(shè)備所代替。現(xiàn)今細紗機設(shè)備的自動化控制程度愈來愈高,根據(jù)設(shè)備不同會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品,如:人機界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。客戶往往可以根據(jù)控制對象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來進行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

    臺達機電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數(shù)器、人機界面、變頻驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品,可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達自動化產(chǎn)品實現(xiàn)環(huán)錠細紗機的有效控制,值得業(yè)界借鑒并推廣。

2
 控制系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    本控制系統(tǒng)采用了臺達DVP32ES00R2作為控制器,同時采用臺達DOP-B05S100人機界面進行系統(tǒng)I/0與紡紗工藝數(shù)據(jù)的監(jiān)控,并采用臺達VFD-B-P系列紡機專用變頻器控制主傳動電機。
 
2.2 系統(tǒng)功能概述
    
   
系統(tǒng)功能概述如下:
    (1) 用PLC控制整個紡紗過程,具有程序開車、鋼領(lǐng)板自動升降、中途停車后自動跟蹤開車、自動落紗、自動留頭等。
    (2)設(shè)定紡紗的工藝參數(shù),依據(jù)工藝要求自動控制;實現(xiàn)定長落紗和錠子速度曲線控制。
    (3)顯示紡紗過程的錠速、牽引倍數(shù)、細紗號數(shù)、捻度以及班產(chǎn)累計等。
    (4)采用數(shù)字通信,提高了系統(tǒng)的抗干擾性。
 
2.3 各部分控制特點

    (1)傳動部分:包括主電機、吸風(fēng)電機、鋼領(lǐng)板升降電機、油泵電機及潤滑裝置、主變頻器、升降變頻器、清潔器裝置、各種低壓開關(guān)及接觸器等。
    (2)三自動檢測部分:該部分由三自動行程開關(guān)、停主電機接近開關(guān)、下鋼領(lǐng)板接近開關(guān)、剎車片構(gòu)成。其作用為落紗信號給出后能自動適應(yīng)停車,自動留頭,為重新開車降低斷頭創(chuàng)造條件。
    (3)變頻器錠子速度控制:該部分由變頻器、錠子傳動部分、主電機構(gòu)成,其作用是變頻器依據(jù)程控器傳輸?shù)腻V子速度控制十點曲線自動調(diào)整錠子運行,提高紗線質(zhì)量和產(chǎn)量。
    (4)數(shù)據(jù)檢測部分:該部分由主軸、前羅拉測速光電管組成。功能為自動檢測紡紗過程中主軸、前羅拉的運行數(shù)據(jù),為計算班產(chǎn)量、錠速、前羅拉轉(zhuǎn)速、前羅拉線速、捻度等工藝參數(shù)以及錠子速度曲線控制提供數(shù)據(jù)。
    (5)PLC控制部分:該部分由PLC主單元及IO擴展模塊構(gòu)成,完成全機開關(guān)量輸入、數(shù)據(jù)檢測以及計算和過程控制,實現(xiàn)紡紗過程自動化和對機器運行情況進行監(jiān)控。
    (6)顯示單元部分:HMI與PLC之間以通訊線實現(xiàn)連接,完成紡紗過程工藝參數(shù)顯示設(shè)定,可直接設(shè)定錠子運行十點曲線,實現(xiàn)控制柔性化,同時對細紗機運行過程中出現(xiàn)的故障,以對話框的方式進行實時反饋。
    (7)通訊部分:由PLC的Port1通訊接口通過RS232C方式與HMI實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定及顯示,由PLC的Port2通訊接口通過RS485的方式控制變頻器的頻率值,從而實現(xiàn)控制錠子運行速度曲線,整機的可靠性、穩(wěn)定性得到極大的提高。
 
3 上位機軟件設(shè)計

    上位機控制軟件分為:參數(shù)設(shè)定顯示程序、控制主程序、計算采樣子程序、通訊子程序和錠子運行曲線子程序。
    (1)控制主程序:
    軟件主控制程序部分,依據(jù)工藝要求編制的程序,上電后自動檢測各開關(guān)量和傳感器輸入的數(shù)據(jù),完成整個紡紗過程自動控制和調(diào)用子程序。
    (2)參數(shù)設(shè)定顯示程序:
    主要依據(jù)DOP-B05S100配置完成參數(shù)設(shè)定顯示,包括班次設(shè)定、錯誤設(shè)置提示,總產(chǎn)量、班產(chǎn)量累計顯示、錠子速度、前羅拉速度、牽引倍數(shù)、捻度、產(chǎn)量、細紗號數(shù)等參數(shù)顯示。如圖2所示:

圖2  參數(shù)設(shè)定顯示界面
    (3)計算采樣子程序:
    主要依據(jù)主軸、前羅拉、后羅拉數(shù)據(jù)檢測傳感器采樣結(jié)果以及設(shè)計參數(shù)完成系統(tǒng)計算,用以完成各類顯示參數(shù)的計算及定長落紗等功能。如圖3所示。

圖3  計算采樣顯示界面
    (4)通訊部分程序及錠子運行曲線子程序:
    主要采用MODBUS ASCII通訊協(xié)議完成與變頻器的數(shù)據(jù)傳輸,進而控制錠子運行速度曲線。PLC程序如圖4所示,錠速曲線圖如圖5所示。

圖4  PLC程序梯形圖
圖5  錠速曲線圖

4
結(jié)語

    本系統(tǒng)采用了臺達控制系統(tǒng)解決方案,全機控制采取數(shù)字通訊方式,控制精度高,可靠性和抗干擾性能大大提高,并利用“提高軟件設(shè)計水平來降低硬件投入”原則,不僅降低了系統(tǒng)成本,而且提高了產(chǎn)品的市場競爭能力。運行實踐表明,系統(tǒng)比原來舊系統(tǒng)在安全性、可靠性和控制精度上都有了較大的提升,值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
 
【參考文獻】
    [1] 臺達全系列可編程序控制器  臺達內(nèi)部資料  2008
    [2] 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù). 郭宗仁等.  人民郵電出版社,2002
    [3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應(yīng)用 劉繼黨等 科技信息    2009年第23期

 
 
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