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關鍵詞：臺達自動化產品 可編程控制器 變頻器 人機界面 簾子布織機
Based on DELTA Automation Products Application in Electrical Control System for Fabric Mechanic Equipment
Cao Zhao Fa
Trade Application Department DELTA-CIMIC Electronics . Co., Ltd
Abstract：The article introduces the project for fabric equipment based on delta PLC、HMI(human mechanic interface)、B and M series Inverter in Tai Zhou City. The integration of electrical control system is constituted of the MODBUS protocol .the system was used for about one year , its effect is well.
Key words: DELTA automation product PLC Inverter HMI Fabric Mechanic

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/卷曲(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，如圖2 ：


它的創新主要體現于：
1．主機采用臺達 B型矢量型變頻器控制，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通訊協議構建主機、送經電機、卷曲電機、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．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、卷曲、大卷裝同步。
B．慢車：正常開車（低速）；主機、送經、卷曲、大卷裝同步。
C．點動：以低速寸動；主機、送經、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、卷曲、大卷裝步，和快車的區別在于二者的比例不同。
E．緊經/松經：主機不動、送經、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．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、卷曲電機、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)．卷曲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：
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根據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．戶廠現場調試（帶載調試）：調試內容主要根據最終用戶的要求實現工藝的完善，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、卷曲、送經張力等。

六、結論
本系統已在江蘇泰州化纖廠使用，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。
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
5.《DVP-PLC應用技術手冊程序篇》中達電通股份有限公司 2003年8月版