轉(zhuǎn)杯紡紗機半自動接頭系統(tǒng)控制方案.doc

2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)方案及要求一 系統(tǒng)概述為滿足現(xiàn)代化紡織工業(yè)高自動化、高效，高可靠和高精度的要求，可編程序控制器、人機界面和變頻傳動在紡織工業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用，并且收效甚好。2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)由PLC電氣控制部分和半自動接頭控制部分組成，其中半自動接頭控制部分由傳感器控制部分和步進電機控制部分組成。該系統(tǒng)可紡制普通紗支和花式竹節(jié)紗。另外該系統(tǒng)還可改造為2FJ轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)，即把步進電機控制部分從系統(tǒng)中取掉后，原步進電機用電磁離合器代替，此時半自動接頭控制系統(tǒng)只包含傳感器控制部分，只能紡制普通紗支。整個系統(tǒng)設(shè)計原則是安全、經(jīng)濟、耐用，并且?guī)в泻推渌到y(tǒng)的兼容性，將來擴展性。二 PLC電氣控制部分PLC電氣控制部分主要由電氣控制箱及其與外部電機、電器相連接的纜線組成，該部分負責整個2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機的運行操作、運轉(zhuǎn)控制及狀況監(jiān)測等。1、2FJA的運轉(zhuǎn)控制2FJA的運轉(zhuǎn)主要由轉(zhuǎn)杯、引紗、左右分梳、工藝排風、排雜、輔助吸嘴和輸送帶等8個電機控制。轉(zhuǎn)杯電機、引紗電機采用PLC變頻器自動調(diào)速控制，做到對電機全方位變頻控制。變頻電機的調(diào)速狀態(tài)放在觸摸屏的一個單獨畫面，顯示電機的設(shè)定速度和實際反饋速度，可以根據(jù)系統(tǒng)運行信號進行自動PID調(diào)節(jié)。左右分梳、工藝排風、排雜、輔助吸嘴和輸送帶等電機控制采用PLC直接自動輸出控制，并且?guī)в羞\行反饋和故障反饋。電氣控制整體采用連鎖控制，電氣設(shè)備間應(yīng)采用雙重連鎖，硬件連鎖和軟件連鎖同時采用，在機器操作箱上設(shè)有急停按鈕，盡一切可能保證系統(tǒng)運行的安全性。整機自動運行過程如下（系統(tǒng)另需提供轉(zhuǎn)杯電機點動、工藝風機點動、排雜風機點動、左分梳電機點動、右分梳電機點動、引紗電機點動、輔助吸嘴、步進系統(tǒng)點動等操作。）： A、啟動過程如下：整機運行（畫面按鈕）轉(zhuǎn)杯運轉(zhuǎn)工藝風機運轉(zhuǎn)排雜風機運轉(zhuǎn)左、右分梳運轉(zhuǎn)引紗運轉(zhuǎn)步進系統(tǒng)準備啟動過程每步運轉(zhuǎn)之間有延時,延時時間可以在人機界面設(shè)置。B、整機停止過程如下：整機停止（畫面按鈕）步進系統(tǒng)停止（此動作與檢測到斷紗相同）引紗停止運轉(zhuǎn)其它電機停止運轉(zhuǎn)。停止過程中每步動作之間設(shè)置1秒延時。2、2FJA的狀況監(jiān)測PLC要監(jiān)測設(shè)備運轉(zhuǎn)的狀況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到人機界面上供操作著查詢。設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況包括如下內(nèi)容：A、紡紗工藝參數(shù)包括轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速、左右分梳轉(zhuǎn)速、引紗速度、喂棉速度（即步進電機轉(zhuǎn)速）。B、設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況包括監(jiān)測工藝排風負壓、排雜風機負壓、斷路器狀況、急停開關(guān)狀況等。C、通訊狀況監(jiān)測包括人機與PLC、PLC與變頻器以及PLC與半自動接頭控制部分之間的通訊是否正常，并反饋所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否正確等。3、2FJA的運行操作2FJA的運行操作主要體現(xiàn)在人機界面所提供的操作畫面上。操作畫面應(yīng)包含系統(tǒng)點動操作、自動操作、運行狀況、系統(tǒng)參數(shù)、產(chǎn)量報表、變頻調(diào)試、接頭參數(shù)、竹節(jié)紗參數(shù)、故障提示等。通過操作人機界面，本系統(tǒng)可以完成系統(tǒng)的操作、監(jiān)視、設(shè)定、管理等人機對話。主要功能有全機系統(tǒng)工藝流程和數(shù)據(jù)顯示、集中操作設(shè)定、處理報警、實時值和設(shè)定值記錄趨勢存儲、故障歷史及故障原因、各單機運行狀態(tài)及各種工藝參數(shù)實時值和設(shè)定值的比較。工藝流程圖顯示：提供優(yōu)美的系統(tǒng)工藝流程圖，生產(chǎn)線流水作業(yè)的動態(tài)顯示效果。監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，顯示主傳動設(shè)備的轉(zhuǎn)速，啟動，停止狀態(tài)，及低速時間，高速時間，低速啟動時間，高速加速時間，聯(lián)合機停車時間，緊急停車時間，總牽伸比。畫面上還做到系統(tǒng)啟動準備，電機的單動，聯(lián)動狀態(tài)監(jiān)控。報警操作，記錄報警時間，報警類型，報警級別，報警點名字，報警組號，報警值，特別對于模擬量報警有多種類型,如上限、上上限、下限、下下限、變化率、最小偏差和最大偏差等等，而報警的優(yōu)先級可達999種，操作工可以進行報警確認。報警列表，以發(fā)生的前后次序顯示歷史報警。 三 半自動接頭控制部分半自動接頭控制部分由傳感器控制部分和步進電機控制部分組成。半自動接頭控制部分與機械裝置配合，共同完成接頭過程。1、接頭控制部分傳感器控制需要通訊板、控制驅(qū)動板2部分組成?？刂乞?qū)動板通過通訊板和PLC之間的實現(xiàn)通訊，主要是比較各脈沖輸出板卡內(nèi)的接頭系統(tǒng)延時時間（T1及T2）及步進電機運轉(zhuǎn)脈沖是否與PLC發(fā)送出的數(shù)據(jù)一致，其中通訊板可以實現(xiàn)與PLC系統(tǒng)的獨立通訊，而且可以實現(xiàn)將觸摸屏設(shè)置的參數(shù)直接傳入控制驅(qū)動板，并且控制驅(qū)動板把報警信號通過通訊板傳入PLC和觸摸屏。每個板卡可以控制16路斷頭處理裝置。如果板卡出現(xiàn)損壞問題，其他備用板卡的可以任意更換。步進電機控制需要通訊板、控制驅(qū)動板和步進電機3部分組成。如果要對步進電機做到PLC控制必須能實現(xiàn)步進電機控制器和PLC之間的通訊，現(xiàn)今市場上能實現(xiàn)控制板和PLC通訊的本來就不多，而且很多控制板只能控制34個電機，顯然不能滿足紡紗機需要同時單獨控制大量步進電機的要求。因此為紡紗機接頭系統(tǒng)特開發(fā)出新型大規(guī)模通訊板和控制驅(qū)動板。其中通訊板可以實現(xiàn)與PLC系統(tǒng)的獨立通訊，而且可以實現(xiàn)將觸摸屏設(shè)置的參數(shù)直接傳入控制驅(qū)動板，由控制驅(qū)動板轉(zhuǎn)化為控制步進電機驅(qū)動器的脈沖信號。每個板卡可以控制16個步進電機的驅(qū)動器。至于檢測斷紗后電機的反轉(zhuǎn)和起停問題可以由控制驅(qū)動板控制電機驅(qū)動器實現(xiàn)。如果板卡出現(xiàn)損壞問題，其他備用板卡的可以任意更換。綜上所述，在半自動接頭控制系統(tǒng)中，需設(shè)計通訊板卡（板卡數(shù)量按需求增減，每路板卡地址由撥碼開關(guān)設(shè)置）、控制板卡（控制板卡包含步進電機驅(qū)動器以及傳感器控制部分）等。每路通訊板卡控制16路控制板卡，每路控制板卡之間可隨意更換。2、接頭過程要求傳感器控制部分主要控制光電傳感器（檢測斷紗），動作按鈕，電磁探針，電磁閥等主要設(shè)備（另外預(yù)留紗線測試傳感器位置）的動作。其中動作按鈕、光電傳感器為給控制驅(qū)動板輸入信號，電磁探針和電磁閥為受控制驅(qū)動板控制的輸出部分。整個控制工序如下：當斷頭發(fā)生時，斷紗傳感器信號送給通訊控制板，喂給步進電機停止工作，電磁探針釋放，電磁閥吸合。整個工序中關(guān)鍵的2個時間參數(shù)是探針延時T1(喂棉時間)，電磁閥延時T2(種紗進入轉(zhuǎn)杯時間)。做完準備階段后，啟動半自動接頭系統(tǒng)，喂給羅拉工作喂棉，形成須條環(huán)。喂棉時間主要控制棉條喂入時間及形成須條環(huán)的時間，一般形成須條環(huán)需70110Ms, T1需90200mS，該時間受喂棉、分梳、轉(zhuǎn)杯等速度因素影響，設(shè)置該參數(shù)在101000mS可調(diào)，控制精度10mS。當系統(tǒng)計時時間達到T1時，電磁探針接通1秒后斷開，種紗進入轉(zhuǎn)杯凝聚槽，打斷須條環(huán)并搭接一段在凝聚槽中一起加捻。種紗進入轉(zhuǎn)杯時間T2一般比形成須條環(huán)時間大10100mS，同樣設(shè)置該參數(shù)在101000mS可調(diào)，控制精度10mS。接頭過程參照下頁控制流程圖：系統(tǒng)設(shè)計兩個參數(shù)可根據(jù)廠方要求設(shè)計默認值，在觸摸屏上直接顯示如果工藝要求修改參數(shù)，可以在觸摸屏上選擇“參數(shù)修改”，然后選擇“整體修改”、“單獨修改”或“自動修改”。選擇“整體修改”時，直接在“喂棉時間”或“種紗進入轉(zhuǎn)杯時間”輸入時間設(shè)定數(shù)值，單位mS，點擊確認即可將數(shù)值傳入下位系統(tǒng)；選擇“單獨修改”時，先選擇要修改時間的轉(zhuǎn)杯號，選擇進入單獨修改畫面，在提示下輸入要修改數(shù)值，然后點擊確認。選擇“自動修改”時只要選擇預(yù)先設(shè)定的工藝，選擇后確認將系統(tǒng)設(shè)定值直接傳入下位系統(tǒng)，工藝的設(shè)定由廠方負責工藝方面人員直接設(shè)定。參數(shù)修改將設(shè)定密碼保護，不同工作人員擁有不同密碼，可以修改不同權(quán)限下的設(shè)定數(shù)據(jù)。同時系統(tǒng)可對每錠位的紡紗斷頭次數(shù)進行統(tǒng)計并分類，在人機界面上給出統(tǒng)計值。系統(tǒng)實現(xiàn)參數(shù)存儲調(diào)用功能，操作者可以自由調(diào)用不同紡紗工藝的設(shè)置參數(shù)，方便調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)時調(diào)整工藝參數(shù)。3、花式竹節(jié)紗工藝要求竹節(jié)紡紗功能的詳細控制：該控制主要可以通過改變步進電機的動作頻率和頻率變化的間隔時間?？梢赃@樣控制，在觸摸屏上做16個步進電機參數(shù)設(shè)置畫面，每個畫面包括12個步進電機的階梯運轉(zhuǎn)速度設(shè)置和間隔時間設(shè)置，在通訊控制板程序中分別將每個步進電機的控制過程做好一段程序，將步進電機的運行輸出速度通過通訊直接從PLC送到通訊控制板卡，轉(zhuǎn)化為不同時間的不同轉(zhuǎn)速。在步進電機啟動時勻加速啟動，避免由于啟動力矩過大而拽斷紗線。當光電開關(guān)檢測出斷線時，采取電機制動，讓電機迅速停止。并且反轉(zhuǎn)60度。 正常紡紗過程中，按鈕按住時，斷紗傳感器信號無效。在紡普通紗時，按照設(shè)定速度運行，并在檢測到紗線斷頭時反轉(zhuǎn)。 在紡竹節(jié)規(guī)律分布的竹節(jié)紗時，步進電機的正轉(zhuǎn)階段按照觸摸屏設(shè)定數(shù)據(jù)和時間進行有規(guī)律的加減速運動，并且在檢測到紗線斷頭時反轉(zhuǎn)。舉例說明：假設(shè)要求步進電機啟動時以S1速度運行，運行時間為T1；然后以S2速度運行，運行時間為T2；然后以S3速度運行，運行時間為T3；然后再切換到S1速度運行，時間為T1，并且在S2運行期間發(fā)生斷頭現(xiàn)象。在紡竹節(jié)無規(guī)律分布的竹節(jié)紗時，步進電機的正轉(zhuǎn)階段可以依靠觸摸屏上人為按鈕的干涉進行任意的加減速運動，并且在檢測到紗線斷頭時反轉(zhuǎn)。舉例說明：在步進電機運轉(zhuǎn)過程中，操作人員對觸摸屏上的步進電機運行速度進行隨機任意更改。并且做好一條無規(guī)律運動曲線輸入到觸摸屏。為了增