PLC控制的全伺服經(jīng)編機機械結(jié)構(gòu)及工作原理

1引言

傳統(tǒng)的紡織工業(yè)工藝流程包括纖維、織造、后整理和服裝四個部分?？椩旃に嚢C織、針織、編織和非織造。針織又分為經(jīng)編和緯編。經(jīng)編用一組或幾組平行排列的紗線，于經(jīng)向喂入機器的所有工作針上，同時成圈而形成針織物，這種方法稱為經(jīng)編，形成的針織物稱為經(jīng)編織物 。

我國的經(jīng)編業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，不斷的結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是近幾年新興地區(qū)經(jīng)編企業(yè)起點高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、規(guī)模效益明顯，高校和科研單位科研力量的注入，以及產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合使我國的經(jīng)編產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，正逐步成為世界經(jīng)編工業(yè)的中心。

傳統(tǒng)的經(jīng)編機多為鏈條式經(jīng)編機，由于其為機械主軸傳動結(jié)構(gòu)，沒有導(dǎo)入電氣傳動，造成其以下缺點：織花速度慢，效率低；鏈條機構(gòu)復(fù)雜，每更換一種花型，需要花費較多時間，且每一花型對應(yīng)一種鏈塊，這樣更換花型時間長，成本高。造成小批量定單失去生產(chǎn)意義；

由于機構(gòu)的復(fù)雜性，致使復(fù)雜花型無法在鏈塊機上進行生產(chǎn)。只能生產(chǎn)花型較簡單的布料，不能滿足越來越高的要求，目前全伺服經(jīng)編機已在紡織中漸漸得到應(yīng)用。現(xiàn)在全伺服的經(jīng)編機在產(chǎn)量，效率，花型多樣性，產(chǎn)品質(zhì)量上都有很好的優(yōu)勢，因此將成為未來提花織布的主流。

2 全伺服經(jīng)編機系統(tǒng)構(gòu)架

2.1系統(tǒng)架構(gòu)（圖1）

i. 系統(tǒng)構(gòu)成

圖1 全伺服經(jīng)編機電控系統(tǒng)架構(gòu)

2.2系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置參見表1。

表1全伺服經(jīng)編機電控系統(tǒng)配置
名稱 型號 數(shù)量（套） 制造商
觸屏式平板電腦 TPC1260 1 研華
PLC主機 DVP-32EH00T 28 臺達
PLC DO模塊 DVP08HN11T 1 臺達
PLCDO模塊 DVP08HN11R 1 臺達
PLC主機 DVP80EH00T 1 臺達
AC伺服馬達控制器 750W ASD 56 臺達

1 控制部份。系統(tǒng)采用DVP80EH00T+DVP08HN00T+ DVP08HN00T+DVP08HN00R系統(tǒng)集成做為主控制器，進行橫移信號的采集，進而再同步發(fā)送給各個分控制器（DVP32EH00T），系統(tǒng)分控制器共有28個DVP32EH00T，每組分控制器控制兩軸梭節(jié)伺服。分控制器與伺服分別通過RS485通訊到上位計算機上，進行監(jiān)控。

2 驅(qū)動部份。系統(tǒng)共有56條梭節(jié)，由臺達56套ASD-A 750W的伺服進行控制，伺服的動作根據(jù)織花轉(zhuǎn)換程序事先轉(zhuǎn)換好的存儲在分控制器中花型數(shù)據(jù)進行動作。

3 監(jiān)控部份。上位監(jiān)控部份由一臺研華觸摸式平板電腦TPC-1260，配以監(jiān)控軟件來完成；同時電腦上還運行織花花型轉(zhuǎn)換程序進行花型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與下載。

3全伺服經(jīng)編機機械結(jié)構(gòu)及工作原理

全伺服經(jīng)編機主要包括電子送經(jīng)系統(tǒng)、梭節(jié)橫移系統(tǒng)、電子提花系3個部份構(gòu)成。

3.1電子送經(jīng)系統(tǒng)
電子送經(jīng)系統(tǒng)主要功能在于控制各種紗線的送經(jīng)速度及張力的控制，不至于將紗線送斷，造成斷紗而無法進行織花。該系統(tǒng)主要由3套伺服+PLC來實現(xiàn)其功能。

3.2梭節(jié)橫移系統(tǒng)
梭節(jié)橫移系統(tǒng)是由臺達PLC，ASD所構(gòu)成的系統(tǒng)，也是本文主要介紹的部份。框架詳見系統(tǒng)框圖。

經(jīng)編機的梭節(jié)一般有56條或40條,目前最多的是56條。每條梭節(jié)由1個750W的伺服來控制。由于控制軸數(shù)太多,故采用分散控制。梭節(jié)橫移系統(tǒng)主要有兩個關(guān)鍵點:1每個梭節(jié)橫移的速度及精度。經(jīng)編機的主軸要求轉(zhuǎn)速達到400轉(zhuǎn),主軸每轉(zhuǎn)一周橫移要動作一下,且動作時間只有1/3轉(zhuǎn)的時間內(nèi)要完成,否則橫移失敗。

2花型是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。由于織花的花型是由紡織CAD軟件生成的。系統(tǒng)需要將紡織CAD生成的相關(guān)花型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PLC能識別的數(shù)據(jù),進而進行梭節(jié)橫移控制。目前系統(tǒng)采用VB編寫了一個花型轉(zhuǎn)換軟件來完成花型數(shù)據(jù)的自動轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的下載。

目前系統(tǒng)采用臺達EH系列的PLC作為控制器,利用EH PLC良好的伺服定位功能、豐富的內(nèi)部數(shù)據(jù)資源、與臺達伺服的無縫通訊功能。使得控制與驅(qū)動緊密結(jié)合，兩者緊密結(jié)合，使系統(tǒng)控制的更好。

3.3電子提花系統(tǒng)
電子提花系統(tǒng)主要用來花型的提取，再配合梭節(jié)的橫移以實現(xiàn)花型的成型。其主要由一個嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)：提花數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換及提花的動作控制；執(zhí)行動作由3146-4096個電磁閥來實現(xiàn)。由于電磁的動作響應(yīng)速度較慢，現(xiàn)在慢慢地被動作響應(yīng)快的壓電陶瓷所取代。

整個系統(tǒng)除了控制、驅(qū)動外，還有個良好人機對話。這主要由研華的觸摸電腦TPC-1260來完成，電腦上運行監(jiān)控軟件與織花轉(zhuǎn)換程序。

4 監(jiān)控軟件功能設(shè)計

4.1系統(tǒng)運行監(jiān)控

整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)控：伺服的運行狀態(tài)，PLC、伺服的通訊狀態(tài)，花型運行的梭節(jié)號等等運行狀態(tài)。

4.2參數(shù)設(shè)置
完成系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置：機械參數(shù)、運動參數(shù)。機械參數(shù)主要是主軸參數(shù)，用來做橫行追蹤的；運動參數(shù)主要是給PLC定位控制用的（脈沖頻率，濾波時間，加減速時間等等）

4.3工藝裝針
該功能是實現(xiàn)梭節(jié)的初始裝針。
4.4故障處理
主要用來進行伺服報警的故障處理及斷紗的處理。
4.5盤頭控制
主要用來監(jiān)控電子送經(jīng)部份的。
4.6用戶管理
用來設(shè)置相關(guān)的操作權(quán)限及密碼的設(shè)定。
4.7幫助
對系統(tǒng)的疑問可以在幫助中查找答案。

5 結(jié)束語
整套系系統(tǒng)統(tǒng)采用性價比極高的臺達機電產(chǎn)品提供了整體解決方案。在整個項目的溝通過程中，解決綜合問題比較突出的顯現(xiàn)中達產(chǎn)品在系統(tǒng)整合上的優(yōu)勢。