基于PLC的細紗機控制系統(tǒng)解決方案

　　摘要：細紗機是紡織廠的專用設備，具有前后兩個輥子。由于前面輥子的速度比后面輥子快，從前輥子進去的粗紗在兩個輥子之間得到拉延，從后面輥子輸出的紗就變細了。花式紗不是均勻粗細，而是粗細相間。要得到粗細相間的紗，只需讓后輥子的轉速時快時慢即可。

　　1. 差動齒輪系的設計

　　來自于前輥子的轉速經(jīng)過齒輪減速后作為差動齒輪系的一個輸入，另一個輸入由兩臺伺服電動機通過機械合成而成，能實現(xiàn)啟停500次/min。若兩臺伺服電動機不轉，差動齒輪系輸出到后輥子的為一個低于前輥子的均勻速度，此時細紡機紡出為普通紗。若兩臺伺服電機均啟停250次/min，且啟停時間錯開，通過機械合成后為啟停500次/min，此時差動輪系輸出到后輥子的變化速度為500次/min，細紡機紡出為花式紗。

　　在紡紗過程中需要不斷地改變紗的粗細、紗的長度和節(jié)距3個參數(shù)，要求伺服電機不斷改變啟停周期和速度，每種紗常有300多種變化組合，參數(shù)要求方便進行調整，而且工作環(huán)境較惡劣，可靠性要求高。

　　伺服系統(tǒng)電機采用低慣量永磁同步電機。兩套伺服系統(tǒng)的速度控制號由PLC模擬量I/O模塊輸出控制。兩套伺服系統(tǒng)的啟停控制信號由PLC擴展的脈沖輸出模塊輸出端控制，其相位相互錯開。

　　為了調節(jié)紗的粗細、長度和節(jié)距，PLC需要不斷檢測前輥子的速度，根據(jù)設置的參數(shù)和檢測的前輥子速度計算出后輥子的速度和開關頻率。前輥子速度和伺服電機速度的檢測采用光電編碼器，其輸出的脈沖信號輸送到PLC的高速計數(shù)模塊進行計數(shù)從而得到前輥子的速度以計算伺服電機速度和開關頻率。另外PLC選用絕緣型通訊用適配器與工控機進行通訊，以實現(xiàn)參數(shù)的設置和監(jiān)控。通過HMI，單獨機器部件的狀態(tài)用圖表界面簡單明了的變現(xiàn)出來，使得操作和配置更加容易。

　　貝加萊X20系統(tǒng)能夠實現(xiàn)高速低成本的I/O控制，降低了線纜的費用，其模塊化設計讓系統(tǒng)具有超群的擴展能力，緊密的硬件設計則節(jié)省了面板的安全空間。

　　速度檢測采用M法測速，在固定的時間間隔Ts內讀取速度信號的脈沖數(shù)從而計算出轉速的大小。串行通信模塊數(shù)據(jù)傳送利用RS指令，其與工控機進行串行通信時可以設置數(shù)據(jù)長度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模塊具有電壓輸出和電流輸出兩種形式。數(shù)模轉換模塊采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D輸入，TO控制D/A輸出，編程指令包含選擇數(shù)模轉換通道和輸入輸出數(shù)據(jù)存放單元，設置數(shù)模轉換命令，輸出或讀入轉換結果等。

　　貝加萊系統(tǒng)每一個完整的控制系統(tǒng)的操作配置都集成在一個自動化軟件Automation Studio中，不僅加快了工程進度也節(jié)省了成本。

　　4．結論

　　該紡織專用細紗機控制系統(tǒng)采用PLC加差動齒輪加伺服電機的設計，后輥子速度變化頻率可達500次/min，充分滿足了細紗機生產(chǎn)的需要。運行表明，該系統(tǒng)設計合理、工作可靠。