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PLC在纺织机械倍捻机上的应用 |
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newmaker |
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本文介绍了永宏PLC在倍捻机上的应用。倍捻机的主要用于纺织产业，其用途在于可以设置一定的捻度进行加捻，并且其卷装容量增大，加捻质量大幅提高，较低的层高，特别适合操作。永宏PLC作为该生产线控制核心，主要完成的是倍捻机各部件的协调运行以及一些重要工艺参数的可调节设置，相对于老式的齿轮箱配置可控能力更强。
关键词：倍捻机；FBs系列PLC；
一 项目简介
1.1 行业分析
倍捻机主要应用于纺织行业，加捻后的纱线能够提高原纱的性能，便于在纺织上的应用。目前大多数中小型机械厂均参照国外的机械构造进行改装来实现，早期时候控制一般是由一个主电动机来带动的，通过齿轮箱传输动力来做锭子的旋转、卷绕辊转动、横向行动的移纱杆重复运动这三个部分的动作。每一个传输动力的零件依靠4个齿轮箱来传输动力，横向移动移纱依靠成形的凸轮来工作。如图1-1
图1-1 齿轮箱
1.2 方案背景
传统的倍捻机齿轮箱有工作难度大、工作的时候噪声非常大、漏油现象，尤其是变换生产品种的时候要花的时间长和步骤复杂等缺点。当纱线品种不同时，齿轮箱的齿轮尺寸以及定型凸轮的结构，所以齿轮箱的灵活性不够强；而且由于这样的机械架构导致了倍捻速度不能够太快，严重影响了工作效率；最后是其价格也相对较高。而采用我们永宏PLC作为控制核心，在成本和工作效率能够大大提高，而且针对不同的工艺的要求能够简单的进行修改。
1.3 客户需求
倍捻机在做生产的时候，有两个重要的质量要求：对纱线进行卷绕时，纱线成型的纹理是不能够重叠的；其次，纱线成筒后，两边不能够出现掉线的问题。在这个的基础上，还要求整个机器的启动配合，主要包括锭速电机、卷绕电机以及移纱杆横动速度的同步。
1.4 解决方案
1.4.1 防重叠设计
纱线出现重叠现象主要是由于卷绕与横动速度配合问题导致，因此在程序中，将横动速度设置为三个，并且增设了软边缩进。此方法不仅可以让重叠概率大大降低，而且软边缩进在一定程度上也能够打乱有规律的布线，从而进一步减小重叠的可能性。
1.4.2 防掉线设计
纱线的掉线问题主要原因有三种：机械振动；脉冲输出错误；工艺参数设置不够良好。在脉冲输出错误方面，采用的是子程序计算完全后再进行使用，并且尽量在满足运行要求的条件下简化伺服流程，降低出错的概率。
1.4.3 启停同步设计
两台电机均采用的是变频器控制，考虑到机械惯性等外在因素后，对锭速变频器设置一对加减速时间，然后通过内部的一个函数计算，得出卷绕变频器的一对加减速时间，使得两台电机启停能够同步。而横动的同步，则是通过通讯读取卷绕变频器的时候频率通过一些计算，转换为伺服横动的速度，然后使用伺服命令动态修改速度的功能，以实现伺服横动的同步要求。
1.5 实施结果
采用FBs- PLC作为控制核心，配合变频器、伺服电机、触摸屏实现倍捻机的功能，不仅在工艺设置的可调节性占有优势，而且整个机器的启停阶段也可以做到良好的配合，以确保捻度的保持性。由于机械的构造干扰比较大，将屏蔽及接地设计好，对于机械的良好运行也比较有保证。
二 控制系统设计
2．1硬件配置
设备的控核心为永宏FBs-14MC主机，FBs-CB5通讯扩展板1块，以及11KW及7.5KW变频器各一台，伺服电机一台。该主机配有8点输入和6点输出，自带一个RS232通讯口，通过加FBs-CB5通讯模板实现PLC与双台变频器的通讯。配永宏HU070S-00触摸屏一台，该人机采用65536色真彩TFT液晶，具有800×480的分辨率，主机自带两个通讯口。
图2-1 硬件配置图
2．2控制工艺流程设计
步骤一：机器上电后伺服自动复位寻找中心位置，进入机械运行的准备状态。
步骤二：使用触摸屏与PLC做通讯，并直接在触摸屏上对工程参数进行设置，主要是机械方面的参数；其次是根据工艺要求对工艺参数进行设置。
步骤三： 参数设置完全后，便可进行启动。三个部分动作同步运行起来，伺服横动根据成型长度做往返运行，分别根据停摆速度、上摆速度、软边速度运行一定的次数组成一个大的循环。
步骤四：当按下停止按钮，三个部分同步停止。此时，伺服停止位置是不确定的，当再次启动时，程序能够实现衔接上次停止的状态继续运行。
以下是控制工艺流程图。
图2-2 控制工艺流程图
2.3软件设计
2.3.1 变频通讯的配置
永宏PLC与变频器做RS485通讯，分别对通讯参数进行设置，并将卷绕变频器设为2号站，锭速变频器设为3号站，通讯参数设置表格如图2-3.
图2-3 变频通讯参数设定
然后是在PLC上编写通讯程序，如图2-4
图2-4 变频通讯程序
三 设备调试
该设备的技术难点在于如何防止重叠的出现，出现重叠的话，在线筒运转时会出现明显的线痕，通过调节软边参数及对应的伺服横动速度与卷绕之间的比值，就可以得到想要的结果。
四 总结
4.1实施效果
4.2 应用体会
永宏FBs系列主机性能卓越、可靠稳定、操作简便的特点在此案例中得到深刻的体会。FBs系列PLC以永宏自行研发的SOC为核心，整合中央处理器(CPU)、硬件逻辑处理器(HLS)、高速通讯口、高速计数器/高速计时器，NC定位等为一体，速度更快，稳定性更强。WinProladder编程软件，通过表格的形式配置通讯、高速计数、脉冲输出等功能，操作更方便、快捷。
在使用NC定位程序时，应该将干扰等外界因素排除，不然可能影响到精确的定位，其次永宏PLC在做485通讯时，不管从通讯延时等方面都是比较好的。
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(5/30/2013) |
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