PLC控制的全伺服經編機機械結構及工作原理

1引言

      傳統的紡織工業工藝流程包括纖維、織造、后整理和服裝四個部分。織造工藝包括機織、針織、編織和非織造。針織又分為經編和緯編。經編用一組或幾組平行排列的紗線，于經向喂入機器的所有工作針上，同時成圈而形成針織物，這種方法稱為經編，形成的針織物稱為經編織物 。

      我國的經編業經過幾十年的發展，不斷的結構調整，特別是近幾年新興地區經編企業起點高、產品結構合理、規模效益明顯，高校和科研單位科研力量的注入，以及產學研的結合使我國的經編產業得到了迅猛發展，正逐步成為世界經編工業的中心。

      傳統的經編機多為鏈條式經編機，由于其為機械主軸傳動結構，沒有導入電氣傳動，造成其以下缺點：織花速度慢，效率低；鏈條機構復雜，每更換一種花型，需要花費較多時間，且每一花型對應一種鏈塊，這樣更換花型時間長，成本高。造成小批量定單失去生產意義；

     由于機構的復雜性，致使復雜花型無法在鏈塊機上進行生產。只能生產花型較簡單的布料，不能滿足越來越高的要求，目前全伺服經編機已在紡織中漸漸得到應用。現在全伺服的經編機在產量，效率，花型多樣性，產品質量上都有很好的優勢，因此將成為未來提花織布的主流。

2 全伺服經編機系統構架

2.1系統架構（圖1）

i. 系統構成

圖1 全伺服經編機電控系統架構

2.2系統配置

系統配置參見表1。

表1全伺服經編機電控系統配置
名稱 型號 數量（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。

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

2 驅動部份。

系統共有56條梭節，由臺達56套ASD-A 750W的伺服進行控制，伺服的動作根據織花轉換程序事先轉換好的存儲在分控制器中花型數據進行動作。

3 監控部份。

上位監控部份由一臺研華觸摸式平板電腦TPC-1260，配以監控軟件來完成；同時電腦上還運行織花花型轉換程序進行花型數據的轉換與下載。

3全伺服經編機機械結構及工作原理

    全伺服經編機主要包括電子送經系統、梭節橫移系統、電子提花系3個部份構成。

3.1電子送經系統

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

3.2梭節橫移系統

梭節橫移系統是由臺達PLC，ASD所構成的系統，也是本文主要介紹的部份。框架詳見系統框圖。

經編機的梭節一般有56條或40條,目前zui多的是56條。每條梭節由1個750W的伺服來控制。由于控制軸數太多,故采用分散控制。梭節橫移系統主要有兩個關鍵點:1每個梭節橫移的速度及精度。經編機的主軸要求轉速達到400轉,主軸每轉一周橫移要動作一下,且動作時間只有1/3轉的時間內要完成,否則橫移失敗。

2花型是數據轉化。由于織花的花型是由紡織CAD軟件生成的。系統需要將紡織CAD生成的相關花型數據轉換成PLC能識別的數據,進而進行梭節橫移控制。目前系統采用VB編寫了一個花型轉換軟件來完成花型數據的自動轉換及數據的下載。

    目前系統采用臺達EH系列的PLC作為控制器,利用EH PLC良好的伺服定位功能、豐富的內部數據資源、與臺達伺服的無縫通訊功能。使得控制與驅動緊密結合，兩者緊密結合，使系統控制的更好。

3.3電子提花系統

電子提花系統主要用來花型的提取，再配合梭節的橫移以實現花型的成型。其主要由一個嵌入式系統來實現：提花數據是轉換及提花的動作控制；執行動作由3146-4096個電磁閥來實現。由于電磁的動作響應速度較慢，現在慢慢地被動作響應快的壓電陶瓷所取代。

    整個系統除了控制、驅動外，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，電腦上運行監控軟件與織花轉換程序。

4 監控軟件功能設計

4.1系統運行監控

整個系統的運行狀態監控：伺服的運行狀態，PLC、伺服的通訊狀態，花型運行的梭節號等等運行狀態。

4.2參數設置

完成系統的參數設置：機械參數、運動參數。機械參數主要是主軸參數，用來做橫行追蹤的；運動參數主要是給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

該功能是實現梭節的初始裝針。
 

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
主要用來監控電子送經部份的。

4.6用戶管理
用來設置相關的操作權限及密碼的設定。

4.7幫助
對系統的疑問可以在幫助中查找答案。

5 結束語
整套系系統統采用性價比*的臺達機電產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中達產品在系統整合上的優勢。