SGA726型劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)分析
| 劍桿織機(jī)是最早發(fā)明和推廣應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的一種無(wú)梭織機(jī)，早期的劍桿織機(jī)選色、送經(jīng)、卷取、開(kāi)口、絞邊等機(jī)構(gòu)都是機(jī)械式，淘汰型劍桿織機(jī)只有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，一個(gè)開(kāi)關(guān)箱(電氣控制箱)。隨著電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，各織機(jī)制造廠不斷地采用新技術(shù)、新材料、新工藝、提高了劍桿織機(jī)機(jī)電一體化的程度?，F(xiàn)在的劍桿織機(jī)幅寬至少是190cm的筘幅，寬至360cm或380cm筘幅，緯紗至少是4色或6色選緯，甚至是8色或16色選緯，采用計(jì)算機(jī)控制電子選色機(jī)構(gòu)，這是機(jī)械式選色機(jī)構(gòu)無(wú)法比擬的。當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制的劍桿織機(jī)除了主電動(dòng)機(jī)以外，至少還有5-7臺(tái)各種特殊功能的微電機(jī)，分別應(yīng)用于送經(jīng)、卷取、開(kāi)口、自動(dòng)找斷緯、選色、織邊、剪邊紗等機(jī)構(gòu)。這些特種電機(jī)都是由計(jì)算機(jī)控制，劍桿織機(jī)中的計(jì)算機(jī)還擔(dān)負(fù)著監(jiān)測(cè)、顯示各種數(shù)據(jù)的功能。高檔劍桿織機(jī)所采用的不是過(guò)去的單板機(jī)或8位機(jī)、16位機(jī)，而是32位計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)控制的特種變速電動(dòng)機(jī)或變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)在織機(jī)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了織機(jī)在運(yùn)行中任意變速，這是織機(jī)速度控制發(fā)展的趨勢(shì)，它不僅在劍桿織機(jī)上使用，而且已在其它無(wú)梭織機(jī)上推廣應(yīng)用。 近年來(lái)日本津田駒公司和豐田公司、意大利的SOMET公司、比利時(shí)的PICANOL公司、瑞士的SULZER TEXTIL公司和STAUBLI公司等無(wú)梭織機(jī)，普遍采用新型高速可靠的微機(jī)群或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及人機(jī)界面，具有自診斷和數(shù)據(jù)采集管理功能，實(shí)現(xiàn)電子送經(jīng)、電子卷取、電子選緯、電子多臂、電子提花等控制。國(guó)內(nèi)的無(wú)梭織機(jī)其技術(shù)水平與國(guó)外差距較大，國(guó)產(chǎn)劍桿織機(jī)的產(chǎn)量很大，但使用的技術(shù)普遍是從國(guó)外80年代的機(jī)型改進(jìn)而來(lái)，大多數(shù)采用商用微機(jī)，檔次不一。 可編程控制器(PLC)以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，面向控制過(guò)程，面向用戶，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高。近年來(lái)，中紡機(jī)、經(jīng)緯紡機(jī)、龍力機(jī)械和杭州精加工等廠家都把PLC應(yīng)用于劍桿織機(jī)的電氣控制，把人機(jī)界面、操作按鈕、編碼器、斷紗檢測(cè)裝置、多臂機(jī)、電磁離合器、選色器等通過(guò)PLC來(lái)控制劍桿織機(jī)的動(dòng)作。PLC技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高劍桿織機(jī)布面質(zhì)量、擴(kuò)大織物品種、提高織機(jī)的效率、簡(jiǎn)化操作、減低消耗、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面起了重大作用。 本文介紹以歐姆龍CPM1A型PLC及一20EDT的擴(kuò)展模塊為核心，構(gòu)成劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng)，完成織機(jī)角度檢測(cè)、可編程控制器對(duì)選色電磁鐵、主離合器、慢車及找緯離合器等控制。 2 SGA726型劍桿織機(jī)系統(tǒng)組成和特點(diǎn) SGA726型劍桿織機(jī)電控系統(tǒng)充分采用當(dāng)今先進(jìn)的微電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)，采用歐姆龍可編程序控制器，解決現(xiàn)有的單片機(jī)系統(tǒng)無(wú)法解決的工藝差、穩(wěn)定性差、抗干擾能力差、故障率高的缺陷，使整個(gè)電控系統(tǒng)的控制水平有了很大的提高，反映了當(dāng)今國(guó)內(nèi)紡機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向. 電控系統(tǒng)角度傳感器采用絕對(duì)值式光電編碼器，準(zhǔn)確給出織機(jī)任何定位角度，PLC為模塊式,可根據(jù)需要增減輸入輸出模塊。 經(jīng)停按鈕和停經(jīng)片等組成經(jīng)停檢測(cè)裝置，該按鈕可在織機(jī)后部控制織機(jī)停車，拔出后用于織機(jī)調(diào)試。 (1) 開(kāi)車按鈕:當(dāng)筘座位于起動(dòng)區(qū)(310～40度)，且所有起動(dòng)條件都滿足時(shí)，按此開(kāi)車按鈕，則織機(jī)開(kāi)快車; (2) 停車按鈕:如果按下時(shí)間短，織機(jī)停車，并自動(dòng)回轉(zhuǎn)到330度，如果按下時(shí)間較長(zhǎng)，則織機(jī)停車后不回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)過(guò)程中按此按鈕則織機(jī)立即停止回轉(zhuǎn)。若按住此按鈕不放可封鎖一切操作; (3) 點(diǎn)動(dòng)按鈕:按住點(diǎn)動(dòng)按鈕織機(jī)則慢車正向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)有些故障發(fā)生時(shí)可用點(diǎn)動(dòng)按鈕復(fù)位。 (4) 回轉(zhuǎn)按鈕;當(dāng)筘座位于回轉(zhuǎn)區(qū)(330度～260度)時(shí)，按此回轉(zhuǎn)按鈕，織機(jī)則慢車回轉(zhuǎn)至330度，同樣回轉(zhuǎn)過(guò)程中按停車按鈕，則織機(jī)立即停止回轉(zhuǎn); (5) 正找緯按鈕:按此按鈕，多臂機(jī)帶動(dòng)綜框正向找緯; (6) 反找緯按鈕:按此按鈕，多臂機(jī)帶動(dòng)綜框反向找緯; (7) 急停按鈕:按住此按鈕,可切斷電柜電源; (8) 用一油壓繼電器檢測(cè)織機(jī)油路系統(tǒng)油壓情況。 2.1 主要電器 機(jī)上系統(tǒng)包括傳感器7只、抬緯電磁鐵1只、主電機(jī)、風(fēng)機(jī)、慢車電機(jī)、儲(chǔ)緯器、主離合器、制動(dòng)器、慢車離合器、找緯離合器等。 2.2 控制電源 三相交流電源首先接入自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)QF，其保護(hù)電流是20A，電源變壓器提供二組交流21V電壓，一組全波整流濾波后，產(chǎn)生直流24V電壓，用于主離合器、慢車離合器線圈、光電編碼器和報(bào)警燈電源;另一組交流21V半波整流后，用于正常低壓制動(dòng);交流220V半波整流后，對(duì)儲(chǔ)能電容器進(jìn)行充電用于高壓制動(dòng);電源變壓器輸出的交流110V經(jīng)全波整流后用于找緯離合器線圈，交流110V還用于交流接觸器線圈驅(qū)動(dòng);變壓器輸出交流15V經(jīng)全橋?yàn)V波、7812穩(wěn)壓后，用于緯紗檢測(cè)器、液晶顯示器、傳感器驅(qū)動(dòng)。電機(jī)起動(dòng)按鈕和關(guān)機(jī)自鎖按鈕串入主交流接觸器KM1線圈電路，KM1控制主電機(jī)、風(fēng)機(jī)和慢車電機(jī)。慢車電機(jī)正反轉(zhuǎn)KM2、KM3接觸器接在主交流接觸器KM1后，線圈由PLC控制。三只電機(jī)主電路各接入一只熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 2.3 傳感器和執(zhí)行器件的配合 絕對(duì)值式光電編碼器通常安裝在織機(jī)主軸快車端上，以便檢測(cè)出織機(jī)控制所需的任何角度。設(shè)計(jì)時(shí)把編碼器改至剪刀軸上，有效減少了編碼器的震動(dòng)和不必要的損壞。慢車和找緯離合器上裝有二只接近開(kāi)關(guān)，一只為PXsm，當(dāng)慢車離合器嚙合時(shí)，禁止織機(jī)啟動(dòng)快車;另一只為PXpf，當(dāng)找緯離合器脫開(kāi)時(shí)使慢車離合器嚙合，在找緯過(guò)程中封鎖開(kāi)車按鈕、慢車按鈕，找斷緯過(guò)程完畢后使慢車離合器脫開(kāi)。織機(jī)的引緯方向有一只緯紗檢測(cè)器和一只抬緯電磁鐵，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中以及倒車過(guò)程中抬緯，以排除不正常引緯。 3 PLC控制 3.1 斷紗檢測(cè) 織機(jī)的定位停車位置，由MPT001-C中文人機(jī)界面上設(shè)定，PLC根據(jù)絕對(duì)值式光電編碼器的角度而實(shí)現(xiàn),無(wú)須機(jī)械安裝定位停車開(kāi)關(guān)。 斷經(jīng)信號(hào)由經(jīng)停片直接通過(guò)導(dǎo)線傳給PLC，PLC根據(jù)用戶設(shè)定的斷經(jīng)停車角度(MPT001-C中文人機(jī)界面上設(shè)定)和絕對(duì)值式光電編碼器的角度信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位停車。經(jīng)紗品種不同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)PLC對(duì)停經(jīng)片的靈敏度，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)定位停車，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。 緯紗信號(hào)經(jīng)過(guò)處理電路分兩點(diǎn)(斷緯、重緯)進(jìn)入PLC，無(wú)須選緯傳感器和定位停車開(kāi)關(guān)，PLC程序?qū)?huì)根據(jù)用戶設(shè)定的斷緯、重緯停車角度和絕對(duì)值式光電編碼器的角度信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位停車。 3.2 編碼器連接 絕對(duì)值式光電編碼器軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生與位置一一對(duì)應(yīng)的代碼(二進(jìn)制、BCD碼等)輸出。從代碼大、小的變更，即可判別正反方向和位移所處的位置，而無(wú)須判向電路。它有一個(gè)絕對(duì)零位代碼，當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開(kāi)機(jī)重新測(cè)量時(shí)，仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置的代碼，并準(zhǔn)確地找到零位代碼。一般情況下，絕對(duì)值式編碼器的測(cè)量范圍為0～360度，但特殊的型號(hào)也可實(shí)現(xiàn)多圈測(cè)量。本編碼器的出口端引出10根線，其中2根分別接24V和公共(COM)端，其余8根不同顏色的線和PLC輸入端的前8個(gè)端子即(00000～00007)相連接，利用剪刀軸帶動(dòng)編碼器所轉(zhuǎn)的角度傳給PLC，再由PLC傳給顯示屏，這樣就可以通過(guò)人機(jī)界面準(zhǔn)確把握織機(jī)的停車角度、織機(jī)的轉(zhuǎn)速、緯檢開(kāi)始角度、緯檢結(jié)束角度、經(jīng)停角度、緯停開(kāi)始角度等。 3.3 可編程控制器(PLC)I/O接 PLC的主體由CPM1A(30點(diǎn)輸入輸出)和20EDT晶體管擴(kuò)展模塊(20點(diǎn)輸入輸出)組成，CPM1A可編程控制器有兩排進(jìn)口端子和兩排出口端子，分為上下兩層，由一根通訊線連至顯示屏，以監(jiān)控織機(jī)的運(yùn)行情況。 PLC輸入點(diǎn)00000～00007接編碼器8根輸出信號(hào)線，輸入點(diǎn)00008與緯紗檢測(cè)器輸出ws相連，接收緯紗檢測(cè)器的給定信號(hào)，00009點(diǎn)和手輪保護(hù)開(kāi)關(guān)hw相連。為了及時(shí)檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)和找緯接近開(kāi)關(guān)的工作情況，把00010和00011點(diǎn)分別用來(lái)反映慢車接近開(kāi)關(guān)和找緯接近開(kāi)關(guān)的動(dòng)作情況，所以把這兩點(diǎn)分別接至織機(jī)的慢車接近開(kāi)關(guān)(sm)和找緯接近開(kāi)關(guān)(pf)。慢車和找緯接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況通過(guò)PLC傳到人機(jī)界面上，維修人員可以在織機(jī)突然停止情況下及時(shí)了解織機(jī)系何種原因停機(jī)。00100點(diǎn)和油壓信號(hào)sp相連接，當(dāng)油路出現(xiàn)故障時(shí)，PLC接收到sp信號(hào)，顯示屏上即顯示油壓低的警告。00101點(diǎn)與經(jīng)停開(kāi)關(guān)(js)相連，當(dāng)織機(jī)在正常開(kāi)車時(shí)，一旦經(jīng)停開(kāi)關(guān)(js)動(dòng)作，織機(jī)立即停止工作。根據(jù)操作需要，利用PLC的00102點(diǎn)和快車按鈕相連接，00103和慢車按鈕相連接，00104和點(diǎn)動(dòng)按鈕相連接，00105和回轉(zhuǎn)按鈕相連接。晶體管擴(kuò)展模塊輸入點(diǎn)00200、00201、00202分別連接正找緯、反找緯和急停按鈕。這樣，橫檔操作面板上所有按鈕都通過(guò)PLC控制織機(jī)運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)展模塊輸入點(diǎn)00203、00204、00205分別連至人機(jī)界面上的運(yùn)行編程、上移緯和下移緯按鈕，便于操作人員把所要設(shè)定的工藝參數(shù)通過(guò)人機(jī)界面輸入到PLC中。擴(kuò)展輸入點(diǎn)00206與維修開(kāi)關(guān)相連接，可以在維修時(shí)關(guān)閉PLC的動(dòng)作，確保維修安全。擴(kuò)展輸入點(diǎn)00207～00209與班次組合按鈕相連，方便統(tǒng)計(jì)每班組織機(jī)運(yùn)行和生產(chǎn)情況。 |
