1   前言

分條整經(jīng)機主要用于精紡毛、化纖長(cháng)絲、真絲織物及特種產(chǎn)業(yè)用品、是劍桿、片校、噴氣、噴水等無(wú)梭織機的織前準備設備。主要由筒子紗架、整經(jīng)滾筒和倒軸卷繞三大部分組成。整經(jīng)調速范圍10~1000m/min，倒軸調速范圍10~300 m/min，走車(chē)量（導條位移）0.001~9.999mm，倒軸張力誤差≤±2%，要求恒張力卷繞。

分條整經(jīng)機主要是將筒紗按工藝要求排列到筒子紗架上，經(jīng)張力器、分絞筘、定幅筘、壓紗輥?lái)樞蚓砝@到整經(jīng)滾筒上，再由倒軸機按一定的張力卷繞到經(jīng)軸上，整個(gè)加工過(guò)程基本是在恒張力下進(jìn)行的，屬于恒轉矩負載。

該機滾筒主傳動(dòng)為15kw的交流變頻電動(dòng)機傳動(dòng)?？椵S、整經(jīng)臺的橫移以及整徑臺的前后移動(dòng)分別由單獨的交流伺服電機或步進(jìn)傳動(dòng)，倒軸電動(dòng)機為10kW，變頻電動(dòng)機。

全機的控制采用Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，DP現場(chǎng)總線(xiàn)是一種開(kāi)放的、串行的、全數字化的、雙向多變量通信的數據總線(xiàn)。

2   控制系統

全機由PLC控制，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus-DP協(xié)議，將主控器（S7-300PLC）和分站控制器（S7-200PLC），觸摸屏操作站以及變頻器，伺服控制器連成一體組成分布式控制系統，如圖1所示

圖1   分條整經(jīng)機現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統原理框圖

圖中：PLC——可編程控制器，總線(xiàn)控制系統的主站

1PLC——可編程控制器，總線(xiàn)系統的從站

TP——觸摸屏（包括整經(jīng)操作站和倒軸操作站）

U1、U2——分別為織軸，倒軸變頻器

S1——張力傳感器

S2——計長(cháng)傳感器

SC1、SC2——整經(jīng)臺橫移和前后移伺服電機控制器

UR1，UR2——編碼器

本系統主控器選用S7—300型PLC（S7-315-2DP型）它內置MPI口和DP通信口。MPI是集成在兩門(mén)子PLC上的通信口，用于建立小型通信網(wǎng)絡(luò )，采用多點(diǎn)接口MPI協(xié)議，是一種少數站點(diǎn)間的通信的總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )，常用于連接上位機和少量PLC之間的近距離通信，zui多可接32個(gè)節點(diǎn)，數據長(cháng)度為64個(gè)字節，zui大傳輸距離為100m。

MPI允許主/主通信和主/從通信。S7-300/400CPU作為網(wǎng)絡(luò )的主站，S7-200CPU是從站S7-300/400可用XGET/XPUT指令來(lái)讀寫(xiě)S7-200的數據。

Profibus-DP是一種高速數據通信網(wǎng)絡(luò )，適用于加工制造業(yè)自動(dòng)化，其傳輸速率為9.6~12kb/s，傳輸距離為0.1~1.2km，傳輸介質(zhì)通常采用屏蔽雙絞線(xiàn)。本機采用的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統是以PLC作為主站，完成總線(xiàn)通信管理，從站即變頻器數據（輸出頻率、電流、電壓等）的讀寫(xiě)以及參數化等工作。2臺變頻器和伺服控制器均為從站，其間采用半雙工雙向通信、從站只有在收到主站的讀寫(xiě)命令后才發(fā)送數據。

變頻器、PLC和觸摸屏構成的控制系統在進(jìn)行通信之前必須對上述設備的通信參數如波特率，通信格式等進(jìn)行設置，也就是進(jìn)行通信初始化設置，使變頻器、PLC和觸摸屏的通信波特率、通信格式等相互對應保持一致。

PLC的主要功能

（1）作為總線(xiàn)主站完成總線(xiàn)通信管理；

（2）控制兩臺變頻器的運行即整經(jīng)滾筒和倒軸電動(dòng)機的運行速度及變化；

（3）控制兩臺伺服電動(dòng)機的運行即整經(jīng)臺的橫移和前后移導條的位移；

（4）運算功能即對張力傳感器輸入的數據進(jìn)行運算處理后控制織軸電動(dòng)機的速度，完成張力的控制，對計長(cháng)傳感器輸入信號進(jìn)行運算處理實(shí)現計長(cháng)；

（5）與整經(jīng)和倒軸觸摸屏通信完成全機的起動(dòng)、停止等操作。

觸摸屏的主要功能

一臺觸摸屏作為整經(jīng)操作站，另一臺觸摸屏用作倒軸操作站，主要用于整經(jīng)或倒軸電動(dòng)機的起動(dòng)、停止等操作；設定、修改工藝參數以及顯示全機運行狀態(tài)等，該觸摸屏設置有主畫(huà)面，參數設置畫(huà)面，運行控制畫(huà)面，生產(chǎn)數據統計畫(huà)面和故障監視畫(huà)面等，各畫(huà)面的主要功能為：

主畫(huà)面是讓用戶(hù)直接了解整經(jīng)或倒軸的運行狀況和工藝參數、主畫(huà)面設有工藝參數和狀況監控區以及換頁(yè)區、監控的參數主要有整經(jīng)或倒軸的速度、經(jīng)長(cháng)、匹長(cháng)、導條位移、張力，等換頁(yè)區是用于各頁(yè)面的切換，用戶(hù)可根據需要直接切換到所需的頁(yè)面進(jìn)行監控。

參數設置畫(huà)面是用于設置工藝參數，例如在整經(jīng)時(shí)設置的參數有經(jīng)長(cháng)、匹長(cháng)、條數、條寬、導條位移量，壓輥壓力等。在倒軸時(shí)設置的參數有倒軸速度、紗線(xiàn)張力，左右移及收緊等，數值，工藝參數直接影響到加工產(chǎn)品質(zhì)量，設定的參數不得隨意修改，因此，工藝參數設置時(shí)，必須先輸入密碼，只有當密碼正確時(shí)方可進(jìn)入參數設置或修改，必要時(shí)密碼也可隨時(shí)變更。

運行控制畫(huà)面是用于選擇工作狀態(tài)例如整經(jīng)或倒軸，并進(jìn)行起動(dòng)、停止操作和調節到設定的工藝速度運行，還可顯示當前的運行速度，整經(jīng)臺的位移等參數，也就是對分條整經(jīng)機的運行進(jìn)行操作和監視。

生產(chǎn)數據統計畫(huà)面可顯示并儲存各班次當日或當月的產(chǎn)量、輔料消耗、運行生產(chǎn)效率和開(kāi)、停機時(shí)間等。

故障監視畫(huà)面主要是當遇有故障時(shí)，將自動(dòng)切換到故障監視畫(huà)面并可按照停機時(shí)間或停機次數從大到小順序顯示各班次的故障統計。

3   導條位移控制

本機采用伺服電動(dòng)機驅動(dòng)上下絲杠螺母機構來(lái)實(shí)現導條位移。下絲杠傳動(dòng)使機身相對地軌作左右運動(dòng)，上絲杠傳動(dòng)使整經(jīng)操作臺沿滾珠導軌作左右運動(dòng)；在整經(jīng)時(shí)機身和整經(jīng)臺兩者的移動(dòng)保持同步并作同向運動(dòng)，使整經(jīng)臺與筒子架中心保持在一條中心線(xiàn)上，如圖2所示。

圖2  導條位移控制示意圖

4   織軸張力控制

經(jīng)紗張力由張力傳感器檢測并通過(guò)控制器（本機為1PLC）與設定的織軸內圈張力和外圈張力進(jìn)引比較，其差值信號經(jīng)運算處理后控制織軸電機速度，由此，可獲得高精度的張力控制效果，如圖3所示。

圖3  經(jīng)紗張力控制原理框圖

5   結束語(yǔ)

分條整經(jīng)機采用現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，提高了電控系統的抗*力，系統工作的穩定性得到保證，從而使整機的技術(shù)水平提高了一步，這有利于現場(chǎng)數據的采集和處理，為現實(shí)現代化的管理提高提供了條件。目前大多數分條整理機尚未采用現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)，而是采用通用的PLC控制，變數調速（或伺服電機驅動(dòng)），觸摸屏操作和顯示的變頻調速控制系統，該系統成本較低，更經(jīng)濟。至于現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統能否在分條整理機上推廣應用，有待于總線(xiàn)系統硬件成本的降低。