基于DELTA自动化产品在帘子布织机电控系统的应用
2006/11/13 9:38:00
一、前言
帘子布织机是属于剑杆织机一类，普通织机机械结构主要包括送经机构、主机、卷取机构、选纬机构、储纬机构、多臂机构；电控部分主要包括主控部分(包括主电机、电子选纬、电子多臂等)；电送电卷部分（送经电机、卷取电机控制）。不过由于帘子布织机是属于剑杆织机特类，所以它在拥有一般织机性能的同时，亦有其特殊的一面。主要体现在：简单机械多臂、固定一个纬纱、送经机构和卷取机构亦有所差异、它有大卷装机构部分等。
图1 帘子布织机工厂一角
以往帘子布织机电控系统结构如下：
1、主控部分采用单片机控制，包括主机采用离合器控制、显示部分一般采用LCD。
2、送经/卷取(包括大卷装)大部分采用机械联轴控制，即使采用变频控制，一般都是模拟控制某一部分。
这种控制结构的缺点：
A、机械结构复杂、维修难；因为它很多都要通过机械传动来实现。
B、车速一般不是很快；一般在200转/分~350转/分。
C、显示信息不完善、自动化程度不高。
根据以上对帘子布织机及其原控制系统分析，通过和用户的合作，我们提出了一种采用以DELTA ES型PLC、DOP-A型HMI、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2 ：
它的创新主要体现于：
1、主电机采用DELTA B型矢量型变频器直接控制，摆脱了传统的离合器控制模式，同时实现主机电气无极调速功能。
2、送经电机、卷取电机、大卷装均采用DELTA M型变频器控制。
3、运用DELTA MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷取电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制。
4、信号采集及处理采用DELTA ES型PLC作为CPU处理中心。
5、显示采用 DELTA人机界面；摆脱了传统的LCD模式。
由该控制系统构建的帘子布织机有着以往织机无法比拟的优点：
A、机械结构大大简单化。
B、速度可高达420转/分。
C、主电机采用变频器控制，使织机车速可方便的调节控制。
二、主要工艺
1、逻辑部分
A、快车：正常开车（高速）；主机、送经、卷取、大卷装同步。
B、慢车：正常开车（低速）；主机、送经、卷取、大卷装同步。
C、点动：以低速寸动；主机、送经、卷取、大卷装同步。
D、机头布开车：大卷装布两头端开车，主机、送经、卷取、大卷装步，和快车的区别在于比例不同。
E、紧经/松经：主机不动、送经、卷取、大卷装按一定比例点动运转。
F、卷布/退布：大卷装按一定速度点动运转。
G、正常停车：通过停车按钮停车，停车过程是：接受停车信号后，主轴转到停车角度后迅速封纬、高压-低压刹车。
H、经停：断经停车，在检测到断经信号后和正常停车过程一样。
I、纬停：断纬停车，在检测到断纬信号后和正常停车过程一样。
J、缺纬停：缺纬停车，在检测到缺纬信号后和正常停车过程一样。
K、计数到停车：卷装布生产布长到达设定长度时停车。
L、急停：通过急停按钮紧急停车，整个控制电源切断，进入准备阶段。
2、同步控制
由于本系统主机、送经电机、卷取电机、大卷转均采用变频控制，根据工艺和织物要求必须对其采用比较严格的同步控制，即快车启动过程调速过程停车过程、点动过程、慢车过程、紧经/松经过程均要有相应的同步工艺控制要求：
本案例采用的同步比例原理如下：
说明：
（A）、主机改变整机速度；
（B）、纬密改变卷取速度；
（C）、卷取张力改变大卷装速度；
（D）、送经张力改变送经速度。
三、控制系统结构
1、件系统构架：
图3 系统构架框图
注：
A、PLC对变频器的控制速度采用RS485通讯控制、运行/停止采用I/O控制，原因在于：运行/停止控制采用I/O控制相比RS485通讯控制更安全、可靠！
B、端口定义：
表一：PLC端口定义表
2、软件系统构架
表2：软件系统构架
说明：
A、初始化程序主要处理一些运行参数、工艺参数、通讯格式等在停车、开车、上电时的保存或调用等功能。
B、通讯部分主要实时处理PLC对四台变频器速度通讯控制。
C、工艺逻辑、数据处理部分主要实现该剑杆织机的工艺要求。
D、整个工艺参数设定是采用子程序处理，目的减少程序扫描周期。
E、为了快速、定位停车，程序采用中断处理。
四、调试过程：
本项目调试分三步：
1、在机械厂调试（空载调试）：调试内容主要是整个电路接线检查、通讯调试、工艺逻辑基本实现。
2、用户厂现场调试（带载调试）：调试内容主要根据最终用户实现工艺要求，最终能达到客户要求、能生产出合格的产品。
3、运行一段时间后对出现的问题加以解决及整个系统的跟踪完善。
五、技术参数
1、变频器参数
A、通讯参数组 通讯格式： 9600 7 E 1 (ASCII)
B、基本参数组： 频率、运行控制来源；加减速时间、曲线；中间频率、电压设定等。
C、保护功能参数组设定：开启过电压/电流失速功能及大小。
D、特殊参数组停车直流制动（时间、准位、频率）设定：关闭AVR。
2、工艺参数-人机界面设定
人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、纬密设定、卷取、送经张力等。
六、结论
本系统已在江苏某化纤厂连续使用，系统稳定可靠。系统实时监控，具有结构简单，操作方便，界面简洁，稳定可靠，成本低廉等特征；是传统控制系统的最佳替代产品，可供相关市场及系统市场营销、设计人参考，该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。
帘子布织机是属于剑杆织机一类，普通织机机械结构主要包括送经机构、主机、卷取机构、选纬机构、储纬机构、多臂机构；电控部分主要包括主控部分(包括主电机、电子选纬、电子多臂等)；电送电卷部分（送经电机、卷取电机控制）。不过由于帘子布织机是属于剑杆织机特类，所以它在拥有一般织机性能的同时，亦有其特殊的一面。主要体现在：简单机械多臂、固定一个纬纱、送经机构和卷取机构亦有所差异、它有大卷装机构部分等。
图1 帘子布织机工厂一角
以往帘子布织机电控系统结构如下：
1、主控部分采用单片机控制，包括主机采用离合器控制、显示部分一般采用LCD。
2、送经/卷取(包括大卷装)大部分采用机械联轴控制，即使采用变频控制，一般都是模拟控制某一部分。
这种控制结构的缺点：
A、机械结构复杂、维修难；因为它很多都要通过机械传动来实现。
B、车速一般不是很快；一般在200转/分~350转/分。
C、显示信息不完善、自动化程度不高。
根据以上对帘子布织机及其原控制系统分析，通过和用户的合作，我们提出了一种采用以DELTA ES型PLC、DOP-A型HMI、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2 ：
它的创新主要体现于：
1、主电机采用DELTA B型矢量型变频器直接控制，摆脱了传统的离合器控制模式，同时实现主机电气无极调速功能。
2、送经电机、卷取电机、大卷装均采用DELTA M型变频器控制。
3、运用DELTA MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷取电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制。
4、信号采集及处理采用DELTA ES型PLC作为CPU处理中心。
5、显示采用 DELTA人机界面；摆脱了传统的LCD模式。
由该控制系统构建的帘子布织机有着以往织机无法比拟的优点：
A、机械结构大大简单化。
B、速度可高达420转/分。
C、主电机采用变频器控制，使织机车速可方便的调节控制。
二、主要工艺
1、逻辑部分
A、快车：正常开车（高速）；主机、送经、卷取、大卷装同步。
B、慢车：正常开车（低速）；主机、送经、卷取、大卷装同步。
C、点动：以低速寸动；主机、送经、卷取、大卷装同步。
D、机头布开车：大卷装布两头端开车，主机、送经、卷取、大卷装步，和快车的区别在于比例不同。
E、紧经/松经：主机不动、送经、卷取、大卷装按一定比例点动运转。
F、卷布/退布：大卷装按一定速度点动运转。
G、正常停车：通过停车按钮停车，停车过程是：接受停车信号后，主轴转到停车角度后迅速封纬、高压-低压刹车。
H、经停：断经停车，在检测到断经信号后和正常停车过程一样。
I、纬停：断纬停车，在检测到断纬信号后和正常停车过程一样。
J、缺纬停：缺纬停车，在检测到缺纬信号后和正常停车过程一样。
K、计数到停车：卷装布生产布长到达设定长度时停车。
L、急停：通过急停按钮紧急停车，整个控制电源切断，进入准备阶段。
2、同步控制
由于本系统主机、送经电机、卷取电机、大卷转均采用变频控制，根据工艺和织物要求必须对其采用比较严格的同步控制，即快车启动过程调速过程停车过程、点动过程、慢车过程、紧经/松经过程均要有相应的同步工艺控制要求：
本案例采用的同步比例原理如下：
说明：
（A）、主机改变整机速度；
（B）、纬密改变卷取速度；
（C）、卷取张力改变大卷装速度；
（D）、送经张力改变送经速度。
三、控制系统结构
1、件系统构架：
图3 系统构架框图
注：
A、PLC对变频器的控制速度采用RS485通讯控制、运行/停止采用I/O控制，原因在于：运行/停止控制采用I/O控制相比RS485通讯控制更安全、可靠！
B、端口定义：
表一：PLC端口定义表
2、软件系统构架
表2：软件系统构架
说明：
A、初始化程序主要处理一些运行参数、工艺参数、通讯格式等在停车、开车、上电时的保存或调用等功能。
B、通讯部分主要实时处理PLC对四台变频器速度通讯控制。
C、工艺逻辑、数据处理部分主要实现该剑杆织机的工艺要求。
D、整个工艺参数设定是采用子程序处理，目的减少程序扫描周期。
E、为了快速、定位停车，程序采用中断处理。
四、调试过程：
本项目调试分三步：
1、在机械厂调试（空载调试）：调试内容主要是整个电路接线检查、通讯调试、工艺逻辑基本实现。
2、用户厂现场调试（带载调试）：调试内容主要根据最终用户实现工艺要求，最终能达到客户要求、能生产出合格的产品。
3、运行一段时间后对出现的问题加以解决及整个系统的跟踪完善。
五、技术参数
1、变频器参数
A、通讯参数组 通讯格式： 9600 7 E 1 (ASCII)
B、基本参数组： 频率、运行控制来源；加减速时间、曲线；中间频率、电压设定等。
C、保护功能参数组设定：开启过电压/电流失速功能及大小。
D、特殊参数组停车直流制动（时间、准位、频率）设定：关闭AVR。
2、工艺参数-人机界面设定
人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、纬密设定、卷取、送经张力等。
六、结论
本系统已在江苏某化纤厂连续使用，系统稳定可靠。系统实时监控，具有结构简单，操作方便，界面简洁，稳定可靠，成本低廉等特征；是传统控制系统的最佳替代产品，可供相关市场及系统市场营销、设计人参考，该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。
投诉建议
提交
查看更多评论
其他资讯
智慧中控 助力牧场变身绿色与科技结合的热门景点
双机器人加持视觉 台达方案让PCB组装加工更轻松
台达首度入选2022中国企业科创力百强 并荣登行业前十强
台达数控系统NC5助力精密机床智慧进化
「云看展」：台达解锁打造当代建筑的N种可能