摘要：本文詳細介紹了臺達人機界面、ES系列可編程控制器、B及M型交流變頻器構(gòu)成的控制系統(tǒng)在泰州簾子布織機上的成功應用。整個電控系統(tǒng)主要采用MODBUS協(xié)議構(gòu)建整個控制系統(tǒng)，通過用戶近一年的使用，效果很好。

關鍵詞：臺達自動化產(chǎn)品 可編程控制器 變頻器 人機界面 簾子布織機

一、前言

　　簾子布織機是屬于劍桿織機一類，普通織機機械結(jié)構(gòu)主要包括送經(jīng)機構(gòu)、主機、卷取機構(gòu)、選緯機構(gòu)、儲緯機構(gòu)、多臂機構(gòu)；電控部分主要包括主控部分（包括主電機、電子選緯、電子多臂等）；電送電卷部分（送經(jīng)電機、卷取電機控制）。不過由于簾子布織機是屬于劍桿織機特類，所以它在擁有一般織機性能的同時，亦有其特殊的一面。主要體現(xiàn)在：簡單機械多臂、固定一個緯紗、送經(jīng)機構(gòu)和卷曲機構(gòu)亦有所差異、有大卷裝機構(gòu)部分等方面。

以往簾子布織機電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

1．主控部分采用單片機控制，包括主機采用離合器控制、顯示部分一般采用LCD。
2．送經(jīng)/卷曲（包括大卷裝）大部分采用機械聯(lián)軸控制，即使采用變頻控制，一般都是模擬控制某一部分。

這種控制結(jié)構(gòu)的缺點：

A．機械結(jié)構(gòu)復雜、維修難；因為它很多都要通過機械傳動來實現(xiàn)。
B．車速一般不是很快；一般在200轉(zhuǎn)/分～350轉(zhuǎn)/分。
C．顯示信息不完善、自動化程度不高。

　　根據(jù)以上對簾子布織機及其原控制系統(tǒng)分析，通過與用戶的合作，我們提出了一種采用以臺達 ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型變頻器構(gòu)建的新穎電控系統(tǒng)，如圖2 ：

它的創(chuàng)新主要體現(xiàn)于：

1．主機采用臺達 B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統(tǒng)的離合器控制模式，同時實現(xiàn)主機電氣無極調(diào)速功能。
2．送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝均采用臺達 M型變頻器控制。
3．運用臺達 MODBUS通訊協(xié)議構(gòu)建主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷裝控制系統(tǒng)；擺脫了傳統(tǒng)的模擬量控制。
4．信號采集及處理采用臺達ES型PLC作為CPU處理中心。
5．顯示采用臺達人機界面；擺脫了傳統(tǒng)的LCD模式。

由該控制系統(tǒng)構(gòu)建的簾子布織機有著以往織機無法比擬的優(yōu)點：

A．機械結(jié)構(gòu)大大簡單化。
B．度可高達450轉(zhuǎn)/分，這是同類機種高不可攀的車速。
C．主機采用變頻控制，使織機車速可變頻調(diào)速控制。

二、主要工藝

1．邏輯部分

A．快車：正常開車（高速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。
B．慢車：正常開車（低速）；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。
C．點動：以低速寸動；主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝同步。
D．機頭布開車：大卷裝布兩頭端開車，主機、送經(jīng)、卷曲、大卷裝步，和快車的區(qū)別在于二者的比例不同。
E．緊經(jīng)/松經(jīng)：主機不動、送經(jīng)、卷曲、大卷裝按一定比例點動運轉(zhuǎn)。
F．卷布/退布：大卷裝按一定速度點動運轉(zhuǎn)。
G．正常停車：通過停車按鈕停車，停車過程是：接受停車信號后，主軸轉(zhuǎn)到停車角度后迅速封緯、高壓-低壓剎車。
H．經(jīng)停：斷經(jīng)停車，在檢測到斷經(jīng)信號后和正常停車過程一樣。
I．緯停：斷緯停車，在檢測到斷緯信號后和正常停車過程一樣。
J．緯停：缺緯停車，在檢測到缺緯信號后和正常停車過程一樣。
K．計數(shù)到停車：卷裝布生產(chǎn)布長到達設定長度時停車。
L．急停：通過急停按鈕緊急停車，整個控制電源切斷，進入準備階段。

2．同步控制

　　由于本系統(tǒng)主機、送經(jīng)電機、卷曲電機、大卷轉(zhuǎn)均采用變頻控制，根據(jù)工藝和織物要求必須對其采用比較嚴格的同步控制，即快車啟動過程、調(diào)速過程、停車過程、點動過程、慢車過程、緊經(jīng)/松經(jīng)過程均要有相應的同步工藝控制要求。

　　本案例采用的同步比例原理如下：

說明：
（a）．主機改變整機速度；
（b）．緯密改變卷取速度；
（c）．卷曲張力改變大卷裝速度；
（d）．送經(jīng)張力改變送經(jīng)速度。

三、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．件系統(tǒng)構(gòu)架：
A．結(jié)構(gòu)框圖

注：
　　PLC對變頻器的控制速度采用RS485、運行/停止采用I/O控制，原因在于：運行/停止控制采用I/O控制相比RS485控制較安全、可靠！

B．端口定義：

2.軟件系統(tǒng)構(gòu)架

說明：
A．初始化程序主要處理一些運行參數(shù)、工藝參數(shù)、通訊格式等在停車、開車、上電時的保存或調(diào)用等功能。
B．通訊部分主要實時處理PLC對四臺變頻器速度通訊控制。
C．工藝邏輯、數(shù)據(jù)處理部分主要實現(xiàn)根據(jù)該劍桿織機的工藝要求。
D．整個工藝參數(shù)設定是采用子程序處理，目的減少程序掃描周期。
E．為了快速、定位停車，程序采用中斷處理。

四、調(diào)試過程

本項目調(diào)試分三步：
1．在機械廠調(diào)試（空載調(diào)試）：調(diào)試內(nèi)容主要是整個電路接線檢查、通訊調(diào)試、工藝邏輯基本實現(xiàn)。
2．戶廠現(xiàn)場調(diào)試（帶載調(diào)試）：調(diào)試內(nèi)容主要根據(jù)最終用戶的要求實現(xiàn)工藝的完善，最終能達到客戶要求、并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
3．運行一段時間后對出現(xiàn)的問題加以解決及整個系統(tǒng)的跟蹤完善。

五、技術參數(shù)

1．變頻器參數(shù)
A．通訊參數(shù)組通訊格式：9600 7 E 1 （ASCII）。
B．基本參數(shù)組：頻率、運行控制來源；加減速時間、曲線；中間頻率、電壓設定等。
C．保護功能參數(shù)組設定：開啟過電壓/電流失速功能及大小。
D．特殊參數(shù)組停車直流制動（時間、準位、頻率）設定：關閉AVR。
2．工藝參數(shù)人機界面設定
　　人機部分主要實現(xiàn)人參與控制系統(tǒng)的途徑。它主要包括：顯示部分、設定部分、操作部分、歷史故障部分；其中設定主要是主機速度設定、緯密設定、卷曲、送經(jīng)張力等。

六、結(jié)論

　　本系統(tǒng)已在江蘇泰州化纖廠使用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)實時監(jiān)控，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，界面簡潔，穩(wěn)定可靠，成本低廉等特征，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產(chǎn)品，可供相關市場及系統(tǒng)市場營銷、設計人參考，該系統(tǒng)具有大批量產(chǎn)品化潛力，具有廣闊的市場前景。

參考文獻：

1.《劍桿織機原理與使用》 陳元甫 洪海滄 主編 中國紡織出版社 1994年版
2.《VFD-B 型變頻器使用手冊》中達電通股份有限公司 2003年版
3.《VFD-M 型變頻器使用手冊》中達電通股份有限公司 2003年版
4.《DOPA 系列人機界面應用技術手冊》中達電通股份有限公司 2003年版
5.《DVP-PLC應用技術手冊程序篇》中達電通股份有限公司 2003年8月版