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　　摘  要  將HOLLiAS-PLC應用于經編機自動化控制系統(tǒng)，根據工藝要求，提供了一種降低成本、提高效率、豐富花型的控制方案，并重點介紹了經編機梭節(jié)橫移系統(tǒng)組成和方案設計思路。

　　關鍵詞  經編機；控制系統(tǒng)；PLC；伺服電機

　　1 引言

　　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。

　　經編機種類很多，按結構特點主要有特里科型和拉舍爾型兩大類。在特里科經編機上，由織針引出的織物與針桿平面間夾角約為115°,織物由沉降片和牽拉輥一起牽拉，使剛形成的線圈轉向針背，脫離編織區(qū)。這一類經編機一般使用鉤針或槽針，機號和機速較高，適用于編織組織結構和花型比較簡單的經編針織物。在拉舍爾經編機上，織物引出方向與針桿平面間夾角在140°以上,織物僅靠牽拉輥牽拉。拉舍爾經編機一般使用舌針或槽針，機號與機速較低，適用于編織組織結構和花型比較復雜的經編針織物。

　　賈卡經編機是拉舍爾經編機的一種，近年來賈卡經編機發(fā)展迅速，從機械式賈卡裝置發(fā)展到電磁式控制的賈卡裝置，再從電磁式發(fā)展到現在的壓電式，使機器的速度提高了，可達1300轉/分，而且賈卡提花原理得到進一步發(fā)展。傳統(tǒng)的鏈條式經編機，由于其為機械主軸傳動結構，沒有導入電氣傳動，其機構的復雜性，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。全伺服經編機出現解決了編織機傳動慢的難題，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(yōu)勢，因此將成為未來提花織布的主流。

　　2 經編機原理和結構

　　經編機的主要成圈機件有織針、導紗針、沉降片和壓板（用于鉤針機）。織針整列地裝在針床上，隨針床一起運動。導紗針裝在條板上組成梳櫛。經紗穿過導紗針的孔眼,隨梳櫛一起運動而繞墊在針上,通過織針、沉降片等成圈機件的相互配合運動而織成織物。

　　經編機主要由編織機構、梳櫛橫移機構、送經機構、牽拉卷取機構和傳動機構組成。①編織機構包括針床、梳櫛、沉降片床和壓板，一般由凸輪或偏心連桿傳動。凸輪常用于速度較低、成圈機件運動規(guī)律較復雜的經編機中。偏心連桿由于傳動平穩(wěn)，加工較簡便，高速運轉時磨損和噪音較小，因而在高速經編機上得到廣泛應用。②梳櫛橫移機構，使梳櫛在成圈過程中按照針織物組織的要求橫移，將經紗墊于針上，以便織成具有一定組織結構的針織物。通常有花板式和凸輪式兩種，花板式機構通過一定外形和尺寸的花板按針織物組織的要求串連成花板鏈條，使梳櫛橫移，適用于編織花紋比較復雜的組織，花型變換比較方便。在凸輪式機構中凸輪是按針織物組織所需梳櫛橫移規(guī)律而設計的，傳動較平穩(wěn)，能適應較高的編織速度。③送經機構，把經軸上的經紗退解下來，送入編織區(qū)。有消極式和積極式兩類。消極式機構中經軸為經紗張力拉動而送出經紗，不需要專門的經軸傳動裝置，適用于機速較低、送經規(guī)律較為復雜的經編機。積極式送經機構采用專門的傳動裝置使經軸回轉送出經紗，又有張力感應式和線速度感應式之別。張力感應式機構通過張力桿感應經紗張力的大小來控制經軸的轉速。線速度感應式機構通過測速裝置感應經紗運動速度的大小來控制經軸的轉速。這類機構以預定線速度送出經紗，能在高速運轉條件下穩(wěn)定地工作，故在高速經編機上得到廣泛使用。④牽拉卷取機構的作用是以預定的速度將織物從編織區(qū)牽引出來并卷繞成布卷。

　　經編機控制系統(tǒng)主要包括電子送經系統(tǒng)、電子提花系、梭節(jié)橫移系統(tǒng)三個部分構成。

　　1）電子送經系統(tǒng)

　　電子送經系統(tǒng)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。電子送經系統(tǒng)可以分為單速或雙速的 EBA 和多速的 EBC兩種，采用PLC 、變頻器、三相異步電機、伺服電機、編碼器等組成閉環(huán)控制，來實現主軸恒速運轉同時調節(jié)經軸轉速，進而實現恒定送經。

　　2）電子提花系統(tǒng)

　　電子提花系統(tǒng)主要用來花型的提取，再配合梭節(jié)的橫移以實現花型的成型。其主要由一個嵌入式系統(tǒng)來實現：提花數據是轉換及提花的動作控制；執(zhí)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。

　　3）梭節(jié)橫移系統(tǒng)

　　經編機的梭節(jié)一般有56條或40條,目前最多的是56條。每條梭節(jié)由1個900W的伺服來控制。由于控制軸數太多,故采用分散控制。梭節(jié)橫移系統(tǒng)是由和利時公司PLC和伺服電機所構成的系統(tǒng)，也是本文主要介紹的部分，框架詳見梭節(jié)橫移系統(tǒng)結構圖。

　　3 系統(tǒng)介紹

　　經編機梭節(jié)橫移系統(tǒng)由控制部分、驅動部分和監(jiān)控部分組成，系統(tǒng)結構圖見圖1。

　　1）控制部分

　　主控制器要進行橫移信號采集與處理，協(xié)調各分控制器的同步工作。系統(tǒng)采用和利時公司G5系列PLC，由一個CPU模塊FM215-2BT02、兩個16點開關量輸入模塊FM221-1BH00、三個16點開關量輸出模塊FM222-1BH00和一個16點繼電器輸出模塊FM221-1HF00組成。

　　系統(tǒng)分控制器共有28個，每組分控制器控制兩軸梭節(jié)伺服。分控制器采用和利時公司LM系列高速運動控制CPU模塊LM3106A，CPU模塊上集成14點輸入和10點晶體管輸出，具有一個RS232串行通訊接口，具有兩路100KHz高速脈沖輸出功能。分控制器通過RS232/RS485轉換器以485通訊方式連接到上位計算機上，進行監(jiān)控。

　　2）驅動部分

　　系統(tǒng)共有56條梭節(jié)，由和利時公司56套900W的森創(chuàng)交流伺服進行控制，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(jiān)控部分

　　上位監(jiān)控部份由一臺研華觸摸式平板電腦TPC-1261，配以監(jiān)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。

圖1 經編機梭節(jié)橫移系統(tǒng)結構圖

　　4 經編機梭節(jié)橫移系統(tǒng)過程介紹

　　每個梭節(jié)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。

　　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(tǒng)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(jié)橫移控制。目前系統(tǒng)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。　
　　　
　　監(jiān)控軟件采用和利時公司組態(tài)軟件，完成整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)控：伺服的運行狀態(tài)，PLC、伺服的通訊狀態(tài)，花型運行的梭節(jié)號等等運行狀態(tài)；完成系統(tǒng)的參數設置：機械參數主要是主軸參數，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）；另外完成工藝裝針、故障處理、盤頭控制、用戶管理、幫助等功能。

　　5 結論

　　整套系統(tǒng)采用性價比極高的和利時機電產品提供了整體解決方案。在整個項目解決綜合問題比較突出的顯現和利時產品在系統(tǒng)整合上的優(yōu)勢。

　　系統(tǒng)采用和利時PLC作為控制器,利用本品伺服定位功能、豐富的內部數據資源、強大通訊功能，使得控制與驅動緊密結合，使系統(tǒng)控制的更好。