本發(fā)明涉及紡織機(jī)械控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種基于PLC的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國無梭織機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)歷了近二十年的發(fā)展歷程，進(jìn)入了全新的發(fā)展時期，各織機(jī)制造企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)、消化吸收與自主開發(fā)相結(jié)合的辦法，開發(fā)和生產(chǎn)了劍桿、噴氣、噴水和片梭織機(jī)，并且形成了一定批量的生產(chǎn)能力。劍桿織機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的無梭織機(jī)，它除了具有無梭織機(jī)高速、高自動化程度、高效能生產(chǎn)的特點(diǎn)外，其積極引緯方式具有很強(qiáng)的品種適應(yīng)性，能適應(yīng)各類紗線的引緯，加之劍桿織機(jī)在多色緯線織造方面也有著明顯的優(yōu)勢，可以生產(chǎn)多達(dá)20色緯紗的色織產(chǎn)品，隨著無梭織機(jī)取代有梭織機(jī)，劍桿織機(jī)將成為機(jī)織物的主要生產(chǎn)機(jī)種。

現(xiàn)在劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)采用的主流控制器是PLC和單片機(jī)。對于大型的配套項目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、生產(chǎn)制造容易、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但同時存在穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力較差，電子元件的質(zhì)量無法保證，生產(chǎn)廠家和使用廠家維護(hù)費(fèi)用較高，而且要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行的缺點(diǎn)。PLC性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適用于工業(yè)現(xiàn)場。對單項工程或重復(fù)數(shù)極少的項目，采用PLC方案是明智的，成功率高，可靠性好，但成本較高。PLC編程簡單，邏輯性強(qiáng)，使得功能易于實(shí)現(xiàn)，而且它的許多功能是依靠軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這樣可減少外圍硬件的使用，從而減少了故障發(fā)生的幾率，通常PLC都具有5-10萬小時的運(yùn)行壽命。

由于劍桿織機(jī)車間多機(jī)之間干擾大、電源波動大、連續(xù)24小時不間斷工作、高溫高濕、多毛羽多粉塵，現(xiàn)有的劍桿織機(jī)的電氣控制系統(tǒng)并不能提供滿意的抗干擾能力和穩(wěn)定性，故障率相對較高，維修也不方便。

專利號201010160377.9公開了一種劍桿織機(jī)的控制系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動化生產(chǎn)，但是其不足之處是電子卷取系統(tǒng)和電子送經(jīng)系統(tǒng)之間沒有張力控制器，不能保證經(jīng)絲處于恒定張力的狀態(tài)。沒有對風(fēng)機(jī)、主軸、慢電機(jī)的溫度進(jìn)行檢測報警，沒有對送經(jīng)伺服電機(jī)、卷取伺服電機(jī)報警、剎車板報警，容易出現(xiàn)故障。

專利號201210513549.5公開了一種高性能劍桿織機(jī)的控制系統(tǒng)。在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，但是其不足之處是系統(tǒng)太過簡單，沒有各模塊與主CPU板沒有信息反饋，只是單純的主CPU板發(fā)出信息去控制各個模塊，生產(chǎn)精度不高，質(zhì)量較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種基于PLC的劍桿織機(jī)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具有可靠性高，簡單易維護(hù)，故障率低，產(chǎn)品誤差小精度高的特點(diǎn)。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種基于PLC的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)包括輸入監(jiān)測部分、PLC可編程控制器、輸出控制部分和工業(yè)觸摸屏；所述PLC可編程控制器包括模擬量輸入單元、模擬量輸出單元、開關(guān)量輸入單元、開關(guān)量輸出單元和RS232通訊接口；所述PLC可編程控制器通過RS232通訊接口與工業(yè)觸摸屏連接；所述輸入檢測部分通過模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入通道與PLC可編程控制器連接；所述輸出控制部分通過模擬量輸出通道和開關(guān)量輸出通道與PLC可編程控制器連接；

所述輸入監(jiān)測部分包括熱繼電器、編碼器、張力傳感器、斷經(jīng)傳感器、斷緯傳感器、第一離合傳感器、第二離合傳感器和第三離合傳感器；所述輸出控制部分包括變頻器、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、多臂驅(qū)動器、剎車驅(qū)動器、第一離合驅(qū)動器、第二離合驅(qū)動器、第三離合驅(qū)動器、送經(jīng)伺服器、卷取伺服器、第一交流接觸器、第二交流接觸器和第三交流接觸器；

所述熱繼電器、編碼器、張力傳感器、斷經(jīng)傳感器、斷緯傳感器、第一離合傳感器、第二離合傳感器、第三離合傳感器、變頻器、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、多臂驅(qū)動器、剎車驅(qū)動器、第一離合驅(qū)動器、第二離合驅(qū)動器、第三離合驅(qū)動器、送經(jīng)伺服器、卷取伺服器、第一交流接觸器、第二交流接觸器、第三交流接觸器、劍桿織機(jī)的指示燈、劍桿織機(jī)的尋緯按鈕和劍桿織機(jī)的自動運(yùn)行按鈕分別與PLC可編程控制器連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

(1)采用張力傳感器，通過設(shè)置張力參數(shù)，使得經(jīng)線所受的張力保持恒定。送經(jīng)伺服電機(jī)和卷取伺服電機(jī)通過張力傳感器反饋回來張力值，對送經(jīng)伺服電機(jī)和卷取伺服電機(jī)速度進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，使產(chǎn)品更加勻稱平滑。

(2)采用多傳感器對劍桿織機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)行信息采集，應(yīng)用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，把采集的信息進(jìn)行保存并進(jìn)行故障診斷分析，實(shí)時得進(jìn)行自診斷并對故障部位報警提示。

(3)通過編碼器的轉(zhuǎn)動角度去控制開口大小、電子多臂切換、選緯器、引緯和絞邊。

(4)本控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的故障診斷功能，通過對每個傳感器傳遞到PLC可編程控制器的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過專家系統(tǒng)的診斷，準(zhǔn)確判斷出故障位置，并報警提示。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于PLC的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；(圖中：1、輸入監(jiān)測部分；2、PLC可編程控制器；3、輸出控制部分；4、工業(yè)觸摸屏；10、熱繼電器；11、編碼器；12、張力傳感器；13、斷經(jīng)傳感器；14、斷緯傳感器；15、第一離合傳感器；16、第二離合傳感器；17、第三離合傳感器；30、變頻器；31、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；32、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；33、多臂驅(qū)動器；34、剎車驅(qū)動器；35、第一離合驅(qū)動器；36、第二離合驅(qū)動器；37、第三離合驅(qū)動器；38、送經(jīng)伺服器；39、卷取伺服器；310、第一交流接觸器；311、第二交流接觸器；312、第三交流接觸器；50、主電機(jī)；51、選緯器；52、絞邊器；53、電子多臂；54、電磁剎車；55、第一離合器；56、第二離合器；57、第三離合器；58、送經(jīng)伺服電機(jī)；59、卷取伺服電機(jī)；510、慢電機(jī)；511、風(fēng)機(jī)；512、儲緯器；513、指示燈；514、尋緯按鈕；515、自動運(yùn)行按鈕；501、主軸)

具體實(shí)施方式

下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，不限制本申請權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供了一種基于PLC的劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)(參見圖1，簡稱控制系統(tǒng))，包括輸入監(jiān)測部分1、PLC可編程控制器2、輸出控制部分3和工業(yè)觸摸屏4；所述PLC可編程控制器2包括模擬量輸入單元、模擬量輸出單元、開關(guān)量輸入單元、開關(guān)量輸出單元和RS232通訊接口；所述PLC可編程控制器2與工業(yè)觸摸屏4通過RS232通訊接口進(jìn)行通訊連接；所述輸入檢測部分1與PLC可編程控制器2通過模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入通道進(jìn)行連接；所述輸出控制部分3與PLC可編程控制器2通過模擬量輸出通道和開關(guān)量輸出通道進(jìn)行連接；所述輸入監(jiān)測部分1包括熱繼電器10、編碼器11、張力傳感器12、斷經(jīng)傳感器13、斷緯傳感器14、第一離合傳感器15、第二離合傳感器16和第三離合傳感器17；所述輸出控制部分3包括變頻器30、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器31、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器32、多臂驅(qū)動器33、剎車驅(qū)動器34、第一離合驅(qū)動器35、第二離合驅(qū)動器36、第三離合驅(qū)動器37、送經(jīng)伺服器38、卷取伺服器39、第一交流接觸器310、第二交流接觸器311和第三交流接觸器312；

所述控制系統(tǒng)控制的劍桿織機(jī)包括主軸501、主電機(jī)50、選緯器51、絞邊器52、電子多臂53、電磁剎車54、第一離合器55、第二離合器56、第三離合器57、送經(jīng)伺服電機(jī)58、卷取伺服電機(jī)59、慢電機(jī)510、風(fēng)機(jī)511、儲緯器512、指示燈513、尋緯按鈕514和自動運(yùn)行按鈕515；所述主電機(jī)50選用三相異步電機(jī)FY132S5-2；

所述熱繼電器10、編碼器11、張力傳感器12、斷經(jīng)傳感器13、斷緯傳感器14、第一離合傳感器15、第二離合傳感器16、第三離合傳感器17分別與PLC可編程控制器2直接連接；所述變頻器30、第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器31、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器32、多臂驅(qū)動器33、剎車驅(qū)動器34、第一離合驅(qū)動器35、第二離合驅(qū)動器36、第三離合驅(qū)動器37、送經(jīng)伺服器38、卷取伺服器39、第一交流接觸器310、第二交流接觸器311、第三交流接觸器312、指示燈513、尋緯按鈕514、自動運(yùn)行按鈕515分別與PLC可編程控制器2直接連接；

所述斷緯傳感器14選用瑞新航的斷緯檢測器；所述送經(jīng)伺服器38和卷取伺服器39選用珠海運(yùn)控伺服電機(jī)，型號為123BL(3)C150-20H(ST)；所述張力傳感器12選用SQB型稱重傳感器；所述PLC可編程控制器2選用三菱PLC作為控制器，具體型號為FX3U-48MT/ES-A，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定；所述第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器31和第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器32選用Kinco驅(qū)動器，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；所述工業(yè)觸摸屏4選用MCGS工業(yè)觸摸屏；

所述熱繼電器10用于保護(hù)整個控制系統(tǒng)的電路；所述編碼器11顯示自身轉(zhuǎn)動角度信息；所述張力傳感器12用于檢測劍桿織機(jī)上經(jīng)紗的張力信息；所述斷經(jīng)傳感器13用于檢測劍桿織機(jī)是否出現(xiàn)斷經(jīng)；所述斷緯傳感器14用于檢測劍桿織機(jī)是否出現(xiàn)斷緯；所述第一離合傳感器15檢測第一離合器55的狀態(tài)；所述第二離合傳感器16檢測第二離合器56的狀態(tài)；所述第三離合傳感器17檢測第三離合器57的狀態(tài)；所述第一離合傳感器15與第一離合器55直接連接；所述第二離合傳感器16與第二離合器56直接連接；所述第三離合傳感器17與第三離合器57直接連接；

所述變頻器30用于控制主電機(jī)50；所述第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器31用于驅(qū)動選緯器51；所述第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器32用于驅(qū)動絞邊器52；所述多臂驅(qū)動器33用于驅(qū)動電子多臂53；所述剎車驅(qū)動器34用于驅(qū)動電磁剎車54；所述第一離合驅(qū)動器35用于驅(qū)動第一離合器55；所述第二離合驅(qū)動器36用于驅(qū)動第二離合器56；所述第三離合驅(qū)動器37用于驅(qū)動第三離合器57；所述送經(jīng)伺服器38用于控制送經(jīng)伺服電機(jī)58；所述卷取伺服器39用于控制卷取伺服電機(jī)59；所述第一交流接觸器310用于驅(qū)動慢電機(jī)510；所述第二交流接觸器311用于驅(qū)動風(fēng)機(jī)511；所述第三交流接觸器312用于驅(qū)動儲緯器512；所述第一離合器55是控制劍桿織機(jī)主軸501的離合器；所述第二離合器56是控制劍桿織機(jī)慢電機(jī)510的離合器；所述第三離合器57是控制劍桿織機(jī)傳送緯紗的離合器；主電機(jī)50與主軸501連接；所述指示燈513用于顯示系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的作用；所述尋緯按鈕514是當(dāng)出現(xiàn)斷緯現(xiàn)象時，用于尋緯；所述自動運(yùn)行按鈕515用于控制劍桿織機(jī)是否自動運(yùn)行；

本發(fā)明基于PLC的劍桿織機(jī)的控制系統(tǒng)的工作原理和工作流程是：劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)包括調(diào)試模式和自動運(yùn)行模式。

在調(diào)試模式時，在工業(yè)觸摸屏4上對劍桿織機(jī)進(jìn)行手動微調(diào)，把編碼器11檢測轉(zhuǎn)動角度信息、張力傳感器12檢測經(jīng)紗的張力信息、斷經(jīng)傳感器13檢測劍桿織機(jī)是否出現(xiàn)斷經(jīng)情況信息、斷緯傳感器14檢測劍桿織機(jī)是否出現(xiàn)斷緯情況信息、第一離合傳感器15檢測第一離合器55的狀態(tài)信息、第二離合傳感器16檢測第二離合器56的狀態(tài)信息和第三離合傳感器17檢測第三離合器57的狀態(tài)信息傳遞到PLC可編程控制器2，再經(jīng)過RS232把信息傳遞到工業(yè)觸摸屏4上，工人根據(jù)這些信息對劍桿織機(jī)進(jìn)行微調(diào)。在工業(yè)觸摸屏4上發(fā)送聯(lián)動指令，指令信息通過RS232傳送到PLC可編程控制器2，PLC可編程控制器2再把信息傳送到送經(jīng)伺服器38和卷取伺服器39，再驅(qū)動送經(jīng)伺服電機(jī)58和卷取伺服電機(jī)59，使送經(jīng)伺服電機(jī)58和卷取伺服電機(jī)59進(jìn)行聯(lián)動調(diào)試，使經(jīng)絲在張力不變的情況下進(jìn)行傳動。在調(diào)試模式時，只對劍桿織機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動調(diào)試。

在自動運(yùn)行模式時，首先是按要求完成紗線布置，進(jìn)行張力張緊，通過張力傳感器12檢測經(jīng)紗的張力信息并傳遞到PLC可編程控制器2中，與預(yù)先設(shè)置的張力值進(jìn)行對比，判斷張力值是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，如不在，由PLC可編程控制器2發(fā)出信號到送經(jīng)伺服器38，控制送經(jīng)伺服電機(jī)58保持不動，同時發(fā)送信號至卷取伺服器39，控制卷取伺服電機(jī)59正轉(zhuǎn)，直到張力傳感器12傳遞到PLC可編程控制器2的張力值在設(shè)定的張力范圍內(nèi)為止。然后由工作人員檢查經(jīng)紗張力是否符合要求，如果符合要求，則按下自動運(yùn)行按鈕515，劍桿織機(jī)開始自動運(yùn)行。而后由PLC可編程控制器2發(fā)出信號至變頻器30，控制主電機(jī)50啟動，再發(fā)送信號至第二交流接觸器311，風(fēng)機(jī)511轉(zhuǎn)動，再發(fā)送信號至指示燈513，點(diǎn)亮指示燈513，再由PLC可編程控制器2發(fā)出信號至剎車驅(qū)動器34，控制電磁剎車54斷電，再發(fā)送信號到第一離合驅(qū)動器35，使第一離合器55斷電，保持60ms，然后發(fā)送信號到送經(jīng)伺服器38和卷取伺服器39，控制送經(jīng)伺服電機(jī)58和卷取伺服電機(jī)59開始工作，同時第一離合器55電壓切換成24V并保持。控制系統(tǒng)啟動之后自動復(fù)位至平縱位置，就是編碼器11轉(zhuǎn)過的角度為312°-317°。之后就是開口動作，開口是綜框按一定規(guī)律升降，帶動經(jīng)紗分成上下兩層，形成沿織機(jī)橫向的菱形通道，該通道稱為梭口，便于緯紗引入。打緯是由劍桿織機(jī)自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)完成的，不需要電氣控制。引緯是通過PLC可編程控制器2發(fā)送信號至第三離合驅(qū)動器37，驅(qū)動第三離合器57進(jìn)行引緯動作。引緯器從菱形通道穿過并在其中引入與經(jīng)紗方向垂直的緯紗，緯紗引入后，上下層經(jīng)紗交錯，形成新的梭口，以待下一根緯紗引入。引緯器由主軸501帶動。在178°時，編碼器11把角度信息傳至PLC可編程控制器2，PLC可編程控制器2發(fā)出控制信號來控制多臂驅(qū)動器33，驅(qū)動電子多臂53進(jìn)而控制綜框的升降運(yùn)動，在編碼器11轉(zhuǎn)過的角度為312°-317°之間完成平縱，如此循環(huán)往復(fù)。在編碼器11轉(zhuǎn)過的角度為59°時開口最大，在59°-178°時開口保持靜止，在編碼器11轉(zhuǎn)過350°-10°時，PLC可編程控制器2發(fā)送脈沖信號到第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器31，控制選緯器51開始選緯。引緯是通過第三離合器57控制的。在編碼器11轉(zhuǎn)過280°-300°時，PLC可編程控制器2發(fā)送信號至第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器32，控制絞邊器52工作，且奇數(shù)周期正轉(zhuǎn)一周，偶數(shù)周期反轉(zhuǎn)一周。如果沒有出現(xiàn)斷紗或斷緯的情況，劍桿織機(jī)一直處于平綜、開口、打緯、選緯、引緯和絞邊的循環(huán)中。

當(dāng)斷緯傳感器14檢測到緯紗斷了，發(fā)送斷緯信號至PLC可編程控制器2，需要按下尋緯按鈕514，進(jìn)行尋緯操作。同理，斷經(jīng)傳感器13檢測到經(jīng)紗斷了，發(fā)送斷經(jīng)信號至PLC可編程控制器2。斷經(jīng)時，在編碼器11轉(zhuǎn)過312°；斷緯時，在編碼器11轉(zhuǎn)過45°。PLC可編程控制器2發(fā)送信號到剎車驅(qū)動器34，控制電磁剎車54開始剎車，再發(fā)送信號到第一離合驅(qū)動器35，控制第一離合器55斷開，接著發(fā)送信號到第一交流接觸器310，控制慢電機(jī)510啟動，再發(fā)出信號到第二離合驅(qū)動器36和第三離合驅(qū)動器37，分別控制第二離合器56和第三離合器57吸合，第三離合傳感器17和第二離合傳感器16分別記錄第二離合器56和第三離合器57的狀態(tài)信息，并把這些信息傳遞到PLC可編程控制器2，通過RS232在工業(yè)觸摸屏4上顯示。

本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。