【正文】 電子開口機(jī)構(gòu) 電子開口機(jī)構(gòu)是一種新技術(shù)，每片綜框的運(yùn)動(dòng)由單獨(dú)伺服電動(dòng)機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)，可通過多功能操作盤自由設(shè)定每片綜框的運(yùn)動(dòng)方式、上下不同的靜止角和閉合時(shí)間。 傳感 器采用絕對值式光電編碼器，準(zhǔn)確給出織機(jī)主軸任何定位角度，由經(jīng)停按鈕和停經(jīng)片等組成經(jīng)停檢測裝置，該按鈕可在織機(jī)后部控制織機(jī)停車，拔出后用于織機(jī)調(diào)試。 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 送經(jīng)機(jī)構(gòu) XV 送經(jīng)機(jī)構(gòu) , 把經(jīng)軸上的經(jīng)紗退解下來 , 送入編織區(qū)。積極式送經(jīng)機(jī)構(gòu)采用專門的傳動(dòng)裝置使經(jīng)軸回轉(zhuǎn)送出經(jīng)紗。線速度感應(yīng)式機(jī)構(gòu)通過測速裝置感應(yīng)經(jīng)紗運(yùn)動(dòng)速度的大小來控制經(jīng)軸的轉(zhuǎn)速。 卷取機(jī)構(gòu) 卷取機(jī)構(gòu)的作用是以預(yù)定的速度將織物從編織區(qū)牽引出來并卷繞成布卷。在織機(jī)生產(chǎn)中，根據(jù)所采用電動(dòng)機(jī)的不同性能而有不同的變速方式。經(jīng)編機(jī)上采用的成圈機(jī)件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一般有凸輪機(jī)構(gòu)、偏心連桿機(jī)構(gòu)和曲柄軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三種。該系列還具有多種特殊功能模塊，如模擬量輸入 /輸出模塊、 RS485 串行通信模塊和功能擴(kuò)張板等。 PLC 許多技術(shù)參數(shù)，在選擇 PLC 時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn) 1，輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) 2，存儲(chǔ)系統(tǒng)程 序的容量 3，掃描速度 4，指令數(shù) 5，編程語言 XVIII 6，模擬量輸入輸出模塊及其他智能模塊 7，通訊功能 8，性能價(jià)格比與供貨公司的技術(shù)服務(wù)質(zhì)量 PLC 的主要品牌有：三菱，西門子， koyo,omron,等?？刂?規(guī)模 16~256 點(diǎn)（基本單元： 16/32 點(diǎn)）特點(diǎn) amp。通過 FX2NCCNVIF 型連接頭轉(zhuǎn)換適配器，可以連接 FX0N， FX2N 系列用的擴(kuò)展模塊性能程序內(nèi)存內(nèi)置 8000 步 EEPROM、注釋輸入、可以在 RUN 時(shí)寫入時(shí)鐘功能內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘（有時(shí)間設(shè)定指令，時(shí)間比較指令 ）指令基本指令 27 個(gè)，步進(jìn)梯形圖指令 2 個(gè)，應(yīng)用指令 85 種運(yùn)算處理速度基本指令： 0. 在本次設(shè)計(jì)中只有四十幾個(gè) I/O 口，可以使用一個(gè)外加一個(gè) 16 輸入和 16 輸出的擴(kuò)展模塊解決，這樣可以降低成本。 光電旋轉(zhuǎn)編碼器是一種集光、機(jī)、電于一體的角度檢測裝置，由安裝 在轉(zhuǎn)軸上的光柵碼盤和光電檢測裝置組成，光柵碼盤的轉(zhuǎn)軸與被測轉(zhuǎn)軸同軸，被測轉(zhuǎn)軸XIX 旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵碼盤與其同步旋轉(zhuǎn)，經(jīng)電子元件組成的檢測裝置利用光電轉(zhuǎn)換原理將旋轉(zhuǎn)位置和方向轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)，其原理如圖 64 所示。 旋轉(zhuǎn)式光電編碼器，抗干擾能力強(qiáng)，可以在不同的環(huán)境中工作，壽命在 100 億次以上。 圖 角度編碼器原理示意圖 方案一：選擇增量式光電編碼器 。 方案二：采用絕對式光電編碼器?；旌鲜浇^對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全與增量式編碼器的輸出信息等同。混合式光電編碼器既有絕對式光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有增量式光電編碼器的缺點(diǎn)。 方案一：采用機(jī)械式經(jīng)紗檢測裝置。 方案二：采用電氣式經(jīng)紗檢測裝置。經(jīng)過以上優(yōu)缺點(diǎn)比較分析，選擇使用第二種方案。采用探針式斷緯方法，在織機(jī)正常工作時(shí)，通過探針的緯紗都是繃緊的 ，當(dāng)有其中有斷緯發(fā)生時(shí)，緯紗落下，通過一連XXI 串的機(jī)械聯(lián)動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械停車，再通過接近開關(guān)產(chǎn)生斷緯信號(hào)，是織機(jī)定位停車。如果緯紗用完，交變電壓信號(hào)輸入到緯紗信號(hào)處理板；緯紗信號(hào)處理板將這兩個(gè)信號(hào)整形，放大，并加以比較，從而判斷出緯紗是無緯、單緯還是多緯，并將判斷 結(jié)果信號(hào)送給可編程控制器；這一信號(hào)與裝在織機(jī)右前方的緯斷定位停車開關(guān)的信號(hào)組合后發(fā)出停車信號(hào)，使織機(jī)在 305 度至 312 度定位停車。 輸出部分 離合制動(dòng)部分 織機(jī)的離合制動(dòng)部分包括主傳動(dòng)和輔助（慢車）傳動(dòng)兩個(gè)主要組成部分，前者驅(qū)動(dòng)電機(jī)以正常的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，后者由一慢速電機(jī)驅(qū) 動(dòng)，在織機(jī)執(zhí)行找斷緯、對口等輔助織造功能時(shí)起作用。故障處理后，可以直接開車。只要把這個(gè)四色警燈的對應(yīng)的四個(gè)信號(hào)線頭與 PLC 輸出口一一相連接即可。很多信息都只能用信號(hào)燈以模擬信號(hào)輸出， 很難做到及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行人機(jī)交互。各種織機(jī)工藝參數(shù)、電子選色參數(shù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、故障信息都在界面上設(shè)定和顯示。 第一方案是一種傳統(tǒng)模式，第二種和第三種方案的性能差不多，基本上可以XXIII 滿足需求，但是考慮到成本，選擇第二方案。 觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，它簡單易用，功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性好，非常適合于工業(yè)環(huán)境。 當(dāng)輸入正確的密碼時(shí)，點(diǎn)擊進(jìn)入系統(tǒng)按鈕，畫面進(jìn)入到功能選擇畫面。該界面包含電子送經(jīng)和梳櫛橫移的參數(shù)的顯示。當(dāng)前控制送經(jīng)和卷取這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的方法主要有兩種：步進(jìn)電機(jī)控制和伺服電機(jī)控制?？墒牵竭M(jìn)電機(jī)的輸出力矩不均衡，難以得到好的控制精度。可編程控制器向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出控制信號(hào)，再通過伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)按要求動(dòng)作，同時(shí)，控制器接收固定在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的光電編碼器隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的反饋脈沖信號(hào)對伺服電機(jī)進(jìn)行檢測控制。裝在雙后梁上的壓力傳感器檢測張力， PLC 在平綜時(shí)檢測張力反饋信號(hào)，信號(hào)經(jīng) PLC 內(nèi)部處理后控制的伺服控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)至織軸上，控制送 經(jīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)恒張力的自動(dòng)控制，保證織軸由大變小的過程中保持張力均勻。因?yàn)樗徒?jīng)要求可以送經(jīng)直流伺服電機(jī)通過 PLC 可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) ,所XXVI 以采用差分接法?？棛C(jī)上 3 個(gè)選色鉤針就是由這 3 個(gè)電磁鐵對應(yīng)控制。交流接觸器 KM4 控制送經(jīng)電機(jī)的得電，交流接觸器 KM5 控制卷取電機(jī)的得電。此時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，織機(jī)的開始運(yùn)動(dòng)：引緯運(yùn)動(dòng)、電子送經(jīng)、電子卷取、打緯運(yùn)動(dòng)、開口運(yùn)動(dòng)。如果織機(jī)沒有出現(xiàn)任何故障，主電機(jī)在其他設(shè)備的正常配合下，以一定的運(yùn)行速度進(jìn)行編織。具體流程圖 圖 點(diǎn)動(dòng) 當(dāng)有些故障發(fā)生時(shí)，通過點(diǎn)動(dòng)按鈕來手動(dòng)調(diào)整織機(jī)的運(yùn)行，也可以用來手動(dòng)定位停車的調(diào)整和復(fù)位。釋放急停按鈕，才能正常開 車。位置時(shí)，織機(jī)開始進(jìn)行開口運(yùn)動(dòng)（電子多臂開口運(yùn)動(dòng)）， PLC 控制器發(fā)出開口信號(hào)，同時(shí)多臂電機(jī)控制系統(tǒng)得到該信號(hào)，控制多臂電機(jī)開始做開口運(yùn)動(dòng)；在 80176。 PLC 通過擴(kuò)展模塊的輸出點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對選色電磁鐵的控制， 3 個(gè)選色電磁鐵和 3 個(gè)控制接觸器線圈相連，分別來控制織機(jī)上的 3 個(gè)選色鉤針。具體程序圖如下所示 : 圖 DP200LCD 顯示器作為織機(jī)參數(shù)檢測，即時(shí)顯示，以及數(shù)據(jù)設(shè)定、調(diào)整的人機(jī)交互界面。 PLC 組態(tài) 為 了正確地將 MD02L 與 PLC 進(jìn)行通信，必須完成對配型 PLC 廠商、型號(hào)、通信口、波特率、字符、校驗(yàn)位、停止位的設(shè)置。 報(bào)警組態(tài) “報(bào)警”標(biāo)簽頁用于填寫報(bào)警組態(tài)數(shù)據(jù)，它需要對“字符串”、“報(bào)警開關(guān)”、“變量類型”、“變量名”、“整數(shù)位”、“小數(shù)位”、“比例系數(shù)”幾項(xiàng)參數(shù)編輯。整個(gè)系統(tǒng)以PLC 為核心，再加上輸入輸出部分以及人機(jī)交互部分，組成一個(gè)可靠、穩(wěn)定的系統(tǒng)。 本論文采用的是三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的 FX1NC32MT，因?yàn)?FX1NC32MT 性價(jià)比好，且近年來，在國已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中。這些電機(jī)都是由 PLC 控制。 MD02L 上電時(shí)，系統(tǒng)首先檢查是否有監(jiān)視組態(tài)條目，若有則進(jìn)入監(jiān)視方式；若沒有，檢查是否有設(shè)定組態(tài)條目，若有則進(jìn)入設(shè)定方式；若沒有，檢查是否有報(bào)警組態(tài)條目，若 有則進(jìn)入報(bào)警查詢方式。 監(jiān)視組態(tài) “監(jiān)視”標(biāo)簽頁用于填寫監(jiān)視組態(tài)數(shù)據(jù)，它包括如下幾個(gè)內(nèi)容的編輯： a 字符串、 b 變量類型、 c 變量名、 d 整數(shù)位、 e 小數(shù)位和 f 比例系數(shù)。文本顯示器的組態(tài)編程軟件為 MD02L，以 CCM 協(xié)議與 S 系列 PLC 通信。具體程序圖如下所示 : 圖 XXXV 報(bào)警 油壓低保護(hù)停車 通過檢測油壓來確保離合制 動(dòng)器的正常動(dòng)作，防止出現(xiàn)離合制動(dòng)不成功的情況發(fā)生。位置時(shí)，織機(jī)開始進(jìn)行打緯運(yùn)動(dòng)， PLC 控制器發(fā)出打緯信號(hào)，引緯裝置接受信號(hào)后，開始做打緯動(dòng)。在 0176。 PLC 程序梯形圖如下所示： XXXII 圖 急停 按下急停按鈕，離合器高壓制動(dòng)，織機(jī)立即剎車，織機(jī)立即停車。具體流程圖示 : XXX 圖 正反找緯 在正常停車或斷緯自動(dòng)停車狀態(tài)下，在找緯區(qū)韻形感應(yīng)片控制范圍內(nèi)，按正找緯鈕多臂機(jī)帶動(dòng)綜框正向找緯 1 次，具體流程圖示 : 圖 XXXI 按反找緯鈕多臂機(jī)帶動(dòng)綜框反向找緯 1 次，具體流程圖如圖所示： 圖 經(jīng)紗收松 織機(jī)在織造過程中，偶爾會(huì)出現(xiàn)經(jīng)紗過于松弛或者緊張，影響織物質(zhì)量。 XXVIII 開 始設(shè) 置 狀 態(tài)啟 動(dòng)打 緯引 緯電 子 多 臂送 經(jīng)卷 取 選 緯 選 色發(fā) 生 故 障 ？產(chǎn) 量 、 班次 等經(jīng) 停 緯 停 儲(chǔ) 緯 停 低 油 壓 停 故 障 顯 示故 障 已 解決 ？是否否是點(diǎn) 動(dòng) 正 找 緯 反 找 緯 收 松一 緯停 機(jī) 圖 68 控制系統(tǒng)基本流程圖 控制面板按鈕功能 啟動(dòng) 空氣開關(guān)閉合前提下，按下織機(jī)的啟動(dòng)按鈕 X0，離合器動(dòng)作 Y5 輸出，剎車片松開，織機(jī)開始緩慢運(yùn)轉(zhuǎn)，而后快速運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 主電氣控制圖 第四節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 織機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖如圖 所示。 電氣圖如下 圖 XXVII PLC電氣控制 主電氣控制圖 織機(jī)的主電氣控制圖如圖 ，三相交流電源經(jīng)過空氣開關(guān)，電機(jī)起動(dòng)按鈕和關(guān)機(jī)自鎖按鈕串入主交流接觸器 KM1 線圈電路，交流接觸器 KM1 控制主電機(jī)、找緯電機(jī)、多臂電機(jī)、送經(jīng)電機(jī)和卷取電機(jī)。當(dāng)這 3 個(gè) I/O 口輸出低電平時(shí)，對應(yīng)的光耦電路導(dǎo)通，光耦輸出高電平，使三極管 8050 及 1K 電阻所組成的射極跟隨器導(dǎo)通，它的導(dǎo)通給三級管 2383 的基極一個(gè)正輸入信號(hào)，使得加在 +24V 上的選色電磁鐵線圈得電，該電磁鐵動(dòng)作，以選擇該色緯紗。采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力，電機(jī)通過減速箱，由同步帶傳動(dòng)到卷取傳動(dòng)軸，通過錐齒變向后，動(dòng)刺毛輥轉(zhuǎn)動(dòng)，對包覆在棍軸上的織物進(jìn)行卷取。 綜上所述，伺服電機(jī)在許多方面都優(yōu)與步進(jìn)電機(jī)，而在本設(shè)計(jì)中織機(jī)的卷取和送經(jīng)都需要能夠很方便的調(diào)節(jié)速度和方向，要求具有較高的精度控制，故用伺服電機(jī)來控制織機(jī)的卷取和送經(jīng)。伺服電機(jī)在總的控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，把輸入的電壓信號(hào)變換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出。電子送經(jīng)和卷取的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分的硬件、軟件、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械傳 動(dòng)裝置等組成。 圖 通過手動(dòng)點(diǎn)擊觸摸屏進(jìn)行參數(shù)修改和界面切換 , 這樣為調(diào)機(jī)和設(shè)備維護(hù)帶來方便。六個(gè)按鈕都是換畫面按鈕，按下將跳到相應(yīng)的界面。 在本設(shè)計(jì)中采用 F900GOT 系列人機(jī)界面中的 F940GOTSWD，它是人機(jī)界面與編程器合二為一的新型觸摸顯示器，可在觸摸屏上直接對 PLC 進(jìn)行監(jiān)控及編程；在現(xiàn)場不需要使用 FX20PE 等便攜式簡易編程器；能作指令編程，監(jiān)察，強(qiáng)制ON／ OFF 及改變數(shù)據(jù)；可對特殊功能模塊監(jiān)察及讀寫、 15 級口令設(shè)定，背景燈壽命特長 (達(dá) 萬小時(shí) )。裝置運(yùn)行時(shí)需要用戶設(shè)定的控制參數(shù)主要包括 :主電機(jī)運(yùn)行速度、送經(jīng)速度、送經(jīng)張力等。通過與下位機(jī) PLC 通訊完成織機(jī)的各種參數(shù)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了柔性化，操作方便、快捷。采用中文人機(jī)界面作為劍桿織機(jī)的顯示屏。 方案一 :采用按鈕、開關(guān)、 指示燈組合使用。 電路圖如下 XXII 圖 報(bào)警保護(hù)部分 以各種不同顏色的指示燈表示織機(jī)的不同故障情況狀態(tài)，為操作人員提供預(yù)警，報(bào)警信息。 采用 DSG 電磁離合器啟動(dòng)、制動(dòng)。方案二功能強(qiáng)大，可以檢測到斷線的具體位置，方便操作工及時(shí)處理斷線問題。在織機(jī)上，斷緯停車通常使用壓電陶瓷傳感器檢測緯紗方式。為此，就必須需要設(shè)計(jì)一個(gè)緯紗檢測裝置。經(jīng)斷時(shí)，停經(jīng)片將斷經(jīng)檢測電路接通，發(fā)出斷經(jīng)信號(hào)給可編程控制器，經(jīng)可編程控制器邏輯處理后送出停車信號(hào)，使織機(jī)定位停車。機(jī)械式經(jīng)紗檢測裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，斷經(jīng)或者經(jīng)紗過分松緊時(shí)，斷經(jīng)停車動(dòng)作容易失靈，對于寬幅織機(jī)更加不合適使用。 XX 這里我們選擇的是天津霍德生產(chǎn)的絕對式光電編碼器型號(hào)是 HJM 經(jīng)紗檢測 在織造過程中，難免會(huì)發(fā)生經(jīng)紗處于不正常的狀態(tài)， 出現(xiàn)經(jīng)線過分送緊和斷經(jīng)的異常情況，使織物形成瑕疵，降低織物的質(zhì)量。絕對式光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)是：可以直接讀出角度坐標(biāo)的絕對值；沒有累積誤差；電源切除后位置信息不會(huì)丟失。與增量式光電編碼器不同的是，絕對式光電編碼器不要計(jì)數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個(gè)固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼，用不同的數(shù)碼來分別指示每個(gè)不同的增量位置，它是一種直接輸出數(shù)字量的傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)