【正文】 本論文采用的是三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的 FX1NC32MT，因為 FX1NC32MT 性價比好，且近年來，在國已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)過程的自動控制中。這些電機(jī)都是由 PLC 控制。整個系統(tǒng)以PLC 為核心，再加上輸入輸出部分以及人機(jī)交互部分，組成一個可靠、穩(wěn)定的系統(tǒng)。 MD02L 上電時，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，檢查是否有報警組態(tài)條目，若 有則進(jìn)入報警查詢方式。 報警組態(tài) “報警”標(biāo)簽頁用于填寫報警組態(tài)數(shù)據(jù)，它需要對“字符串”、“報警開關(guān)”、“變量類型”、“變量名”、“整數(shù)位”、“小數(shù)位”、“比例系數(shù)”幾項參數(shù)編輯。 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)。 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、通信口、波特率、字符、校驗位、停止位的設(shè)置。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 DP200LCD 顯示器作為織機(jī)參數(shù)檢測，即時顯示，以及數(shù)據(jù)設(shè)定、調(diào)整的人機(jī)交互界面。具體程序圖如下所示 : 圖 XXXV 報警 油壓低保護(hù)停車 通過檢測油壓來確保離合制 動器的正常動作，防止出現(xiàn)離合制動不成功的情況發(fā)生。 PLC 通過擴(kuò)展模塊的輸出點(diǎn)實現(xiàn)了對選色電磁鐵的控制， 3 個選色電磁鐵和 3 個控制接觸器線圈相連，分別來控制織機(jī)上的 3 個選色鉤針。位置時，織機(jī)開始進(jìn)行打緯運(yùn)動， PLC 控制器發(fā)出打緯信號，引緯裝置接受信號后，開始做打緯動。位置時，織機(jī)開始進(jìn)行開口運(yùn)動（電子多臂開口運(yùn)動）， PLC 控制器發(fā)出開口信號，同時多臂電機(jī)控制系統(tǒng)得到該信號，控制多臂電機(jī)開始做開口運(yùn)動；在 80176。在 0176。釋放急停按鈕，才能正常開 車。 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，織機(jī)立即剎車，織機(jī)立即停車。具體流程圖 圖 點(diǎn)動 當(dāng)有些故障發(fā)生時，通過點(diǎn)動按鈕來手動調(diào)整織機(jī)的運(yùn)行，也可以用來手動定位停車的調(diào)整和復(fù)位。具體流程圖示 : XXX 圖 正反找緯 在正常停車或斷緯自動停車狀態(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，偶爾會出現(xiàn)經(jīng)紗過于松弛或者緊張，影響織物質(zhì)量。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。 XXVIII 開 始設(shè) 置 狀 態(tài)啟 動打 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 緯 停 低 油 壓 停 故 障 顯 示故 障 已 解決 ？是否否是點(diǎn) 動 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 空氣開關(guān)閉合前提下，按下織機(jī)的啟動按鈕 X0，離合器動作 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)。此時按下啟動按鈕，織機(jī)的開始運(yùn)動：引緯運(yùn)動、電子送經(jīng)、電子卷取、打緯運(yùn)動、開口運(yùn)動。 圖 主電氣控制圖 第四節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計 織機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖如圖 所示。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。 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)?？棛C(jī)上 3 個選色鉤針就是由這 3 個電磁鐵對應(yīng)控制。當(dāng)這 3 個 I/O 口輸出低電平時，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 的基極一個正輸入信號，使得加在 +24V 上的選色電磁鐵線圈得電，該電磁鐵動作，以選擇該色緯紗。因為送經(jīng)要求可以送經(jīng)直流伺服電機(jī)通過 PLC 可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn) ,所XXVI 以采用差分接法。采用伺服電機(jī)作為動力，電機(jī)通過減速箱，由同步帶傳動到卷取傳動軸，通過錐齒變向后，動刺毛輥轉(zhuǎn)動，對包覆在棍軸上的織物進(jìn)行卷取。裝在雙后梁上的壓力傳感器檢測張力， PLC 在平綜時檢測張力反饋信號，信號經(jīng) PLC 內(nèi)部處理后控制的伺服控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動至織軸上，控制送 經(jīng)速度，從而實現(xiàn)恒張力的自動控制，保證織軸由大變小的過程中保持張力均勻。 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)?？删幊炭刂破飨蛩欧?qū)動器輸出控制信號，再通過伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機(jī)按要求動作，同時，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)動而產(chǎn)生的反饋脈沖信號對伺服電機(jī)進(jìn)行檢測控制。伺服電機(jī)在總的控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，把輸入的電壓信號變換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出?？墒?，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩不均衡，難以得到好的控制精度。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)動電路、步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械傳 動裝置等組成。當(dāng)前控制送經(jīng)和卷取這兩個運(yùn)動的方法主要有兩種：步進(jìn)電機(jī)控制和伺服電機(jī)控制。 圖 通過手動點(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。該界面包含電子送經(jīng)和梳櫛橫移的參數(shù)的顯示。六個按鈕都是換畫面按鈕，按下將跳到相應(yīng)的界面。 當(dāng)輸入正確的密碼時，點(diǎn)擊進(jìn)入系統(tǒng)按鈕，畫面進(jìn)入到功能選擇畫面。 在本設(shè)計中采用 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 )。 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。裝置運(yùn)行時需要用戶設(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。 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。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，實現(xiàn)了柔性化，操作方便、快捷。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。采用中文人機(jī)界面作為劍桿織機(jī)的顯示屏。很多信息都只能用信號燈以模擬信號輸出， 很難做到及時準(zhǔn)確地進(jìn)行人機(jī)交互。 方案一 :采用按鈕、開關(guān)、 指示燈組合使用。只要把這個四色警燈的對應(yīng)的四個信號線頭與 PLC 輸出口一一相連接即可。 電路圖如下 XXII 圖 報警保護(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，報警信息。故障處理后，可以直接開車。 采用 DSG 電磁離合器啟動、制動。 輸出部分 離合制動部分 織機(jī)的離合制動部分包括主傳動和輔助（慢車）傳動兩個主要組成部分，前者驅(qū)動電機(jī)以正常的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，后者由一慢速電機(jī)驅(qū) 動，在織機(jī)執(zhí)行找斷緯、對口等輔助織造功能時起作用。方案二功能強(qiáng)大，可以檢測到斷線的具體位置，方便操作工及時處理斷線問題。如果緯紗用完，交變電壓信號輸入到緯紗信號處理板；緯紗信號處理板將這兩個信號整形，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)果信號送給可編程控制器；這一信號與裝在織機(jī)右前方的緯斷定位停車開關(guān)的信號組合后發(fā)出停車信號，使織機(jī)在 305 度至 312 度定位停車。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。采用探針式斷緯方法，在織機(jī)正常工作時，通過探針的緯紗都是繃緊的 ，當(dāng)有其中有斷緯發(fā)生時，緯紗落下，通過一連XXI 串的機(jī)械聯(lián)動遠(yuǎn)動，實現(xiàn)機(jī)械停車，再通過接近開關(guān)產(chǎn)生斷緯信號，是織機(jī)定位停車。為此，就必須需要設(shè)計一個緯紗檢測裝置。經(jīng)過以上優(yōu)缺點(diǎn)比較分析，選擇使用第二種方案。經(jīng)斷時，停經(jīng)片將斷經(jīng)檢測電路接通，發(fā)出斷經(jīng)信號給可編程控制器，經(jīng)可編程控制器邏輯處理后送出停車信號，使織機(jī)定位停車。 方案二：采用電氣式經(jīng)紗檢測裝置。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，斷經(jīng)停車動作容易失靈，對于寬幅織機(jī)更加不合適使用。 方案一：采用機(jī)械式經(jīng)紗檢測裝置。 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是 HJM 經(jīng)紗檢測 在織造過程中，難免會發(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?；旌鲜焦怆娋幋a器既有絕對式光電編碼器的優(yōu)點(diǎn)，同時又有增量式光電編碼器的缺點(diǎn)。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丟失。混合式絕對值編碼器，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。與增量式光電編碼器不同的是，絕對式光電編碼器不要計數(shù)器，在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應(yīng)的數(shù)字碼，用不同的數(shù)碼來分別指示每個不同的增量位置，它是一種直接輸出數(shù)字量的傳感器。 方案二：采用絕對式光電編碼器。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以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。 圖 角度編碼器原理示意圖 方案一：選擇增量式光電編碼器 。 根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式。 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。電角度的兩路方波信號。 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，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，其原理如圖 64 所示。本設(shè)計選用旋轉(zhuǎn)光電編碼器作為主軸運(yùn)動角度的測量裝置。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 時寫入時鐘功能內(nèi)置實時時鐘（有時間設(shè)定指令，時間比較指令 ）指令基本指令 27 個，步進(jìn)梯形圖指令 2 個，應(yīng)用指令 85 種運(yùn)算處理速度基本指令： 0. 在本次設(shè)計中只有四十幾個 I/O 口，可以使用一個外加一個 16 輸入和 16 輸出的擴(kuò)展模塊解決，這樣可以降低成本?？梢耘c代替中繼端子臺使用的終端模塊連接，使控制柜內(nèi)的配線更省力?？刂?規(guī)模 16~256 點(diǎn)（基本單元： 16/32 點(diǎn)）特點(diǎn) amp。 FX2N 系列是符合普通設(shè)備性價比要求的微型 PLC。 PLC 許多技術(shù)參數(shù)，在選擇 PLC 時，主要考慮以下幾點(diǎn) 1，輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) 2，存儲系統(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。 表 81 PLC 的 I/O 地址分配表 輸入地址 輸入器件功能 輸出地址 輸出器件功能 X0 經(jīng)紗檢測信號 Y0 綠指示燈 X1 編碼器信號 0 Y1 紅指示燈 X2 編碼器信號 1 Y2 黃指示燈 X3 編碼器信號 2 Y3 電子送經(jīng) X4 編碼器信號 3 Y4 梳櫛橫移 X5 編碼器信號 4 Y5 報警電鈴 XVII X6 啟動按鈕 Y6 停車 X7 停車按鈕 Y7 低壓制動 X10 急停按鈕 Y10 變頻器啟停 X11 油壓信號 Y11 變頻器故障報警指示燈 X12 經(jīng)停信號 Y12 運(yùn)行 X1