細(xì)紗機(jī)是紡織廠的專用設(shè)備，具有前后兩個輥子。由于前面輥子的速度比后面輥子快，從前輥子進(jìn)去的粗紗在兩個輥子之間得到拉延，從后面輥子輸出的紗就變細(xì)了。花式紗不是均勻粗細(xì)，而是粗細(xì)相間。要得到粗細(xì)相間的紗，只需讓后輥子的轉(zhuǎn)速時快時慢即可。 1. 差動齒輪系的設(shè)計 來自于前輥子的轉(zhuǎn)速經(jīng)過齒輪減速后作為差動齒輪系的一個輸入，另一個輸入由兩臺伺服電動機(jī)通過機(jī)械合成而成，能實現(xiàn)啟停500次/min。若兩臺伺服電動機(jī)不轉(zhuǎn)，差動齒輪系輸出到后輥子的為一個低于前輥子的均勻速度，此時細(xì)紡機(jī)紡出為普通紗。若兩臺伺服電機(jī)均啟停250次/min，且啟停時間錯開，通過機(jī)械合成后為啟停500次/min，此時差動輪系輸出到后輥子的變化速度為500次/min，細(xì)紡機(jī)紡出為花式紗。 2. 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計 在紡紗過程中需要不斷地改變紗的粗細(xì)、紗的長度和節(jié)距3個參數(shù)，要求伺服電機(jī)不斷改變啟停周期和速度，每種紗常有300多種變化組合，參數(shù)要求方便進(jìn)行調(diào)整，而且工作環(huán)境較惡劣，可靠性要求高。 伺服系統(tǒng)電機(jī)采用低慣量永磁同步電機(jī)。兩套伺服系統(tǒng)的速度控制號由PLC模擬量I/O模塊輸出控制。兩套伺服系統(tǒng)的啟停控制信號由PLC擴(kuò)展的脈沖輸出模塊輸出端控制，其相位相互錯開。 為了調(diào)節(jié)紗的粗細(xì)、長度和節(jié)距，PLC需要不斷檢測前輥子的速度，根據(jù)設(shè)置的參數(shù)和檢測的前輥子速度計算出后輥子的速度和開關(guān)頻率。前輥子速度和伺服電機(jī)速度的檢測采用光電編碼器，其輸出的脈沖信號輸送到PLC的高速計數(shù)模塊進(jìn)行計數(shù)從而得到前輥子的速度以計算伺服電機(jī)速度和開關(guān)頻率。另外PLC選用絕緣型通訊用適配器與工控機(jī)進(jìn)行通訊，以實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置和監(jiān)控。通過HMI，單獨機(jī)器部件的狀態(tài)用圖表界面簡單明了的變現(xiàn)出來，使得操作和配置更加容易。 貝加萊X20系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速低成本的I/O控制，降低了線纜的費用，其模塊化設(shè)計讓系統(tǒng)具有超群的擴(kuò)展能力，緊密的硬件設(shè)計則節(jié)省了面板的安全空間。 3．程序設(shè)計 速度檢測采用M法測速，在固定的時間間隔Ts內(nèi)讀取速度信號的脈沖數(shù)從而計算出轉(zhuǎn)速的大小。串行通信模塊數(shù)據(jù)傳送利用RS指令，其與工控機(jī)進(jìn)行串行通信時可以設(shè)置數(shù)據(jù)長度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模塊具有電壓輸出和電流輸出兩種形式。數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D輸入，TO控制D/A輸出，編程指令包含選擇數(shù)模轉(zhuǎn)換通道和輸入輸出數(shù)據(jù)存放單元，設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換命令，輸出或讀入轉(zhuǎn)換結(jié)果等。 貝加萊系統(tǒng)每一個完整的控制系統(tǒng)的操作配置都集成在一個自動化軟件Automation Studio中，不僅加快了工程進(jìn)度也節(jié)省了成本。 4．結(jié)論 該紡織專用細(xì)紗機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC加差動齒輪加伺服電機(jī)的設(shè)計，后輥子速度變化頻率可達(dá)500次/min，充分滿足了細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)的需要。運行表明，該系統(tǒng)設(shè)計合理、工作可靠。