中達電通太原分公司  楊偉強

 

摘　要: 本文主要介紹台達自動化產品在竹節紗設備上的整合應用。該控製係統結合台達HMI、PLC、和伺服等自動化產品，操作直觀且簡單
，實現了設備的技術升級與高效節能
，體現出台達自動化產品較高的性價比，係統運行證明：台達產品穩定可靠，控製效率高，值得業界同行借鑒和推廣。

關鍵詞： PLC；人機界麵；伺服
；配方

近jin年nian來lai，隨sui著zhe市shi場chang經jing濟ji深shen入ru發fa展zhan和he人ren民min生sheng活huo水shui平ping的de不bu斷duan提ti高gao，紡fang織zhi技ji術shu不bu斷duan更geng新xin，使shi紡fang織zhi服fu裝zhuang麵mian料liao花hua色se品pin種zhong層ceng出chu不bu窮qiong
，其qi中zhong竹zhu節jie紗sha麵mian料liao以yi立li體ti凹ao凸tu效xiao應ying

，使shi布bu麵mian呈cheng現xian粗cu獷guang自zi然ran的de特te色se，受shou到dao人ren們men的de青qing睞lai。通tong過guo在zai細xi紗sha機ji上shang加jia裝zhuang一yi套tao竹zhu節jie紗sha裝zhuang置zhi，便bian可ke生sheng產chan出chu各ge種zhong花hua式shi紗sha，生sheng產chan出chu不bu同tong風feng格ge的de竹zhu節jie布bu麵mian料liao，為wei提ti高gao企qi業ye的de產chan品pin競jing爭zheng力li奠dian定ding了le基ji礎chu。隨sui著zhe社she會hui的de進jin步bu，人ren民min生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao
，竹zhu節jie紗sha設she備bei的de性xing能neng要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao，隨sui著zhe時shi間jian的de積ji累lei，竹zhu節jie紗sha工gong藝yi配pei方fang參can數shu會hui越yue來lai越yue多duo，有you的de紡fang織zhi廠chang客ke戶hu甚shen至zhi有you成cheng百bai上shang千qian種zhong竹zhu節jie紗sha配pei方fang，當dang有you某mou紗sha線xian訂ding單dan時shi，操cao作zuo員yuan需xu要yao將jiang每mei台tai竹zhu節jie紗sha設she備bei的de配pei方fang參can數shu逐zhu步bu輸shu入ru觸chu摸mo屏ping
，操cao作zuo麻ma煩fan且qie容rong易yi錯cuo漏lou，有you些xie竹zhu節jie紗sha還hai要yao求qiu在zai某mou段duan粗cu度du範fan圍wei內nei隨sui機ji抽chou樣yang紡fang，相xiang應ying的de控kong製zhi難nan度du也ye越yue來lai越yue高gao，控kong製zhi係xi統tong自zi動dong化hua程cheng度du要yao求qiu也ye愈yu來lai愈yu高gao，根gen據ju設she備bei不bu同tong會hui應ying用yong到dao不bu同tong種zhong類lei的de工gong業ye自zi動dong化hua產chan品pin
，客ke戶hu可ke以yi根gen據ju控kong製zhi對dui象xiang的de不bu同tong選xuan擇ze相xiang應ying的de設she備bei來lai進jin行xing控kong製zhi係xi統tong的de構gou建jian。

麵對日益複雜的要求和相應產生的生產效率問題，本文基於台達的DVP係列 PLC和HMI及伺服等自動化產品


，實現了一套先進的竹節紗設備自動控製係統，該方案采用具有高速脈衝輸出型PLC控製伺服係統，扭矩、超喂比恒定，具有高精準定位功能，完全不同於一般的速度控製模式，可長時間連續工作，竹節不變化，設備穩定可靠。

從當前的業界通常情況來看，不同竹節紗裝置生產的竹節紗的風格、類lei型xing是shi有you區qu別bie的de。隨sui著zhe竹zhu節jie紗sha裝zhuang置zhi技ji術shu水shui平ping的de不bu斷duan提ti高gao，竹zhu節jie紗sha的de花hua色se類lei型xing也ye在zai不bu斷duan增zeng多duo。從cong紡fang製zhi竹zhu節jie紗sha裝zhuang置zhi的de驅qu動dong係xi統tong來lai說shuo
，從cong最zui早zao的de離li合he器qi式shi、步進電機
，到現在的伺服電機；從紡製竹節裝置的變速係統來說


，有變動前羅拉速度紡出竹節的
，也有變動中後羅拉及前羅拉速度紡出竹節的，其花色種類越來越多。　

竹節紗的關鍵控製點在於對節粗、節長和節距的控製。

竹節紗的節粗：一般設計為基紗的2倍～3倍，最大為6倍。竹節粗度愈大，生產難度愈大

，對後加工影響也大。

竹節紗的節長：一般設計≥2 cm，節長愈長愈好紡
，愈短愈難紡，特別要考慮竹節紗裝置的特性，一般步進電機紡製的竹節
，就是設計節長小於1cm，紡出的竹節也大於2 cm，由於纖維長度一般在2 cm～3cm
，因此竹節愈短，生產難度愈大。確需竹節長度短
，就要選用合適的紡製竹節紗裝置
，所以竹節紗的節長要考慮其裝置的特性、纖維長度、竹節粗度和工藝車速慣性的影響。一般伺服電機驅動的竹節紗裝置其節長可短
；纖維長度長的節長也長；竹節粗度小時
，節長可短
；工藝車速高，慣性大時，節長也長。

竹節的節距：節距是一個很重要的參數
，決定布麵竹節排列效果
、排列密度及規律。一般設計節距≥2 cm，節距愈短，生產難度愈大。

竹節節距對布麵影響最大的是竹節在布麵形成規律性條紋，即“規斑”cibu，yincishejishiyingtebiezhuyi，duiyubujindianjiqianluolabiansuxitongfangchudezhujieshazhuangzhi，qifangchuzhujieguilvweiwugezhujieweiyixiaoxunhuan，meiciqitoushi
，dicibiangengzhujieweizhi
，xingchengershiwugezhujieweiyidaxunhuan，zhezhongxingshizaibumianrongyixingcheng“規斑”，yincizaishejishiyaoqiuxiaoxunhuanhedaxunhuandezhouqichangdoubunenghebufukuanduchengbeishuhuojiejinbeishuguanxi，yigexiaoxunhuanneiwugezhujiedejiejuyebunengchengbeishuhuojiejinbeishuguanxi

，erqiezhujiejiejuyaochangduandapei、分散排列

，盡量杜絕布麵形成“規斑”。

3.1 硬件組成

係統硬件組成如表1所示：

名稱	廠家	型號	數量
PLC	台達	DVP-12SC11T	1
HMI	台達	DOP-AS57BSTD	1
伺服	台達	ASD-A2023-AB、ECMA-E31320	1

竹節紗配方工藝歸檔
，為工藝人員對竹節紗的生產管理帶來極大的方便，隨著近幾年電腦運用的普及和電腦技術的高速發展，U盤成為了新一代超容量永久性存儲器


，再也不用擔心掉電時間長而丟失工藝的問題。本係統結合U盤為用戶開放了4000個竹節工藝品種貨架


，每個工藝品種可以有最多200組竹節工藝參數組數，供用戶隨意調用
、存貯或修改。

在多機台竹節紗間操作時，不需要每台都執行輸入操作，隻用一隻U盤就可互相複製竹節工藝
，簡化操作流程、便於統一管理、提高可靠性。可以將U盤中竹節工藝定期保存到廠部電腦
，以便歸檔留底。

 

除提供市麵上已有的1組參數、和多組參數循環紡紗方式外，另外為用戶提供了三種更為先進的紡紗方式：

模糊1：控製器從用戶設定的1-200組參數中隨機抽取其中一組紡
，按組別進行隨機抽取不重複紡紗。(M組節長--M組節距--N組節長--N組節距)。

模糊2：控製器從用戶設定的1-200組(zu)參(can)數(shu)中(zhong)隨(sui)機(ji)抽(chou)取(qu)其(qi)中(zhong)一(yi)組(zu)的(de)節(jie)長(chang)，與(yu)另(ling)外(wai)經(jing)過(guo)隨(sui)機(ji)抽(chou)取(qu)的(de)不(bu)同(tong)組(zu)的(de)節(jie)距(ju)
，重(zhong)新(xin)組(zu)成(cheng)新(xin)的(de)一(yi)組(zu)竹(zhu)節(jie)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)紡(fang)紗(sha)，即(ji)將(jiang)竹(zhu)節(jie)隨(sui)機(ji)組(zu)合(he)紡(fang)紗(sha)。(M組節長―N組節距―X組節長―Y組節距)。在模糊1的基礎上打破組別的限製，實現高等無序紡紗。

模糊紡3：在模糊紡3竹節參數設置中，輸入基紗及竹節參數的上下限值(上限>=下限)，各紡紗參數在上下限設定範圍內由控製器隨機抽取數值進行紡紗。客戶隻需要設定好參數的上下限數值即可實現的模糊式竹節紗。

zaizhesanzhongfangshaguochengzhong
，yinkongzhiqishizhixingweijizhongdesuijishuzhiling，jingguosuijichouyanghouzhujieguilvshiwanquanbuhuizhongfu
，jiusuanzaitongpinzhongbutongtaizhijian，yebuhuichuxianzhongfudeguilvxing
，congshijiyingyongkan
，cixiegongnengwanquanjiejuelebumianshangguilvxingtiaowendechansheng，manzuyonghubutongfenggebumianyaoqiu。

本裝置采用高速脈衝輸出型PLC控製伺服係統，扭矩恒定，超喂比恒定；伺(si)服(fu)長(chang)時(shi)間(jian)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)，竹(zhu)節(jie)不(bu)變(bian)化(hua)

，穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)。設(she)計(ji)原(yuan)理(li)采(cai)用(yong)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)高(gao)精(jing)度(du)定(ding)位(wei)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)
，以(yi)脈(mai)衝(chong)方(fang)式(shi)控(kong)製(zhi)
，一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)運(yun)行(xing)一(yi)個(ge)固(gu)定(ding)角(jiao)度(du)，在(zai)高(gao)精(jing)度(du)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)中(zhong)均(jun)采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)
，所(suo)以(yi)參(can)數(shu)設(she)定(ding)中(zhong)可(ke)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)粗(cu)長(chang)、細長，設備控製穩定性得到可靠保證。

相比於其它竹節紗裝置多是采用速度控製模式

，通過直接設定電機轉速，再通過羅拉轉速計算出時間，用定時變速的方式控製粗長、細長。

本(ben)裝(zhuang)置(zhi)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)是(shi)將(jiang)前(qian)羅(luo)拉(la)與(yu)中(zhong)後(hou)羅(luo)拉(la)完(wan)全(quan)獨(du)立(li)傳(chuan)動(dong)
，它(ta)們(men)間(jian)是(shi)通(tong)過(guo)無(wu)觸(chu)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)電(dian)氣(qi)跟(gen)隨(sui)，而(er)前(qian)羅(luo)拉(la)測(ce)速(su)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)精(jing)度(du)及(ji)分(fen)辨(bian)率(lv)都(dou)起(qi)決(jue)定(ding)作(zuo)用(yong)。控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)高(gao)速(su)計(ji)數(shu)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)從(cong)開(kai)停(ting)車(che)到(dao)紡(fang)紗(sha)中(zhong)的(de)所(suo)有(you)細(xi)節(jie)都(dou)處(chu)於(yu)監(jian)控(kong)之(zhi)下(xia)，並(bing)提(ti)供(gong)校(xiao)正(zheng)及(ji)報(bao)警(jing)。

gaigongnengshishengchanyouzhizhujieshadeyigekekaobaozheng，benxitongtigongleshengchanguochengzhongsuoyouguzhanghuofeizhengchangcanshushezhidengbaojinggongneng。zuodaojishifaxian，jishibaojing
，jishichuli。

benzhujieshazhuangzhiyousifudianjidaidongzhonghouluolachuandong
，jixiebufenzichengdanyuan，buyuyuanzhujichongtu，anzhuangfangbian，diankongxiangwaizhi。caiyongbenzhuangzhihou，buyichujixieguzhang
，yejiangdilelaodongqiangdu，tigaolelaodongxiaolvjichengshazhiliang。

本裝置還提供了其它一些獨特的功能，如下：

（1）節形的調整功能
，也就是竹節曲線形狀的選擇功能，實現了飽滿竹節
，解決了瘦紗現象。

（2開車補償功能，可解決雙速
、變頻細紗機啟停時產生的細節現象。

對應FA506、FA502、FA1520及FA508的減速比如下：

伺服電機到後羅拉減速比=          (FA506)

伺服電機到後羅拉減速比=           (FA502)

伺服電機到後羅拉減速比=         (FA1520)

伺服電機到後羅拉減速比=           (FA508)

紡製竹節紗除正常的各項指標外，竹節指標主要有竹節長度、竹節距離、竹節粗細。影響這些指標的因素主要有：前羅拉轉速、前羅拉直徑、錠子轉速、牽伸比、牽伸加壓係統
、紡製的品種等。上述參數的確定，就確定了所紡竹節紗指標。

（1）先確定基紗的正常工藝數據
，試紡定量是否正常；

（2）按設定的基紗工藝參數，輸入正確的竹節工藝
，參數包括：牽伸倍數、細長、粗長、細度、粗度；

（3）試紡竹節工藝，檢測是否符合要求；

（4）工藝確定，正式生產。

竹節粗度：直接輸入所需倍數。若需多種粗度，也是按順序直接輸入即可。(無需計算)

竹節長度、竹節距離：整體調節可修改。

粗長係數：竹節長度整體修正係數

細長係數：竹節距離整體修正係數，也可單節修改(逐段修改)

定量偏差：可修改牽伸倍數。

（5）正常紗與竹節紗切換可直接通過PLC控製，如長時間不紡竹節則可摘掉鏈條即可，恢複正常紡紗狀態。

測速係統不須設置，自動跟蹤。

P0-02狀態顯示1       6

P0-04狀態顯示2       11

P0-05狀態顯示3       5

P0-06狀態顯示4       13

P0-07狀態顯示4       6

P1-44電子齒輪比分子  10000

P1-45電子齒輪比分母  1024

P2-10伺服使能        1

P2-15反向運轉極限    122

P2-16正向運轉極限    123

P2-17伺服緊急停止    121

P3-00通訊站號        U1=1；(長車時U2=2)

P3-02通訊協議        8

P3-05通訊格式        2

本文介紹了台達自動化產品在竹節紗設備上的整合應用，整套方案提供了較高的精度及分辨率，同時其SC係列PLC的高速計數功能，可使紡紗過程中的所有細節都處於監控之下
，並提供校正及完善的報警自診斷功能。

方案還結合U盤為客戶開放了4000個竹節工藝品種貨架，每個工藝品種可最多設置200組竹節工藝參數，並可隨意調用、存貯或修改，大大簡化了操作流程

，便於統一管理，同時提高了可靠性。

綜上
，整個方案實現了設備的技術升級與高效節能
，體現出台達自動化產品較高的性價比，值得業界同行借鑒和推廣。

[1] 台達全係列可編程序控製器  台達內部資料  2008

[2] 台達DVP-PLC應用技術手冊 台達內部資料  2007

[3] 紡竹節紗的生產工藝
，中國設備網
，2007.

[4] 竹節紗生產工藝淺析，印染在線 
，2009

 

作者簡介：楊偉強，男，中達電通資深技術工程師
，在紡織、機床等領域具有豐富的應用經驗，現從事台達自動化產品技術整合應用與研究。