周利軍先生，上海新萌工業技術有限公司技術工程師

 

　　目前國內四電機粗紗機多采用工控機和PLC或單板機相結合作為主控係統
，由上位工控機完成運算功能，PLC或(huo)單(dan)板(ban)機(ji)完(wan)成(cheng)控(kong)製(zhi)驅(qu)動(dong)。但(dan)由(you)於(yu)工(gong)控(kong)機(ji)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)不(bu)強(qiang)，常(chang)常(chang)造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha)，而(er)單(dan)板(ban)機(ji)的(de)故(gu)障(zhang)率(lv)又(you)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)，使(shi)得(de)粗(cu)紗(sha)機(ji)的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)不(bu)盡(jin)人(ren)意(yi)，成(cheng)本(ben)也(ye)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)。

 

　　二紡機EJK211型粗紗機采用PCC的分布式模塊化控製結構及貝加萊Automation Studio係統，集分析運算和控製驅動於一體，調速係統采用貝加萊ACOPOS係列伺服驅動器，通過CAN open總線控製方式，提高係統的綜合控製性能，降低故障率，實現EJK211型粗紗機控製係統的完美方案，並具有張力檢測與自動控製
、自動落紗等功能
，錠翼速度最高可達1800r/min。另外
，通過軟件優化性設計，實現了整機總功率最小化，整機功率為22kW。

 

　　主控製係統由貝加萊Power Panel(PP41)組成，完成粗紗機的各項電氣控製功能和數據運算，通過人機界麵進行基本的工藝參數設定，如最高車速、支數
、加撚度

、徑向卷繞密度
、軸向卷繞密度、卷繞係數、紡紗係數等，參數可隨時修改、調用和存儲。所有的參數對應了一組參數也對應於一種紗紡製
，最多可有30種配方。故障報警顯示、開車情況及效率顯示、數據查詢、粗紗機的調試及維護等任務也均通過PP41完成。其主要參數性能如下：

 

　　顯示界麵為6inch
、QVGA240×320像素
、黑白顯示；共計40個鍵，其中16個鍵的標識可按用戶要求更換並帶有LED指示；1.5MB內存實時時鍾；2MB的存儲卡
，可保存、調用必要參數；係統自帶RS-232及CAN bus接口
；係統自帶10DI、9DO。

 

　　（1）主控製係統采用PP41係統
，驅動係統采用ACOPOS多功能驅動器，CAN bus（500k傳輸速率）總線控製方式
；

 

　　（2）應用電子齒輪、虛擬軸等功能，實現虛擬主軸對等同步、驅動錠翼
、筒管
、羅拉、龍筋四電機同步運行。

 

　　（3）通過CAN bus，在ACOPOS1（錠翼）建立虛擬主軸，最快每400μs向網上實軸發送(最高優先級)位置指令
，並由各ACOPOS驅動器完成同步實時控製。實際證明，循環周期為2ms時，已能滿足粗紗機的動態同步精度。

 

係統配置如圖1。

 

　　本套控製係統通過CAN bus總線方式控製變頻器，實現四電機的有效同步。利用CAN bus高速通信，可克服模擬量
、串chuan行xing通tong信xin及ji傳chuan統tong的de工gong業ye總zong線xian的de缺que陷xian，數shu據ju收shou發fa方fang式shi靈ling活huo，采cai用yong非fei破po壞huai性xing基ji於yu優you先xian權quan的de總zong線xian仲zhong裁cai技ji術shu，具ju有you暫zan時shi錯cuo誤wu和he永yong久jiu性xing故gu障zhang節jie點dian的de判pan別bie及ji故gu障zhang節jie點dian的de自zi動dong脫tuo離li功gong能neng
，使shi係xi統tong其qi他ta節jie點dian的de通tong信xin不bu受shou影ying響xiang；同時CAN具有出錯幀自動重發功能。信號傳輸用短幀結構（8bit），實shi時shi性xing好hao，受shou幹gan擾rao的de概gai率lv低di，具ju有you極ji好hao的de檢jian錯cuo效xiao果guo。采cai用yong統tong一yi的de標biao準zhun和he規gui範fan，使shi各ge設she備bei之zhi間jian具ju有you較jiao好hao的de互hu操cao作zuo性xing和he互hu換huan性xing，係xi統tong的de通tong用yong性xing好hao。通tong信xin介jie質zhi可ke采cai用yong雙shuang絞jiao線xian，無wu特te殊shu要yao求qiu
，現xian場chang布bu線xian和he安an裝zhuang簡jian單dan，易yi於yu維wei護hu。CAN總線實時性強、可靠性高、結構簡單、互操作性好

，利用PP41自帶CAN口不增加成本

，在百米之內最高波特率可以達到500k，能以最低廉的成本來實現最優控製。

 

　　以錠翼電機作為主動電機，使其按照設定速度運轉。筒管
、羅拉和升降電機作為從動電機，由PCC根據錠翼電機轉速並附以紗線張力反饋，按照數學模型運算後得出它們的轉速，通過CAN bus總線控製變頻器調整電動機轉速。

 

　　由於CAN bus所具有的獨到優勢，可使粗紗機輕易地獲得良好的同步特性和升、降速時間。以錠翼電機轉速為1600r/min為例
，升速時間可控製在10s內，減速為5s以內。

 

　　另外，變頻器采用共直流母線方式聯接
，也可大大提高升降速性能並同時降低係統能耗。

 

　　（1）EJK211粗紗機采用貝加萊一體化控製方案
，通過CAN Open方式控製ACOPOS係列驅動係統,充分發揮貝加萊ACOPOS係列驅動係統的處理能力,同時具有更快的響應特性和控製精度。

　　（2）貝加萊PCC的獨特硬件結構使其具備進行複雜分析運算的能力。在其核心的運算模塊內部，PCC為其CPU配備了數倍於常規 PLC的大容量存儲單元(100k~16M)
，為控製係統和應用軟件提供了監視的硬件基礎。

 

　　（3）貝加萊變頻控製係統提供了許多功能強大的專業化功能運動控製功能塊，如電子齒輪
、電子凸輪
、轉矩控製
、觸發定位
、鼓序列發生器、CNC等(deng)。可(ke)滿(man)足(zu)各(ge)種(zhong)控(kong)製(zhi)需(xu)求(qiu)
，實(shi)現(xian)同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。貝(bei)加(jia)萊(lai)控(kong)製(zhi)器(qi)還(hai)可(ke)實(shi)現(xian)梯(ti)度(du)提(ti)速(su)，用(yong)戶(hu)可(ke)設(she)定(ding)期(qi)望(wang)達(da)到(dao)的(de)速(su)度(du)和(he)達(da)到(dao)該(gai)速(su)度(du)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間(jian)
，PCC以固定的加速度達到設定速度。

 

　　（4）專業的品質統計管理係統，自動監控生產過程中的各種重要數據，方便用戶進行質量管理。

 

　　（5）貝加萊強大的內嵌式網絡功能，可將該單機設備方便的連接到生產過程控製網絡，進行生產過程監控。作為未來構成分布式現場I/O控製的主要角色之一，PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。Ethernet現場總線如：POWERLINK
、CAN、Profi bus (FMS, DP)
、 INA2000、 RS485等，可實現多層次網絡結構(管理層,控製層和現場層)。

 

　　（6）PCC提供了有效的功能，可實時監測外部參數，發現異常參數時可顯示故障名稱
、故障發生時間和消除時間，並采取相應措施。PCC還能對硬件模塊進行自檢
，及時發現硬件本身的錯誤。

　　（7）PCC提供了豐富的在線幫助係統，幫助客戶了解整個係統的操作方法。並可指導用戶在係統報警時采取相應的措施。

 

　　（8）貝加萊有功能強大的軟件開發平台,能夠為用戶開發出具有個性化的控製軟件。

 

　　（9）一套軟件適應多種機型,且係統為軟硬件模塊化，隨意擴展。

 

　　（10）遠程診斷功能和機群網絡功能。

　　通過Modem或Internet的Web Server遠程功能，可實現對任何地方的機器在線診斷與調試。另外控製係統上的Ethernet接口可實現機群聯網

，實現工廠自動化。