摘  要  將HOLLiAS-PLC應用于經(jīng)編機自動(dòng)化控制系統，根據工藝要求，提供了一種降低成本、提高效率、豐富花型的控制方案，并重點(diǎn)介紹了經(jīng)編機梭節橫移系統組成和方案設計思路。

　　關(guān)鍵詞  經(jīng)編機；控制系統；PLC；伺服電機

　　1 引言

　　織造工藝包括機織、針織、編織和非織造。針織又分為經(jīng)編和緯編。經(jīng)編用一組或幾組平行排列的紗線(xiàn)，于經(jīng)向喂入機器的所有工作針上，同時(shí)成圈而形成針織物，這種方法稱(chēng)為經(jīng)編，形成的針織物稱(chēng)為經(jīng)編織物。

　　經(jīng)編機種類(lèi)很多，按結構特點(diǎn)主要有特里科型和拉舍爾型兩大類(lèi)。在特里科經(jīng)編機上，由織針引出的織物與針桿平面間夾角約為115°,織物由沉降片和牽拉輥一起牽拉，使剛形成的線(xiàn)圈轉向針背，脫離編織區。這一類(lèi)經(jīng)編機一般使用鉤針或槽針，機號和機速較高，適用于編織組織結構和花型比較簡(jiǎn)單的經(jīng)編針織物。在拉舍爾經(jīng)編機上，織物引出方向與針桿平面間夾角在140°以上,織物僅靠牽拉輥牽拉。拉舍爾經(jīng)編機一般使用舌針或槽針，機號與機速較低，適用于編織組織結構和花型比較復雜的經(jīng)編針織物。

　　賈卡經(jīng)編機是拉舍爾經(jīng)編機的一種，近年來(lái)賈卡經(jīng)編機發(fā)展迅速，從機械式賈卡裝置發(fā)展到電磁式控制的賈卡裝置，再從電磁式發(fā)展到現在的壓電式，使機器的速度提高了，可達1300轉/分，而且賈卡提花原理得到進(jìn)一步發(fā)展。傳統的鏈條式經(jīng)編機，由于其為機械主軸傳動(dòng)結構，沒(méi)有導入電氣傳動(dòng)，其機構的復雜性，致使復雜花型無(wú)法在鏈塊機上進(jìn)行生產(chǎn)。只能生產(chǎn)花型較簡(jiǎn)單的布料，不能滿(mǎn)足越來(lái)越高的要求。全伺服經(jīng)編機出現解決了編織機傳動(dòng)慢的難題，已在紡織中漸漸得到應用?，F在全伺服的經(jīng)編機在產(chǎn)量，效率，花型多樣性，產(chǎn)品質(zhì)量上都有很好的優(yōu)勢，因此將成為未來(lái)提花織布的主流。

　　2 經(jīng)編機原理和結構

　　經(jīng)編機的主要成圈機件有織針、導紗針、沉降片和壓板（用于鉤針機）?？椺樥械匮b在針床上，隨針床一起運動(dòng)。導紗針裝在條板上組成梳櫛。經(jīng)紗穿過(guò)導紗針的孔眼,隨梳櫛一起運動(dòng)而繞墊在針上,通過(guò)織針、沉降片等成圈機件的相互配合運動(dòng)而織成織物。

　　經(jīng)編機主要由編織機構、梳櫛橫移機構、送經(jīng)機構、牽拉卷取機構和傳動(dòng)機構組成。①編織機構包括針床、梳櫛、沉降片床和壓板，一般由凸輪或偏心連桿傳動(dòng)。凸輪常用于速度較低、成圈機件運動(dòng)規律較復雜的經(jīng)編機中。偏心連桿由于傳動(dòng)平穩，加工較簡(jiǎn)便，高速運轉時(shí)磨損和噪音較小，因而在高速經(jīng)編機上得到廣泛應用。②梳櫛橫移機構，使梳櫛在成圈過(guò)程中按照針織物組織的要求橫移，將經(jīng)紗墊于針上，以便織成具有一定組織結構的針織物。通常有花板式和凸輪式兩種，花板式機構通過(guò)一定外形和尺寸的花板按針織物組織的要求串連成花板鏈條，使梳櫛橫移，適用于編織花紋比較復雜的組織，花型變換比較方便。在凸輪式機構中凸輪是按針織物組織所需梳櫛橫移規律而設計的，傳動(dòng)較平穩，能適應較高的編織速度。③送經(jīng)機構，把經(jīng)軸上的經(jīng)紗退解下來(lái)，送入編織區。有消極式和積極式兩類(lèi)。消極式機構中經(jīng)軸為經(jīng)紗張力拉動(dòng)而送出經(jīng)紗，不需要專(zhuān)門(mén)的經(jīng)軸傳動(dòng)裝置，適用于機速較低、送經(jīng)規律較為復雜的經(jīng)編機。積極式送經(jīng)機構采用專(zhuān)門(mén)的傳動(dòng)裝置使經(jīng)軸回轉送出經(jīng)紗，又有張力感應式和線(xiàn)速度感應式之別。張力感應式機構通過(guò)張力桿感應經(jīng)紗張力的大小來(lái)控制經(jīng)軸的轉速。線(xiàn)速度感應式機構通過(guò)測速裝置感應經(jīng)紗運動(dòng)速度的大小來(lái)控制經(jīng)軸的轉速。這類(lèi)機構以預定線(xiàn)速度送出經(jīng)紗，能在高速運轉條件下穩定地工作，故在高速經(jīng)編機上得到廣泛使用。④牽拉卷取機構的作用是以預定的速度將織物從編織區牽引出來(lái)并卷繞成布卷。

　　經(jīng)編機控制系統主要包括電子送經(jīng)系統、電子提花系、梭節橫移系統三個(gè)部分構成。

　　1）電子送經(jīng)系統

　　電子送經(jīng)系統主要功能在于控制各種紗線(xiàn)的送經(jīng)速度及張力的控制，不至于將紗線(xiàn)送斷，造成斷紗而無(wú)法進(jìn)行織花。電子送經(jīng)系統可以分為單速或雙速的 EBA 和多速的 EBC兩種，采用PLC 、變頻器、三相異步電機、伺服電機、編碼器等組成閉環(huán)控制，來(lái)實(shí)現主軸恒速運轉同時(shí)調節經(jīng)軸轉速，進(jìn)而實(shí)現恒定送經(jīng)。

　　2）電子提花系統

　　電子提花系統主要用來(lái)花型的提取，再配合梭節的橫移以實(shí)現花型的成型。其主要由一個(gè)嵌入式系統來(lái)實(shí)現：提花數據是轉換及提花的動(dòng)作控制；執行動(dòng)作由3146-4096個(gè)電磁閥來(lái)實(shí)現。由于電磁的動(dòng)作響應速度較慢，現在慢慢地被動(dòng)作響應快的壓電陶瓷所取代。

　　3）梭節橫移系統

　　經(jīng)編機的梭節一般有56條或40條,目前最多的是56條。每條梭節由1個(gè)900W的伺服來(lái)控制。由于控制軸數太多,故采用分散控制。梭節橫移系統是由和利時(shí)公司PLC和伺服電機所構成的系統，也是本文主要介紹的部分，框架詳見(jiàn)梭節橫移系統結構圖。

　　3 系統介紹

　　經(jīng)編機梭節橫移系統由控制部分、驅動(dòng)部分和監控部分組成，系統結構圖見(jiàn)圖1。

　　1）控制部分

　　主控制器要進(jìn)行橫移信號采集與處理，協(xié)調各分控制器的同步工作。系統采用和利時(shí)公司G5系列PLC，由一個(gè)CPU模塊FM215-2BT02、兩個(gè)16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊FM221-1BH00、三個(gè)16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊FM222-1BH00和一個(gè)16點(diǎn)繼電器輸出模塊FM221-1HF00組成。

　　系統分控制器共有28個(gè)，每組分控制器控制兩軸梭節伺服。分控制器采用和利時(shí)公司LM系列高速運動(dòng)控制CPU模塊LM3106A，CPU模塊上集成14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)晶體管輸出，具有一個(gè)RS232串行通訊接口，具有兩路100KHz高速脈沖輸出功能。分控制器通過(guò)RS232/RS485轉換器以485通訊方式連接到上位計算機上，進(jìn)行監控。

　　2）驅動(dòng)部分

　　系統共有56條梭節，由和利時(shí)公司56套900W的森創(chuàng )交流伺服進(jìn)行控制，伺服的動(dòng)作根據織花轉換程序事先轉換好的存儲在分控制器中花型數據進(jìn)行動(dòng)作。

　　3）監控部分

　　上位監控部份由一臺研華觸摸式平板電腦TPC-1261，配以監控軟件來(lái)完成；同時(shí)電腦上還運行織花花型轉換程序進(jìn)行花型數據的轉換與下載。

圖1 經(jīng)編機梭節橫移系統結構圖

　　4 經(jīng)編機梭節橫移系統過(guò)程介紹

　　每個(gè)梭節橫移的速度及精度。經(jīng)編機的主軸要求轉速達到400轉,主軸每轉一周橫移要動(dòng)作一下,且動(dòng)作時(shí)間只有1/3轉的時(shí)間內要完成,否則橫移失敗。

　　花型是數據轉化。由于織花的花型是由紡織CAD軟件生成的。系統需要將紡織CAD生成的相關(guān)花型數據轉換成PLC能識別的數據,進(jìn)而進(jìn)行梭節橫移控制。目前系統編寫(xiě)了一個(gè)花型轉換軟件來(lái)完成花型數據的自動(dòng)轉換及數據的下載?！?BR>　　　
　　監控軟件采用和利時(shí)公司組態(tài)軟件，完成整個(gè)系統的運行狀態(tài)監控：伺服的運行狀態(tài)，PLC、伺服的通訊狀態(tài)，花型運行的梭節號等等運行狀態(tài)；完成系統的參數設置：機械參數主要是主軸參數，運動(dòng)參數主要是給PLC定位控制用的（脈沖頻率，濾波時(shí)間，加減速時(shí)間等等）；另外完成工藝裝針、故障處理、盤(pán)頭控制、用戶(hù)管理、幫助等功能。

　　5 結論

　　整套系統采用性?xún)r(jià)比極高的和利時(shí)機電產(chǎn)品提供了整體解決方案。在整個(gè)項目解決綜合問(wèn)題比較突出的顯現和利時(shí)產(chǎn)品在系統整合上的優(yōu)勢。

　　系統采用和利時(shí)PLC作為控制器,利用本品伺服定位功能、豐富的內部數據資源、強大通訊功能，使得控制與驅動(dòng)緊密結合，使系統控制的更好。