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案例頻道二紡機EJK211型粗紗機采用PCC的分布式模塊化控制結構及貝加萊Automation Studio系統，集分析運算和控制驅動(dòng)于一體，調速系統采用貝加萊ACOPOS系列伺服驅動(dòng)器，通過(guò)CAN open總線(xiàn)控制方式，提高系統的綜合控制性能，降低故障率，實(shí)現EJK211型粗紗機控制系統的完美方案，并具有張力檢測與自動(dòng)控制、自動(dòng)落紗等功能，錠翼速度最高可達1800r/min。另外，通過(guò)軟件優(yōu)化性設計，實(shí)現了整機總功率最小化，整機功率為22kW。
a.控制方案
主控制系統由貝加萊Power Panel（PP41）組成，完成粗紗機的各項電氣控制功能和數據運算，通過(guò)人機界面進(jìn)行基本的工藝參數設定，如最高車(chē)速、支數、加捻度、徑向卷繞密度、軸向卷繞密度、卷繞系數、紡紗系數等，參數可隨時(shí)修改、調用和存儲。所有的參數對應了一組參數也對應于一種紗紡制，最多可有30種配方。故障報警顯示、開(kāi)車(chē)情況及效率顯示、數據查詢(xún)、粗紗機的調試及維護等任務(wù)也均通過(guò)PP41完成。其主要參數性能如下：
顯示界面為6inch、QVGA240×320像素、黑白顯示；共計40個(gè)鍵，其中16個(gè)鍵的標識可按用戶(hù)要求更換并帶有LED指示；1.5MB內存實(shí)時(shí)時(shí)鐘；2MB的存儲卡，可保存、調用必要參數；系統自帶RS-232及CAN bus接口；系統自帶10DI、9DO。
b.配置方案
（1）主控制系統采用PP41系統，驅動(dòng)系統采用ACOPOS多功能驅動(dòng)器，CAN bus（500k傳輸速率）總線(xiàn)控制方式；
（2）應用電子齒輪、虛擬軸等功能，實(shí)現虛擬主軸對等同步、驅動(dòng)錠翼、筒管、羅拉、龍筋四電機同步運行。
（3）通過(guò)CAN bus，在A(yíng)COPOS1（錠翼）建立虛擬主軸，最快每400μs向網(wǎng)上實(shí)軸發(fā)送（最高優(yōu)先級）位置指令，并由各ACOPOS驅動(dòng)器完成同步實(shí)時(shí)控制。實(shí)際證明，循環(huán)周期為2ms時(shí)，已能滿(mǎn)足粗紗機的動(dòng)態(tài)同步精度。
系統配置如圖1
c.控制說(shuō)明
本套控制系統通過(guò)CAN bus總線(xiàn)方式控制變頻器，實(shí)現四電機的有效同步。利用CAN bus高速通信，可克服模擬量、串行通信及傳統的工業(yè)總線(xiàn)的缺陷，數據收發(fā)方式靈活，采用非破壞性基于優(yōu)先權的總線(xiàn)仲裁技術(shù)，具有暫時(shí)錯誤和永久性故障節點(diǎn)的判別及故障節點(diǎn)的自動(dòng)脫離功能，使系統其他節點(diǎn)的通信不受影響；同時(shí)CAN具有出錯幀自動(dòng)重發(fā)功能。信號傳輸用短幀結構（8bit），實(shí)時(shí)性好，受干擾的概率低，具有極好的檢錯效果。采用統一的標準和規范，使各設備之間具有較好的互操作性和互換性，系統的通用性好。通信介質(zhì)可采用雙絞線(xiàn)，無(wú)特殊要求，現場(chǎng)布線(xiàn)和安裝簡(jiǎn)單，易于維護。CAN總線(xiàn)實(shí)時(shí)性強、可靠性高、結構簡(jiǎn)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(lái)實(shí)現最優(yōu)控制。
以錠翼電機作為主動(dòng)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(dòng)電機，由PCC根據錠翼電機轉速并附以紗線(xiàn)張力反饋，按照數學(xué)模型運算后得出它們的轉速，通過(guò)CAN bus總線(xiàn)控制變頻器調整電動(dòng)機轉速。
由于CAN bus所具有的獨到優(yōu)勢，可使粗紗機輕易地獲得良好的同步特性和升、降速時(shí)間。以錠翼電機轉速為1600r/min為例，升速時(shí)間可控制在10s內，減速為5s以?xún)取?BR>
另外，變頻器采用共直流母線(xiàn)方式聯(lián)接，也可大大提高升降速性能并同時(shí)降低系統能耗。
d.采用貝加萊一體化配置控制系統的優(yōu)勢
（1）EJK211粗紗機采用貝加萊一體化控制方案，通過(guò)CAN Open方式控制ACOPOS系列驅動(dòng)系統,充分發(fā)揮貝加萊ACOPOS系列驅動(dòng)系統的處理能力,同時(shí)具有更快的響應特性和控制精度。
（2）貝加萊PCC的獨特硬件結構使其具備進(jìn)行復雜分析運算的能力。在其核心的運算模塊內部，PCC為其CPU配備了數倍于常規 PLC的大容量存儲單元（100k～16M），為控制系統和應用軟件提供了監視的硬件基礎。
（3）貝加萊變頻控制系統提供了許多功能強大的專(zhuān)業(yè)化功能運動(dòng)控制功能塊，如電子齒輪、電子凸輪、轉矩控制、觸發(fā)定位、鼓序列發(fā)生器、CNC等?？蓾M(mǎn)足各種控制需求，實(shí)現同步控制功能。貝加萊控制器還可實(shí)現梯度提速，用戶(hù)可設定期望達到的速度和達到該速度所需的時(shí)間，PCC以固定的加速度達到設定速度。
（4）專(zhuān)業(yè)的品質(zhì)統計管理系統，自動(dòng)監控生產(chǎn)過(guò)程中的各種重要數據，方便用戶(hù)進(jìn)行質(zhì)量管理。
（5）貝加萊強大的內嵌式網(wǎng)絡(luò )功能，可將該單機設備方便的連接到生產(chǎn)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程監控。作為未來(lái)構成分布式現場(chǎng)I/O控制的主要角色之一，PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。Ethernet現場(chǎng)總線(xiàn)如：POWERLINK、CAN、Profi bus （FMS, DP）、 INA2000、 RS485等，可實(shí)現多層次網(wǎng)絡(luò )結構（管理層,控制層和現場(chǎng)層）。
（6）PCC提供了有效的功能，可實(shí)時(shí)監測外部參數，發(fā)現異常參數時(shí)可顯示故障名稱(chēng)、故障發(fā)生時(shí)間和消除時(shí)間，并采取相應措施。PCC還能對硬件模塊進(jìn)行自檢，及時(shí)發(fā)現硬件本身的錯誤。
（7）PCC提供了豐富的在線(xiàn)幫助系統，幫助客戶(hù)了解整個(gè)系統的操作方法。并可指導用戶(hù)在系統報警時(shí)采取相應的措施。
（8）貝加萊有功能強大的軟件開(kāi)發(fā)平臺,能夠為用戶(hù)開(kāi)發(fā)出具有個(gè)性化的控制軟件。
（9）一套軟件適應多種機型,且系統為軟硬件模塊化，隨意擴展。
（10）遠程診斷功能和機群網(wǎng)絡(luò )功能。
通過(guò)Modem或Internet的Web Server遠程功能，可實(shí)現對任何地方的機器在線(xiàn)診斷與調試。另外控制系統上的Ethernet接口可實(shí)現機群聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現工廠(chǎng)自動(dòng)化。
實(shí)踐證明，貝加萊新一代PCC完全適用于高檔棉紡粗紗機的控制系統。它不僅保證了良好的紡紗性能，同時(shí)還相應提高了系統的綜合控制功能，降低了故障率，配以經(jīng)濟實(shí)用的人機界面，使操作變得更加簡(jiǎn)單方便，使整個(gè)設備的檔次有了較大提高。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號