摘 要：本文主要闡釋基于臺達自動化產(chǎn)品在粗紗機上的高級功能開發(fā)，以達成減輕擋車工勞動強度、并使粗紗機操作工序減化、品質(zhì)提升的“一箭三雕”。 一、 引言 　　近十多年來，我國紡織機械行業(yè)的自動化水平有了明顯的提高，在新型紡織機械上普遍采用了自動化技術。這項技術的內(nèi)容包含了先進的信息處理和控制技術，即以計算機為核心，有PLC、工控機、單片機、人機界面、現(xiàn)場總線等組成的控制系統(tǒng)。先進的驅(qū)動技術，有變頻調(diào)速、交流伺服、步進電機等，檢測傳感技術和執(zhí)行機構等。棉紡織設備較有代表性的機電一體化產(chǎn)品，例如新型的粗紗機，應用了自動化技術后機構簡化，性能改善，質(zhì)量提高，操作方便，提升了設備的檔次和水平。采用觸摸屏人機界面，操作簡單方便。變頻調(diào)速降低了設備的噪音和功率，減少了機械損耗，并且隨著業(yè)內(nèi)人士對紡織工藝的更深入了解，粗紗機的功能更加的完善，使國產(chǎn)粗紗機比進口粗紗機更加適合在國內(nèi)應用。 二、 臺達自動化產(chǎn)品的介紹 　　隨著自動化產(chǎn)品的發(fā)展，臺達已由單一的變頻器生產(chǎn)研發(fā)廠家發(fā)展到現(xiàn)在能為客戶提供PLC、溫控器、計數(shù)器、人機界面、變頻驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、數(shù)控系統(tǒng)等多元化產(chǎn)品，在冶金、紡織、醫(yī)藥等幾十個行業(yè)都有更廣泛的應用。尤其在紡織行業(yè)占據(jù)了很大的市場份額。河北太行紡機公司是生產(chǎn)紡織機械的專業(yè)企業(yè)，有多種機型采用了臺達成套解決方案——精梳機FA298A、并條機FA361A、粗紗機FA421A/THFA4421、細紗機FA561A等關鍵紡織設備，既為生產(chǎn)品質(zhì)提供了技術保證，也提升了企業(yè)的產(chǎn)品價值與綜合競爭力。 三、 系統(tǒng)開發(fā)的簡介 　　3.1 硬件構成 　?。?）控制的核心部件是PLC，在整個控制系統(tǒng)起著舉足輕重的作用，選型的時候要考慮其存儲容量和處理速度。根據(jù)控制要求需要的輸入24點、輸出24點，并且需要兩個通訊端口，其一RS485通訊端口來控制時時給定頻率，來達到電機的時時速度控制，還要根據(jù)紡紗工藝要求寫入變頻器的參數(shù);其二連接上位機觸摸屏（HMI），來實現(xiàn)人機對話。依據(jù)上述要求選型為主模塊DVP32E（數(shù)量1個）、擴展模塊DVP08（數(shù)量2個）。 　?。?）整合計算整機的實際功率為8-9kw（每臺設備安裝時的機械間隙不一樣，導致設備的實際功率也有所不同），選用10kw的電機，驅(qū)動變頻器選型為VFD150B43A，遵循適當放大的原則。這樣可以有效的一致新設備在最初運行時由于機械沒有磨合好產(chǎn)生的誤報警。 　　（3）人機界面的選擇很重要，它是人機交流的主要途徑，每天設備和人接觸最多的就是人機界面，它不僅要求外型美觀，而且還要耐用，在紡紗廠環(huán)境這樣比較惡劣的條件下24小時能夠保障無故障長時間運行。臺達DOP57STD界面為藍白雙色，色調(diào)柔和，性價比高，是個很不錯的選擇。 　　（4）控制框圖 [align=center] 圖1控制結構圖[/align] 　　3.2 功能介紹 　　在80年代我國懸錠粗紗機已經(jīng)廣泛的應用了變頻調(diào)速技術，但當時由于PLC在紡織領域沒有很廣泛的應有，所以在粗紗機功能上也沒有深入的開發(fā)。隨著工控產(chǎn)品本身功能的增強和對紡織工藝更深入的了解，粗紗機的功能有了新的開發(fā)。 　?。?）通訊參數(shù)寫入 　　雖然現(xiàn)代變頻器被更廣泛的推廣，但由于有些紡紗廠的技術力量薄弱，對變頻器的參數(shù)設定有一定的難度，紡織工藝的變動，往往需要設備生產(chǎn)廠家的技術工程師來更改，這樣既耽誤生產(chǎn)，又增加了售后服務成本?；谶@點考慮開發(fā)的變頻器參數(shù)通訊寫入，只需在人機界面修改參數(shù)，點擊寫入即可。既方便有降低了操作難得。 　?。?） 定位停車 　　在粗紗機生頭、斷紗接頭時，都需要把錠翼停到一個固定的角度，這樣擋車工才易于操作，在早期的粗紗機是沒有定位停車功能，需要擋車工手動扳動錠翼，這種錯誤操作往往對紗線的質(zhì)量產(chǎn)生破壞，容易產(chǎn)生細節(jié)。定位停車功能就能解決這個問題，當粗紗斷紗報警停車停車時，錠翼停在一個易于接頭的角度，不用再手動扳動錠翼，降低了勞動輕度，提高了紡紗質(zhì)量。 　　（3）無極調(diào)速 　　由于錠翼通道對速度的變化產(chǎn)生的摩擦力是不一樣，速度的大幅跳躍會對紗線的張力長生很大的影響，本功能是根據(jù)紡織工藝的要求，在小紗低速時逐漸的調(diào)高輸出頻率，中紗恒速，大紗逐漸的降低速度，每次根據(jù)換向次數(shù)跳動很小的頻率，是變化頻率不造成對紗線張力的負面影響。 四、 軟件開發(fā) 　?。?）人機程序的開發(fā) 　　人機界面開發(fā)要遵循簡單明了，易于操作的原則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，主要包括監(jiān)視畫面、CCD張力控制畫面、運行控制畫面、參數(shù)設置畫面、班產(chǎn)數(shù)據(jù)畫面、輸入輸出點監(jiān)視畫面、幫助換面。主要畫面參見圖2、圖3、圖4。 　　1.1監(jiān)視畫面（見圖2） 　　根據(jù)紡紗工藝要求，有些數(shù)據(jù)要隨時能查看，例如一落紗長、紡紗定長、紡紗速度、羅拉轉(zhuǎn)速、錠翼轉(zhuǎn)速等，把這些數(shù)據(jù)放在同一畫面方便查看。 [align=center] 圖2監(jiān)視畫面[/align] 　　1.2運行控制畫面（見圖3） 　　粗紗機所有的控制操作都能在此畫面上實現(xiàn)，包含起動、點動、停止和落紗三自動的實現(xiàn)。 [align=center] 圖3運行控制畫面[/align] 　　1.3變頻器參數(shù)寫入畫面（見圖4） 　　設置好的變頻器參數(shù)點擊 后此按鈕就會顯示 ，等待大約10秒后，參數(shù)設置完畢，按鈕狀態(tài)恢復。 [align=center] 圖4變頻器參數(shù)寫入畫面[/align] 　　（2）PLC程序的開發(fā) 　　按照工藝要求和功能的構思，規(guī)劃好每個輸入輸出點的含義后就是程序的編制，考慮到程序的容量和開發(fā)程序的簡潔易讀性，該程序大量應用了子程序，程序分塊結構，方便程序的修改和查找。P0：變頻器參數(shù)寫入,在執(zhí)行變頻器參數(shù)寫入時調(diào)用該子程序;P1：即時給定頻率，變頻器輸出頻率根據(jù)粗紗換向次數(shù)來給定，按照升速曲線來變換速度： 　　P2：落紗三自動。程序收到滿紗信號后，調(diào)用落紗三自動子程序。給松皮帶信號 → 松緊皮帶電機正向起動 → 松皮帶到位接近開關亮 → 松皮帶電機停止運轉(zhuǎn) → 步進電機反轉(zhuǎn)起動復位皮帶 → 皮帶復位行程開關打開 → 步進電機停止運轉(zhuǎn) → 下龍筋升降電機正向起動 → 下龍筋超將到位 → 下龍筋升降電機停止。 　　P4：密碼驗證程序。需要密碼進入工藝參數(shù)設置畫面，設置參數(shù)時條用密碼驗證子程序，密碼驗證通過才能進入。 五、 結束語 　　隨著工控產(chǎn)品的高效、成熟以及技術價值日益的提高，紡織機械自動化程度也越來越高，但設計的出發(fā)點還要以用戶簡單、好用為根本，廠商應在不增加系統(tǒng)硬件的基礎上盡量開發(fā)即結合工藝又實用的功能，使我國的紡織機械向更高水平發(fā)展。