伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用越來越多，這種應(yīng)用有利于提高紡織機(jī)械的生產(chǎn)效率，便于整個機(jī)器的維護(hù)。施耐德電氣運(yùn)動控制部的產(chǎn)品應(yīng)用于紡織機(jī)械已經(jīng)有某交叉鋪網(wǎng)機(jī)，某工廠緊密紡細(xì)紗機(jī)，某廠細(xì)紗機(jī)等，某廠的拷貝型整經(jīng)機(jī)。我們的產(chǎn)品分為兩個系列，TWINLINE和LEXIUM，面對OEM客戶時，我們主推TWINLINE系列的產(chǎn)品。TWINLINE系列中的驅(qū)動器部分又分為4種，分別是TLD：一般驅(qū)動;TLC4：具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器;TLC5：通過現(xiàn)場總線控制的定位控制器;TLC6：可自由編程的定位控制器。

根據(jù)客戶對伺服系統(tǒng)功能的不同需要，我們選擇不同的驅(qū)動器類型。本文以某廠拷貝型整經(jīng)機(jī)為例說明TWINLINE產(chǎn)品的運(yùn)用。

機(jī)器及工藝

拷貝型整經(jīng)機(jī)設(shè)計工藝為：因?yàn)楸緳C(jī)器的生產(chǎn)產(chǎn)品是用于精編機(jī)的經(jīng)軸，而一臺精編機(jī)上需要多個線紗長度，張力基本一致的經(jīng)軸，所以在生產(chǎn)的時候首先做出一個母盤頭，接下來的子盤頭要求實(shí)現(xiàn)長度一致，張力波動非常小。具體要求到PLC就是記錄每一段的紗線長度，實(shí)現(xiàn)子母盤之間的比較后根據(jù)各段的長度狀況及累計的誤差狀況調(diào)整伺服的送料速度，送而實(shí)現(xiàn)張力波動不大的情況下紗線總長度基本一致。

在配置方面，經(jīng)軸主驅(qū)動為ATV58F的變頻器驅(qū)動經(jīng)軸，PLC選用了可以支持CANOPEN通訊的MICRO 3722型，伺服選用了TWINLINE的TLC53驅(qū)動器外加SER3BD電機(jī)(2.2KW)。

客戶以前的類似機(jī)型是利用雙變頻結(jié)構(gòu)來完成整個工藝過程，利用模擬量控制變頻速度的方式來調(diào)節(jié)速度和張力，由于變頻的響應(yīng)時間相對較長，所以最終的產(chǎn)品效果并未達(dá)到用戶的期望，為了滿足動態(tài)的相應(yīng)效果，用戶接受了我們使用伺服中電子齒輪功能進(jìn)行角度跟蹤的方案。

系統(tǒng)配置：

系統(tǒng)配置見圖2所示:

系統(tǒng)的功能說明：

TLC5的功能非常豐富，它可以實(shí)現(xiàn)單軸運(yùn)動控制所需的大部分功能，包括點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動，手動控制，速度控制，力矩控制，電子齒輪功能。

在本應(yīng)用中伺服工作在電子齒輪工作模式，經(jīng)軸上方有個測速羅拉，經(jīng)軸轉(zhuǎn)動時，紗線帶動測速羅拉轉(zhuǎn)動，在測速羅拉上安裝有一個編碼器，伺服跟蹤該編碼器，按照設(shè)定的齒輪比進(jìn)行運(yùn)動。PLC程序計算子盤頭當(dāng)前的米數(shù)和記錄的母盤頭米數(shù)的偏差，如果子盤頭略少則增加伺服的供絲速度，反之則減少。這種做法的好處是測速羅拉的線速度基本上保持不變，從而角速度的變化也很小，通過微量調(diào)整伺服的齒輪比來改變伺服的速度既可以增加供絲量也可以減少張力的波動。

MICRO PLC與TLC53的連接通過CPP110通訊卡來實(shí)現(xiàn)，在SYCON軟件中，我們可以把伺服的使能控制，電子齒輪的開關(guān)控制以及伺服的狀態(tài)配置為PDO的方式，這樣的配置保證了控制邏輯上最高的通訊優(yōu)先級。此外在程序中利用SDO方式發(fā)送電子齒輪比。

我們將通訊的建立模式改為程序延時建立，這樣做法保證了CANOPEN通訊在頻繁的斷電中仍然可靠地工作。

從用戶的初步試車結(jié)果來看，本系統(tǒng)的效果比起雙變頻的系統(tǒng)來講有了很大的提高，2萬米的拷貝結(jié)果，誤差在3米以內(nèi)，只有以前雙變頻方案結(jié)果的十分之一左右，用戶對此結(jié)果是比較滿意的。

伺服系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)：

在以前的文章中，我曾經(jīng)敘述過在選用伺服系統(tǒng)時，不僅要考慮功率，更要考慮扭矩和負(fù)載系統(tǒng)的慣量。這是作為一個伺服選用的專業(yè)角度來考慮的問題。伺服應(yīng)用有其慣量匹配的要求，在負(fù)載慣量和電機(jī)自身慣量比大于10的情況下，電機(jī)的動態(tài)參數(shù)會很難調(diào)而且系統(tǒng)的穩(wěn)定性存在隱患。

此外考慮到系統(tǒng)工藝的要求分解到伺服系統(tǒng)的部分，我們應(yīng)該選擇合適的驅(qū)動器類型與之匹配，這樣我們才能提供最適合并且最經(jīng)濟(jì)的方案。以本案為例，因?yàn)樾枰诳偩€通訊的情況下運(yùn)用電子齒輪的功能，所以選擇TLC5驅(qū)動器。

作為功率器件的變頻和伺服，一定要做好接地，這是必須反復(fù)強(qiáng)調(diào)的常識但是經(jīng)常為我們所輕視。

總結(jié)

本文所說的應(yīng)用案例是伺服系統(tǒng)比較典型的單軸應(yīng)用，施耐德伺服系統(tǒng)中的電子齒輪功能在這里得到了較好的應(yīng)用，各位同事如果有具體的應(yīng)用案例，盡管與我們聯(lián)系，歡迎各位批評指正。