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行業動態

紡織機械自動控制系統人機界面觸摸屏應用

    紡織機械自動控制系統人機界面觸摸屏應用
  縱觀紡織技術,經歷了歷史上的手工機械化和大工業化重大變革,紡織機械及其自動控制技術在紡織技術發展史中扮演了非常重要的角色。隨著科技的發展和市場競爭的激烈,作為給紡織行業提供技術裝備的紡機行業面臨著技術上的挑戰,如何提供更加靈活、更高質量、更快響應的紡織機械來充分滿足紡織工藝的要求,成為時代賦予紡機行業的重任。近10多年來我國紡機行業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,其內容包含了先進的信息處理和控制技術,即以計算機為核心,由PLC、工控機、單片機、人機界面、現場總線等組成的控制系統。先進的驅動技術有變頻調速,交流伺服,步進電機等,還有檢測傳感技術和執行機構等?,F代控制技術和信息技術正成為推動紡織機械自動控制技術發展的主要驅動力。
  1、紡織機械自動控制技術的現狀:紡織機械自動控制技術,幾乎應用了所有類別的自動化產品,主要包括控制、傳動控制、運動控制、現場總線、人機界面和傳感器。其中控制技術有:PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、專用控制器等。傳動控制技術有:直流調速系統、交流變頻調速系統、開關磁阻電機、多單元同步系統等。運動控制技術有:伺服、步進、運動控制器等?,F場總線技術有:Profi—bus、Can等。人機界面技術有:文本顯示器、圖文終端、觸摸屏等。傳感器技術有:光電傳感器、電磁傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數傳感器。其中PLC、單軸獨立驅動、多單元同步控制、基于網絡技術的數據通訊和在線檢測等技術,得到了廣泛的應用。
  1.1、可編程控制器是紡機控制器的主要選擇
  可編程控制器PLC在紡織機械應用最為廣泛。PLC能提供高質量的輸入輸出和極佳的實時監控能力,通過人機界面觸摸顯示控制屏實現,特別是它的可靠性已經得到充分肯定。
  能夠提供多種現場總線、可擴展性及遠程I/0已經成為一些主流紡機廠商選擇PLC的關鍵衡量標準。紡織工業控制器中,值得重點關注的技術指標是速度、可靠性和實時性。正如以高效短流程嵌入式復合紡紗技術為代表的自動紡紗技術取得的革命性突破,為行業升級帶來了新希望。
  1.2、以電力電子技術為代表的新型驅動技術得到廣泛應用
  隨著電力電子技術的發展,各種新型驅動技術在紡織機械得到廣泛應用。變頻調速、單軸驅動多軸同步、伺服等傳動技術在紡織機械領域大顯其能?;谳^多的紡織機械為多單元重復結構,如化纖紡絲機等,為實現機械動作的協調一致性,紡織機械還應用了變頻調速技術。
  隨著科技的發展,紡織機械傳動技術有了較大的發展,主要表現在:單軸獨立驅動和多軸同步控制技術(例如四軸驅動粗紗機、自動絡筒機和多電機驅動劍桿織機等)、伺服驅動技術(如在紡機中很普遍的卷繞機構的反向驅動控制)、共直流母線技術(它彌補了電機處于發電工作狀態,也是實現斷電同步停車功能的必要條件)。
  紡織機械使用的各種驅動系統和電機包括:變頻器+交流異步電機、變頻器+交流同步電機、交流伺服電機、直流無刷電機和開關磁阻電機。
  為了滿足高速劍桿織機對啟動速度和啟、制動力矩的嚴格要求,開關磁阻電機的特殊性能滿足了機器的特殊要求。
  1.3、高速數據通訊現場總線
  通訊水平決定和影響著自動控制的水平。隨著網絡技術的發展,通過現場總線實現高速數據通訊,控制系統已經從模擬控制轉向數字控制。這一發展帶來的重大變化和特點是:①實現復雜的控制功能,即實現分布式、現場化;②提高了抗干擾性能,即實時采集并共享大量數據。近年來,現場總線正迅速成為紡織機電一體化系統數據通訊的主流。
  引領技術的紡機企業已認識到現場總線對紡織機械技術進步的重大作用,現場總線的應用推動了紡機產品機電一體化和技術水平的提高。然而,現場總線對紡織機械進步的重要影響還未被充分認識,還有相當部分的產品在使用點對點的邏輯控制和模擬控制方式,這種技術限制了紡織機械的前進步伐。
  改革開放以來,我國的紡織機械行業的自動化技術有較明顯的提高,棉紡織設備的大部分機器采用了變頻調速技術、可編程控器(PLC)技術,也已有相當一部分的產品采用了工控機、單片機、交流伺服系統、觸摸屏人機界面以及現場總線技術,實現了紡機產品的機電一體化,為紡織機械的自動化、高速化、連續化打好基礎。
  一、通用自動化產品在紡織機械上的應用狀況
  (1)變頻器的應用
  變頻器在紡織設備上應用很普及,從清花、梳棉、并條、粗紗、細紗、絡筒、整經、漿紗、無梭織機等均已采用。按使用情況可分為三種類型:

  第一類:一臺主機選用一臺變頻器控制一臺電動機,如并條機、粗紗機、細紗機等。
  第二類:一臺主機選用一臺變頻器控制多臺電動機,如并紗機、氣流紡機(單錠單電機傳動型)等。
  第三類:一臺主機用多臺變頻分別控制多臺電動機,并由計算機控制多電機協調同步,和實現卷繞成形功能,如取消錐輪的新型粗紗機、取消長邊軸傳動和無級變速器的新型漿紗機,分條整經機等。
  (2)工控機和單片機的應用:紡織設備上已有幾十種型號的產品分別采用了工控機和單片機控制。工控機主要選用有國內微嵌公司及臺灣研華公司等。
  (3)觸摸屏人機界面的應用:觸摸屏人機界面近幾年在紡織設備上應用發展很快,需用量逐年增加,單機自動化程度較高的設備設計時多數選用觸摸屏人機界面,國內主要選用微嵌的人機界面觸摸屏型號有WLT_070 ; WLT_104等。
  (4)交流伺服系統和現場總線技術的應用:紡織設備應用此兩種技術起步較晚,多家無梭織機制造廠已開始開發交流伺服系統的電子送經和電子卷取,交流伺服系統今后的需用量很可觀。有幾種設備開始使用現場總線技術取得了好的效果,但多數紡機廠對這項技術不熟悉,尚待有一個學習了解過程,才能得到較快的推廣。
  二、應用自動化技術后的效果舉例:
  ●粗紗機采用計算機控制多臺電動機分部傳動后的效果:
  (1)簡化了復雜的機械結構,取消了錐輪、三自動成形機構、計長裝置等。
  (2)應用觸摸屏人機界面顯示,操作十分方便。
  (3)計算機儲存多品種的最佳工藝,更換品種非常方便。
  (4)產品質量好、粗紗條干水平達89烏斯特公報5%的水平。
  (5)主機速度和生產效率提高,斷頭減少。
  ●分條整經機采用計算機、變頻器、交流伺服組成的控制系統后的效果:
  (1)織軸卷繞張力從定性控制發展到定量控制,自動控制內外圈張力,實現理想的內緊外松。(2)對絞精度有明顯的提高。
  (3)采用觸摸屏人機界面,操用簡單方便。
  (4)主機價格是進口價格的三分之一,降低了紡織廠的投資。

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