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浙江工业大学硕士学位论文 毛巾剑杆织机的控制系统设计 摘要 随着国内外对毛巾的需求量大幅度增加，对毛巾的款式品种多样性要求不断增加，以 及对毛巾质量要求的提高。国内的毛巾生产厂家这几年加大了技改投入，这样对毛巾生产 设备更新和增加就有了大量的投入。毛巾剑杆织机作为现代化的毛巾织造设备替代以前旧 的织造设备已经成为毛巾行业织造的主流设备。而新型毛巾织造设备的改进是通过先进的 电子技术代替机械传动功能得到实现的。本文对毛巾剑杆织机的控制系统设计进行了研 究，概括起来主要有以下几个方面： ( 1 ) 总结了国内外毛巾织造技术的研究现状和发展趋势，分析了毛巾剑杆织机控制 系统设计的主要难点和关键技术，阐述了本文的研究意义。 ( 2 ) 研究了毛巾织机上各个信号和动作的逻辑关系，研究整个主控制系统和下面分 控制系统的关系。 ( 3 ) 研究了纬纱检测和选纬系统。对纬纱检测系统的信号检测、处理进行了分析。 对如何设置选纬程序，对选纬信号的处理，最后驱动选纬指动作经行了设计。代替了陈旧 的机械选纬和机械检测纬纱断头。对反应灵敏度和可靠性有了很大的提高。 ( 4 ) 对起毛系统进行了研究，取代了机械起毛系统，使起毛高度能够做到在一个织 物当中能够随意变换，同时能够做到3 纬4 纬7 纬毛巾随意变换。 ( 5 ) 研究了送经卷取系统，送经卷取系统是控制经面张力和织物纬密的主要机构， 它是影响织造效率的关键部位。本系统采用伺服系统应用于送经卷取系统中，替代了机械 卷取送经系统，对织物的恒定张力控制，方便变换纬密都有了很大的提高。 ( 6 ) 本文采用p l c 集中控制，应用了伺服控制技术，用触摸屏作为输入界面，对整 个系统用电子技术经行了集成，是新型织机的发展方向。随着电子技术的发展，可以不断 地采用性价比合适的技术应用于新型织机当中。 关键词：毛巾剑杆织机，p l c ，电子送经，电子卷取，交流伺服技术 浙江工业大学硕士学位论文 s t u d yo ft h et e r r yr a p i e rc o n t r o ls y s t e m a b s t r a c t w i t hi n c r e a s i n gd e m a n df o rt o w e l sa th o m ea n da b r o a d ，m em c r e a s i r 培r e q u i r m 即皓f o r s p e c i e sd i v e r s 时o fs 锣l e so ft o w e l s ，t l l e 删够r e q u i 衄e n t sf o rt 0 、e l s a r ea l s og r e a n y i i l c r e 嬲e d d o m e s t i ct o w e lm 锄m 沁t u r e r si nf e c e n ty e a r si n c r e 勰et h et e c h o l o 西c a li n p u t s 蛀r 0 i 培l y ，p u ti i lal a 唱em m l b e ro fm o n e yt 0u p d a t et o w e lp r o d ：u c 嫩o ne 小卸m e n t s t o w e lm p i e r l o o m 继ar n o d e mt o w e l 、e a v i n ge q t l i p m e n tk 璩b e c o m et 1 1 e 溺o re 叫p m e n t 诂s 钯a do f 也e0 1 d w e 疵ge q u i t n l e n ti nt o w e li i l d l l s 缸y t h en e w 缅叩r o v e dt o w e l 、e a v i i l ge q u i p m e n ti st 0u s e 攻l v 趾l c e de l e c 缸o n i ct e c l l i l o l o g yt 0r 印1 a c et h e 向呱m o no fm e d i a l l i c a ld r i v e t k sp a p e ri s s t u d y i l l g 恤c o n 仃0 ls y s t c 皿d e s i 乒o f t o w e lr a p i e rl 0 0 m ，s l l m m 面z e di nm ef o l l o 诎培 a r e a s ： ( 1 ) t 1 1 i sp a p e r 驯皿【m 雒砌t 1 1 er e s e a r c ha n dd e 、r e l o p n l e n t 仃e n d so f 也et o w e lw e a m n g t e c h i l 0 i o g ya th o m e 舡l dd b r o a d ，卸m y 2 越也em a i nd i 伍c 嘣e s 龇l dk e yt a c h l l 0 1 0 9 i e so f 也et o w e l r a p i e rl o o m c o n t r o ls y s t e md e s i g n ，e x p l a i n e d 也es i g i l i 丘c a n c eo f 也i ss t u d y ( 2 ) 啦sp a p e rs t 嘣e d 也el o 舀cr e l a t i o 璐h i po f e a c hs i 刚觚d 枷o no ：ft h et o w e l l 0 0 m ，a l s o m er e l a d o n s h i pb e t 、v e e nt h em a i nc o m r o ls y s t e m 趾dt h e 如u o 、访n gs u b - c o n t m ls y s t e m ( 3 ) 1 k sp 印e rs t i l d i e dt h ew e f td 鼬e c t i o na n dw 0 0 fs y s t e m 1 1 1 es i g n a ld e t e c t i o i l ，p r o c e s s 通g o fn l ew e rd e t e 砸o ns y s t e mi sa n a l y z e d f i n a l l yd e s i g n e dh o wt 0s e ta l ee l e c t i o np r 0 c e s s ， h o wt 0p r o c e s st h ew e ns e l 硎o ns i g n a la n dh o wt 0 断v et h ew o o fa c t i o n 羽印1 a c e d 也eo l d m e c b a n i c a lw e ra n dm e c h a n i c a lt e s t i i 培w e rb r e a l 【a g e n 孕e a n yi l 】p r 0 v e dt 1 1 es e i l s i t i v 时a n d r e h a b i l 时o f t l l e 陀a 甜o n ( 4 ) f l u f fs y s t e mi ss t u l i i c d ，i t 啊) 1 a c e s 廿1 em e c h a n i c a lf l u f rs y s 钯i n ，m l l 【c s 也er a i s 遗gh e i g h t 妇g e 舶e l y i naf a b r i c ，趾da l s ob ea b l et 0c h a n g ef o r3 ，4 ，7w c f ti nl a t i t u d e ( 5 ) 1 h sp a p e rs t i 斌e d 廿1 et a k eu po f 廿1 ed e l i v e 巧s y s t c m ，d e l i v e 巧s y 咖mb yn l et a k e u pi s t h cm 血b o d yt 0c o n 们l 也e 触e 觚i o na n d 也ef a l 证cd e i l s 毋，w h i c hi sak e yc o m p o m mo f w e a v i i l ge m c i c n c y t h i ss y s t e mu s e s 也es e r v os y s t e mw h i c hl l s e di n 也ed e l i v e r ys y s t 锄b y 也e t a ：k e u p 卸m e p l a c e s 也em e c h a n i c a l t a ：k e - 0 9 s y s 锄玛i th 硒b e e ng r c a n y 血p r 0 v e d 也e 浙江工业大学硕士学位论文 c o n v e n i e n c eo f 仃a n s f o 脚1 i i l gl a ：t ：i t u d ea n d 也ec o i l s _ t a n t 钯 啮i o nc o n t r o lo nt 1 1 ef a b r i c ( 6 ) 1 1 1 i sp 印e rl l s e dp l c t 0 c 朗仃a l 协dc o n 缸d l ，a p p l i c dm es e 0c o n 仃o l 姚l o g y ，研血 t o u c h s c r e e n 嬲a ni i l t e 】旺i a c ei n p u t ，也e 、) l ：h o l es y s t e mi si i l t e 孕a t i 缸 o fu s i i l g 也ee l e c t r o i l i c t e c h 【0 l o g ) r i ti s a d e v e l o p m e n tn 髓i do fn e wl o o n l 丽mt h ed e v e l o p m e n to fe l e c 臼0 1 1 i c t e c h n o l o g y ，y o uc 跹c 0 舭t o u s et h ec o s t - e 疗e c t i v ea p p r o p r i a t et e c h n 0 1 0 9 ) ra m o n g 血en e w l o o m k e ，rw b r d s ：t e n yr 印i e r 1 0 0 m p l c ， e l e c 仃o i l i cl e t - o f f ，e l e c 缸- o i l i c t a k e - u p ， s e r v o m e c h a n i s m s 浙江工业大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究剑杆毛巾织机的意义 随着国内外对毛巾的需求量大幅度增加，对毛巾的款式品种多样性要求不断增加，以 及对毛巾质量要求的提高。国内的毛巾生产厂家这几年加大了技改投入，这样对毛巾生产 设备更新和增加就有了大量的投入。毛巾剑杆织机作为现代化的毛巾织造设备替代以前旧 的织造设备已经成为毛巾行业织造的主流设备h 1 。 原先国内大多采用有梭织机配多臂机或机械提花机织造毛巾。有梭织机配机械提花机 主要存在车速慢，只能实现四色选纬，毛巾毛圈不平整，毛巾的毛高只能采用一种毛高不 能在同一织物上做到任意变动，停车时需要手工拼挡容易产生停车挡。纬密只能设定平布 和毛巾两种不同的纬密。送经和卷取系统采用机械式的卷取送经系统，张力控制不稳定。 同时机械提花采用纸版控制，花样更新麻烦、周期长，使用损耗大，可靠性不高等问题。 1 控制框2 地经轴3 停经装置4 剑带驱动箱5 地经送经装置6 毛经轴7 毛经送经装置 图卜l 毛巾剑杆织机 剑杆毛巾织机( 如图卜1 ) 相对于其他的新型毛巾织机又有很多优势，其它的新型毛巾 浙江工业大学硕士学位论文 织机有片梭、喷气等毛巾织机。毛巾剑杆织机虽然入纬率在无梭织机中不是最高，但以其 功能完善、品种适应性广、性价比好等特性，在销售总量上直居于无梭织机前列嘲。片 梭织机价格比较高，而喷气织机的品种适应性又没有剑杆织机强。剑杆毛巾织机特别是剑 杆提花毛巾织机由于价格和品种适应性方面的优势，在毛巾行业的普及十分迅速，已经成 为了毛巾织造织造的主流设备。现在在国内引进的毛巾喷气织机有日本的津田驹、丰田和 比利时的必加诺喷气织机。引进的剑杆毛巾织机有德国生产的多尼尔剑杆毛巾织机，意大 利s m i t 公司的g s 9 0 0 ，意大利p r o m a t e c h 公司的d y n at e r r y 剑杆毛巾织机。国内目前有 杭州纺织机械总厂和山东聊城日发昌润纺织机械厂生产的高档毛巾剑杆织机。 1 2 电子控制系统在剑杆毛巾织机质量提升过程中的作用 剑杆毛巾织机应用了计算机控制技术，可对设备的运行情况和各项工艺参数进行 监控和显示，并且结合高速电子多臂、电子提花开口机构，电子选纬机构，能在运行中快 速方便地更换织物组织和纬纱颜色；电子送经机构在计算机控制下能使经纱张力自动调 节，从满轴到空轴经纱张力能够基本上保持在一个恒定的状态，毛经轴可以根据送经量不 同，随意调节起毛高度；电子卷取机构可由计算机设定，在运行中改变纬密，这样在同一 织物的织造过程中就能实现多个不同的纬密；自动找纬、对织口装置工作时可设定不同程 序，在计算机控制下所有机构的运行状态能够保持同步，这就大大减少了开车停车挡产生 的概率；使用电子储纬器，储纬器中有纬纱张力控制器能对纬纱张力进行引纬全程有效控 制从而提高了织机的速度和效率；当剑杆毛巾织机配以折入边装置时，所织制织物织边可 与有梭织机织物相媲美。在开口机构上，剑杆毛巾织机配合电子提花龙头或电子多臂机， 能够做到自动寻纬的功能。在选纬系统上使用了电子选纬系统，实现了四色以上的选纬。 由于上述功能特性，保证了新产品开发和织物质量，使产品结构和档次明显提高，剑杆织 机在我国无梭织机中的应用也达到了空前的规模州。 近几年来剑杆毛巾织机在车速和稳定性上有了很大的提高，特别是毛巾织机是具有双 经轴的织机，在织机的各个运动方面的配合要求就更加重要了嘲。织机各方面的有机配合 有赖于机电一体化技术的良好应用，以c p u 为核心的高性能工业控制器和新型驱动技术相 结合，以及各种新型传感器在织机上的应用，使剑杆毛巾织机实现了自动化和智能化。机 电一体化和信息化提升了剑杆织机的整体水平，由于对织机实现了实时信息控制，为设备 的监控提供了更精确的数据信息，织机的控制更方便，性能更优越，结构更简单。在送经 和卷取上剑杆毛巾织机使用了伺服控制系统，在主马达驱动上使用了变频控制技术口嘲。 浙江工业大学硕士学位论文 1 3 主要研究内容 本章通过对目前毛巾行业所使用的设备现状进行了分析和研究，得出结论目前毛巾行 业需要对毛巾生产设备大量更新和扩大投资。而剑杆毛巾织机因其品种适应性广，特别适 用于提花毛巾的织造，使其能够在毛巾行业当中大量推广使用。 本章重点讨论了毛巾剑杆织机的控制系统的设计。其重点环节包括：以p l c 为核心的 整机控制系统，采用p l c 集中控制技术，使织机整体协作性能加强，内置p i d 功能使控制 更方便精确。电子选纬和纬纱检测系统的应用，采用电子选纬功能，使用数字信号，使编 制程序更加方便可靠，传动部件更加简洁。以伺服控制为核心技术的电子起毛系统，以伺 服控制为核心技术的电子送经卷取系统。采用了伺服控制技术，应用于电子卷取和电子送 经当中，伺服控制技术特别适合毛巾织机的纬密可变，送经量可变等机械机构很难实现的 功能，这样不但可以简化机械结构，又提高了织机的整机性能和操作方便性。采用伺服控 制技术应用于起毛系统当中，使起毛控制更直接更可调，大大提高了毛圈的平整度和可调 节性。 本文是作者在十几年对毛巾剑杆设计和使用过程中积累的一点资料和体会，在此基础 上对毛巾织机控制系统经行了分析和研究。 3 浙江工业大学硕士学位论文 第2 章剑杆毛巾织机各系统 2 1毛巾剑杆织机的几个组成系统 2 1 1开口系统 在开口过程中，经纱由综框或提花龙头带动作升降运动形成梭口，综框或提花龙头运 动的性质对经纱的断头有着很大的影响。对提花龙头或多臂机在运行过程中的要求是能够 运行稳定响应快速，同时在剑带和剑头的运行过程中保持经纱的开口清晰。在梭口的形状 和尺寸确定后，综框或提花机通丝运动规律就成为影响开口运动效果的根本因素，对保证 织造顺利进行和提高织机生产率及织物质量有着重要意义陆地1 。一般现在剑杆毛巾织机配 备的都是电子多臂机和电子提花龙头。使用电子多臂机和电子提花龙头可以保证一个高速 和稳定的运行状态，这样可以配合剑杆织机在高速的状态下运行。电子多臂机和电子提花 龙头使用电子纹板和电子花样，取消了以前使用的纸质的纹板和花本。新型的电子多臂机 和新型的电子提花机采用凸轮控制开口能使织机有一个比较好的开口动作n 幻。 2 1 2 引纬系统 剑杆织机引纬方法是用往复移动的剑状杆叉入或夹持纬纱，将机器外侧固定筒子上的 纬纱引入梭口。引纬系统中对于纬纱的张力控制特别重要，它是由储纬器卷绕一定的纬纱 量，通过纬纱张力控制器向梭口输送纬纱，储纬器的动作由计算机统一控制。引纬系统中 还有两个辅助动作，一个是剪纬，一个是选纬系统。当引纬完成后，由纬纱剪刀把纬纱剪 断。剑杆织机一般可以选用八色选纬，由计算机获取编制在提花系统或计算机本身的操作 终端上的纬纱工艺信号。对电子选纬器的选纬指进行控制，对纬纱实行选择控制。图2 1 为选纬器，通过选纬器电缆输入信号，信号驱动电磁铁通断电，从而控制选纬指的动作n h 町。 浙江工业大学硕士学位论文 1 选纬指2 选纬器电缆3 。选纬电磁铁 图2 1 电子选纬器 2 1 3 打纬系统 打纬机构沿织机前后摆动，而引纬沿织机的左右运动，这就要求打纬与引纬协调配合， 打纬机构的摆动应为引纬运动留有足够的空间和时间。常用的打纬机构按其结构型式的不 同，可分为连杆式打纬机构、共轭凸轮打纬机构及圆筘片打纬机构n 刀。打纬机构还可按其 打纬动程变化与否分为恒定动程的打纬机构、变化动程的打纬机构。目前常用的主要有连 杆式打纬机构和共轭凸轮打纬机构，圆筘片打纬机构主要用于多梭口织机。恒定动程的打 纬机构主要用于普通织机，变化动程的打纬机构主要用于毛巾织机上n h 耵。毛巾织机的起 毛原理就是由地经组织夹住纬纱由钢筘拉动毛经纱起毛，它可以通过变化打纬的动程或游 动布面实现。 2 1 4 送经系统 在毛巾织机的织造过程中，经纱与纬纱交织成织物后不断地被卷取辊卷走。为保证织 造过程的持续进行，由送经机构连续地送出适当长度的经纱来进行补充，使织机上经纱张 力能够在一定范围之内1 。由于毛巾织机的特殊性，毛巾织机有两个经轴组成，上经轴是 专门为起毛圈提供经纱，下经轴为地组织提供经纱。一般上层经纱的张力比较小。在设置 经纱张力时，一般根据工艺要求设置一个初始张力，在织造过程中自动调节，使它能够保 浙江工业大学硕士学位论文 持在二个稳定的状态。图2 2 为经纱( 毛经和地经) 的走线图和织物在卷取罗拉上的走线 图，图中虚线为纱线的走线路线。 图2 2 经纱及织物在卷取罗拉上走线图 2 1 5 卷取系统 毛巾剑杆织机通常采用积极式连续卷取机构，在织造过程中，织物的卷取工作连续进 行。毛巾剑杆织机的卷取系统是一个电子卷取系统，它根据工艺编制的不同的纬密信号来 决定它的卷取速度。另外由于毛巾剑杆织机的特殊性，在卷取送经当中还有一个停送停卷 的功能雎1 删。 2 2 毛巾剑杆织机的各驱动元件和信号组成分布 2 2 1驱动元件 织机的主马达：三相异步电动机3 8 0 v7 5 k w ，由变频系统控制调速，变频器功率1 5 k w 。 自动寻纬马达：三相异步电动机3 8 0 v1 1 k w 。 毛经送经马达：由伺服系统控制，l k w 。 地经送经马达：由伺服系统控制，1 k w 。 1 3 浙江工业大学硕士学位论文 卷取马达：由伺服系统控制，l k w 。 起毛马达：由伺服系统控制，l k w ， 纬纱口吸风马达：三相异步电动机，0 3 7 k w 。 图2 3 为主马达、吸风马达和自动寻纬马达的控制原理图，其中吸风马达的作用是清 洁梭口，把梭口里的棉絮和灰尘吸干净，主马达是织机的主要动力源，自动寻纬马达用于 织机回棕时的动力源。 图2 3 主马达、吸风马达和自动寻纬马达的控制原理图 2 2 2 各输入输出信号 表2 一l 为p l c 的输入信号，它对应的是p l c 的输入口。表2 2 为p l c 的输出信号，它 对应的是p l c 的输出口。图2 4 为电子选纬、起毛、纬密控制框图，其信号通过工艺编制 输入，通过p l c 经信号放大输出嘲。 1 4 浙江工业大学硕士学位论文 表2 一l 输入信号 序号输入信号功能 1 x 0 光电编码器a 信号 2x 1 光电编码器b 信号 3 x 2 光电编码器z 信号 4x 3 地经检测接近开关信号 5x 4 地经保护接近开关信号 6) ( 5 毛经检测接近开关信号 7 x 6 毛经保护接近开关信号 8x 7 零位接近开关信号 9x 1 0点动信号 1 0x 1 1 开车信号 1 1 x 1 2 停止信号 1 2x 1 3 正转信号 1 3x 1 4 反转信号 1 4x 1 5 主电机信号( 主电机交流接触器吸合时有信号) 1 5x 1 6 断经信号 1 6x 1 7 纬纱信号( 有纬纱信号时亮) 1 7x 2 0 多臂接近开关信号 1 8 ) ( 2 1 多臂机d 硒常开触点信号( 正常停车时，x 21 不亮) 1 9x 2 2空 2 0勉3 手动自动信号( 打在自动时，x 2 3 亮) 2 1x 2 4地经松信号 2 2x 2 5 地经紧信号 2 3x 2 6 毛巾松信号 2 4x 2 7 毛巾紧信号 2 5x 3 0 选纬指1 信号输入 2 6x 3 1 选纬指2 信号输入 2 7 x 3 2 选纬指3 信号输入 2 8x 3 3 选纬指4 信号输入 2 9 x 3 4 选纬指5 信号输入 3 0x 3 5 选纬指6 信号输入 3 1 ) ( 3 6 选纬指7 信号输入 3 2x 3 7 选纬指8 信号输入 3 3x 4 0 大张力接近开关信号输入 3 4x 4 1起毛信号输入 3 5x 4 2 低纬密信号输入 3 6 x 4 3高纬密信号输入 3 7x 4 4 空纬信号输入 3 8x 4 5 大张力信号输入 1 5 浙江工业大学硕士学位论文 表2 2 输出信号 序号输入信号功能 1y 0 点动高压输出 2y l 离合器输出 3y 2 地经正转输出 4y 3 地经反转输出 5y 4 正转输出 6y 5 反转输出 7y 6 毛经正转输出 8y 7毛经反转输出 9y 1 0 绿灯输出 1 0y l l 红灯输出 1 1 y 1 2蓝灯输出 1 2y 1 3黄灯输出 1 3y 1 4 纬密离合器l 输出 1 4y 1 5纬密离合器2 输出 1 5y 1 6 起毛电磁铁输出 1 6y 1 7反转信号输出给提花机 1 7y 2 0 选纬器1 号指输出 1 8y 2 1 选纬器2 号指输出 1 9y 2 2选纬器3 号指输出 2 0y 2 3 选纬器4 号指输出 2 ly 2 4选纬器5 号指输出 2 2y 2 5 选纬器6 号指输出 2 3 y 2 6选纬器7 号指输出 2 4y 2 7 选纬器8 号指输出 1 8 纬选色信号纬密信号起毛信号 uuj r 可编程控制器p l c | j ruu 驱动电路 伺服驱动器驱动电路 luj j ， 选纬电磁铁伺服电机起毛电磁铁 u 卷取轴 图2 - 4 电子选纬、起毛、纬密控制框图 1 6 浙江工业大学硕士学位论文 2 3 各驱动元件和传感器的分布 断纬自停装置放大器 图2 5 各驱动元件和传感器的分布图 关 关 开关 图2 5 为各传感器、马达、开关箱和指示灯等织机上的电器部件在织机上的平面分布。 1 7 浙江工业大学硕士学位论文 2 4p l c 和各控制单元关系 计算机c p u 控制器采用p l c 可编程控制器，利用p l c 内置的p i d 控制功能、位置控制 功能和控制伺服系统高精度定位以及平稳控制速度，以p l c 为控制器的送经卷取系统和其 它信号的处理。p l c 控制原理见图2 6 詈墓毫室重量警羹 舀 885goo 羹量童量羹 ? 1 i 甲? 7 了了g lli 苫瞽芒， 鲫 图2 - 6p l c 控制原理图a 1 8 i j 订 + i 鼬 研 嘲 钟 毖 猫 掰 搿 o i 专 倦 跚 臻 蕊 礴 m 猫 兽 宁 警 重 - s ， 譬 2 。 蕈 一 警 擎 n 彳 警 辛 g 雹r 璧 !；霉_2 窘i ) 中；叠 喜一 51c聒占 营一 _。告 垒 一l善-22_，饔0 口嚣il 甲；8 t 甲铃上甲铅-2 一_l匹墨- 一n；鲁 譬 窖葛 譬a 譬篁 譬a 譬蔼 譬皇 m 挑 鼹 。 豫 ， m 孵 跚 缈 岱 掰 射三暑 & _i，_譬u。n甲：，荟甲甲；。s& ，；吉 & 。：，霜- ，- 暑甲， 。! 鲁 -；。蕾 鞋 奄薯安4 _ 荡z d c 一 一甲 浙江工业大学硕士学位论文 a 唯一n l * 咖茸一 ml 删舒 惦 c 皤 姒 癌“ 墨 喇砷如一 nt il l 诧臻瑟， 髓船嚣 n性“一 + 一 l j 一 铝怡 嚣 r 、l 一1 1 翮一 口 v垤 鑫 臻 叫一卜_ 靠玎 芏 耵一 甜土己，婴l o 9 髓舶 等 n o 1 i ” 1 1n lh l mm 需 o y j 31 1 3 z t 1 飘一 幽。 o 善 笔 t 俺l j t 1 摹越i 删l j 巴 1 1 7z 1 7 呈 笔 1 蕾 l 哳物 o 翻 2 i翅 一 ， 偬磁 吾 ” 墓 一 量 笺 描 i 糟璐一 盼 o 埘烈 吾 2销 $ 伪搿 c ， 搦 7 璐搿 仍 0 掰掰 i 霎 艄珊+ 掷 撕叠1 j 叫 墩一 勰 烈 暑 鼍 璐 蠡毒 葛 秘 一 学 埘 i 露 m l 翟 弘l i 至i； 撤 瑚 跚 矗 髓 军 誊警 詈 摹警 盯l 嘲 一 - h 玎 ll ll l 渤删 箍露 舞譬 基 m 哪 皇 姗 l i 图2 6p l c 控制原理图b 1 9 l 麓 c 2 口i - 3 i - | 口 a t a 譬- c 曲- c 绉“ 盘i 卜毒 口i o i 口l 扣5 q m 口曲_ 7 2，5 0 7 孤 骑籀霸始西坼嘶蕊珥n磕h强借2 n。瞰牾掰册西噼 c 蘑一1 2 驾 矗 璧 嚣 “t _ 毯 浙江工业大学硕士学位论文 盎 28 -蘑釜露惑枣蠢爱霹 ； 8 卜上 n t 砖 图2 - 6p l c 控制原理图c ，产 髓h n 待旺0 粤。粥髓 辐锄缵栅m * 一 口m 憾一睦盯- 3 j 崎 嚣 p 岛一 一夸曝 降n - 掉 瞎“ 哺 u 謦 r 窘 叁 浙江工业大学硕士学位论文 2 5 小结 本章重点介绍了毛巾剑杆织机的各系统的组成，毛巾剑杆织机各输入输出信号和驱动 原件以及围绕p l c 控制系统各信号的工作原理。介绍的内容有以下几点： 1 毛巾剑杆织机由引纬系统、打纬系统、起毛系统、送经系统和卷取系统组成。 2 介绍了毛巾剑杆织机的输入输出的信号组成和重要的驱动原件。 3 用整机图例介绍了各信号、传感器和各驱动原件在机器上的分布。 4 研究了p l c 和各信号、传感器和驱动原件之间的控制原理。 2 l 浙江工业大学硕士学位论文 第3 章毛巾剑杆织机各信号 3 1 毛巾织机的各信号之间的逻辑关系 图3 1 慢车时的逻辑关系 图3 一l 为慢车时的控制逻辑关系。用图示的方式表示是为了使更清晰的反应在慢车按 浙江工业大学硕士学位论文 钮使用的情况下各个信号的动作和相互之间的关系，在软件编程的时候更加有效和方便。 图3 2 寻纬正转时的逻辑关系 6 图3 2 为寻纬正转时的控制逻辑关系，反转的控制逻辑与正转相同，只是电机的转向 相反矧。用图示的方式表示是为了使更清晰的反应在慢车按钮使用的情况下各个信号的动 作和相互之间的关系，在软件编程的时候更加有效和方便。 浙江工业大学硕士学位论文 开车按钮有信号 k 1 、i ( 2 = 1 触发 检测定位开车按钮 的信号是否有 无 有 检测寻纬接近开关、寻纬 光电编码器、电送、电卷、 慢速是否允许开车 是 取消主制动器 维持电压 吸合主离合器 开始正常开车时各 个信号的处理和控 制，选色、纬密、张 力 检测停车信号，检测 时间与原先相同 1 否 土 不车 允报 许警 开 其余角度 检测寻纬接近开关、 电送、电卷、慢速是 否允许开车 检测当前织机角度 拾位电磁铁吸合o 1 0 0 度之外不用通电 织机慢速正转到3 2 5 度，然后 寻纬反转到3 2 5 度 电送电卷作开机前的准备 断经j r 正常停车j r 断纬 断 经 后 处 理 方 法 正 常 停 车 处 理 方 法 断 纬 后 处 理 方 法 取消主制动器维 持电压 吸合主离合器 开始正常开车时各个信号 的处理和控制、选色、纬 密、张力 检测停车信号，检测 时间与原先相同 断经l 正常停车 断纬 断 经 后 处 理 方 法 正 常 停 车 处 理 方 法 图3 3 开车信号的逻辑关系图 2 4 断 纬 后 处 理 方 法 否 不允许开 车报警 a - 4 5 度 织机慢速倒 转到3 2 5 度 电送电卷 作开机前 的准备 浙江工业大学硕士学位论文 图3 3 为开车信号的逻辑关系，其中断经后的处理方法为( 主轴角度到达巾2 时，离 合器断电，制动器高压通电，织机停止后主制动器加维持电压，显示断经信号) ，断纬后 的处理方法为( 立即切断选纬信号，主轴角度达到巾1 时，离合器断电，制动器高压通电， 织机停止后主制动器加维持电压，显示断纬信号) ，正常停机时的处理方法为( 主轴角度 到达由2 时，离合器断电，制动器高压通电，织机停止后主制动器加维持电压，显示正常 停车信号) 。 图3 4 为急停信号的逻辑关系，它表示了急停按钮按下以后之间的各部分的动作方 式。 立即给主电机、 主离合器、慢速 主带励器高压电 i 髫脯错 - - 电机、断电、主 容放电后，主制 一 显示停机信号i 制动器高压通电动器加维持电压 图3 4 急停信号的逻辑关系 专- l ： 陆n o 鼍：净? - 硅：。了童j 蛩，；知：，拍2 ；| i 型： ；：；。 ! ；j ；：，2 ：j 一 一：，：” ： r ：；。1 一二： ；：ff：i一：! j ： 薹皇著荐k 薯 垮 譬孝誊等藩菲 ：1 = i ；一 1，ij 7 1 f 。；二；： ，h 一 。1 ! jr ：；” r ji 一一， ，：- 。 。： _ ”；曩；! ； ：i “一o 、，一u 沁；。； 一 ； 一；一 ! ；，_ 囊：；焉叠 ：。：。 p “ ，一 ；：j ：；1 ：一： t f， 1 if ：21l： l 2 0 0 0 曲 o 。 ，； ! 一二二 习：精：一 ，：一：卅t ：簟i 1 。= ：_ 。卜琶：。l 叠 ；：o 拉一嚣毒。 ：5 ：，一：7 l ：f 。| _ ： - 一i 一i 啪一。| ，一卜i 一i 一卅；二一l 。l 挣，j ll 亡i：一。1 一l i 一；_ j 。卜1_ 1 ：j一一j n ijj 一 卜： 。一1 0 一 。誊r ：一：一1 1 ，“再丰； l 一”! ，i 。： l ，： j 一 一：1 一i l。一 ：， ：- _ i ； ；“ 。1 1t：。 一 卜一 ；一一 t；r ji 一 1 1 ! ， l 一! “ t 下 。1 。一5 jt ：1 一 o ：矗二j 上。j 一 l ；i j 一：j j 二o 。二二 ； ，。，； f 。j ： 一j 。j ! j ，二0 。 ， 一 ： ： 一一 ”； x ，j j ? ； 一0 k4 0 一 一： 一 譬； 一- ，o t ；： j 。31 1 ； 图3 5 按钮信号的原理图 图3 5 为按钮信号的原理图，信号包括停车，运行，慢车，寻纬正，寻纬反，急停， 点动。 浙江工业大学硕士学位论文 3 2 毛巾剑杆织机各分系统的设计要求及分析 3 2 1 电子卷取的要求 设定参数：纬密卜纬密8 的数值，p 1 一p 8 ( 纬厘米) ( p i = 0 ：停卷) ；卷取辊直径： d 0 ( 衄)卷取辊直径修正值：d 0 ( 咖) ；卷取速比：r 一一( 目前机上的速比 4 x 6 0 x 5 3 1 6 = 7 9 5 ) ；手动时卷取电机的转速：n 3 ( 转分) 。 控制参数：检测当前的纬密序号i ，得到对应纬密p i 。 检测到的实际车速：n 1 。 表3 一l 为具体操作过程中用到的信号，其中k 5 和k 6 必须在2 9 0 度一5 0 度范围内允许 动作，否则按钮无效。 表3 1 开关信号和检测信号 信号标记信号内容信号属性 k 1 织口进信号开关 怼 织口退信号开关 硒 织口同步进信号开关 k 4 织口同步退信号开关 l ( 5 寻纬正转信号开关 k 6 寻纬反转信号开关 k 7 点动信号开关 k 8 正常开车信号 开关 k 9 急停信号开关 k 1 0 停车信号开关 k 1 1 断经信号 运动过程中检测到 k 1 2 断纬信号 运动过程中检测到 k 1 3 经面张力紧保护运动过程中检测到 k 1 4 经面张力松保护 运动过程中检测到 k 1 5地经纱进信号开关 k 1 6 地经纱退信号 开关 k 1 7 毛经纱进信号开关 k 1 8毛经纱退信号开关 卷取电机的转速计算公式： 浙江工业大学硕士学位论文 加丽篆品 ( 3 _ 1 ) 刀z = 一 l j 一上j ( d 0 + d o ) p f k 8 并且k d b ，k m b 有信号( 触发信号) ：以 ，、 1 0 i h l 即z = 一 ( d o + d 0 ) p f n 控制卷取电机的转速。防止开车时织机有惯性，主机车速不能马上到达正常，主机转 过一转，卷取电机应转过的角度 3 6 0 0 r f 万= 一 。 尸玎d 0 + d 0 ) 若不符合，应对卷取电机的转角进行修正。 一次改变纬密的度数相同。 ( 3 2 ) 改变纬密最好在主轴5 0 度以后改变。每 k 1 有信号( 持续信号) ：卷取电机以n 3 的转速转动，方向与正常开车一致，k 1 无信 号，电机立即断电停止。 k 2 有信号( 持续信号) ：卷取电机以n 3 的转速转动，方向与正常开车相反，k 2 无信 号，电机立即断电停止。 k 3 有信号( 持续信号) ：卷取电机以停车前的转速n 2 e 转动，其方向与正常开车一致， k 3 无信号，电机立即断电停止。方向与正常开车一致。 k 4 有信号( 持续信号) ：卷取电机以停机前的转速n 2 e 转动，其方向与正常开车相反， k 4 无信号电机立即断电停止。方向与正常开车相反。 k 5 有信号( 触发信号) ：卷取电机转过的角度 3 6 0 0 r 伊2 瓦面丽 方向与正常开车一致，要求在倒棕的时间之内完成。 k 6 有信号( 触发信号) ：卷取电机转过的角度 3 6 0 0 r 。 a ( d 0 + d 0 ) 方向与正常开车相反，要求在倒棕的时间内完成。 k 7 有信号( 持续信号) ：从点动开始到点动结束，计算剪刀轴上光电编码器转过的角 度9l ( 度) ，卷取电机转过的角度 伊：i 掣娑焉 ( 3 3 ) 口= l 一 3 3j 7 p f ( d o + a d 0 ) n 。 这样卷取的动作稍迟后于点动的动作，但可以累计。在卷取动作未结束之前除点动和 浙江工业大学硕士学位论文 急停处外，不允许按其他按钮，或者伊1 每增加5 度，卷取电机转过的角度缈跟随一次。 最大误差是主轴5 度的转过相对应的卷取量，是一纬运动量的寺，应该可以忽哗。 k 9 有信号( 触发) ；卷取电机立即停止。 k 1 0 、k 1 1 、k 1 2 、k 1 3 、k 1 4 信号在主电机断电前卷取电机的运行与正常开车一样处理， 并记录下卷取电动机的转速n 2 e ，断电后定位停车，卷取电机也有一定位问题，要求与主 机同步。 方法l ：从主电机断电的时刻开始记录剪刀轴转过的角度91 ( 度) ，卷取电机转过的 角度 1 0 r 口1 = _ 二一7 a ( d 0 + d o ) 直到光电编码器角度不再发生变化为止。 方法2 ：人工输入制动角度的初始值缈2 ，因每次的制动角度误差较小，可忽略，每次 制动后记录下从发动制动到光电编码器不再转动的角度缈2 ，然后电机发动制动后，卷取电 机每次均转过角度 1 0 r 优 d = 二一 p f ( d 0 + a d 0 ) n 3 2 2 电子送经的要求( 地经) 设定参数：经纱张力序号和相应的张力值f 卜f 8 ( k g ) ，( 与纬数序号对应，与开口信 号一起输入) ；经纱张力与传感器张力的比值k f ；初始的经轴直径d 1 ( 衄) ；速比r 1 ；手动 送经电机的转速n 4 ( 转分) 。 控制参数：检测当前的纬数序号i ，得到对应纬密p i 和经纱张力f i 。 检测到的实际车速：n l 。 检测到张力值f o ( k g ) 。 经表3 一l 为具体操作过程中用到的信号，其中k 5 和k 6 必须在2 9 0 度一5 0 度范围内允 许动作，否则按钮无效。 送经电机的转速计算公式： n 5 ：竺黑 ( 3 4 ) 1 1 ) = 一 j 一4 j n d 1 尸f k 8 有信号( 触发信号) ：先检测到张力信息f o ，若l ( f f o f i ，以n 5 e 正转送经电机， 浙江工业大学硕士学位论文 使其达到要求的张力值后正式发送开车信号k d b ，否则相反，刚开车时的送经电机以 3 6 0 0 r = 一 p f ( d 0 + d o ) 的转速运转，检测经纱张力值f o ，若k f f 0 f i ，则加快电机的转速，该加快的量值n 5 与r i 、n l 、f i _ k f f 0 的值成正比，与p i 、d i 的值成反比，具体的比例关系与具体的机械 结构有关，该关系另外讨论。若l ( f f 0 f i ，以n 7 e 正转经送电机，使 其达到要求的张力值后正式发送开机信号k m b ，否则相反。 正常开车的送经电机转速控制方法有两种： 1 、若为起毛周期第一转主轴3 0 度后，经送电机以 n 7 ：! q ：墼：q 墨墨堕( 3 8 ) n ，= 一+ 一 l 6 一石， d 2 尸fn d 2 的转速运转6 0 t 度，不做张力检测和送经量的修正。其余时间以 n 7 = ! q ：墼：! ! ( 3 9 )n ，= k j 一苫， r i d 2 尸f 的转速运转，并检测经纱张力值g 0 ，若i ( f g 0 f i ，则加快电机的转速，该加快的量值 n 7 与r 2 、n l 、f i i ( f g 0 的值成正比，与p i 、d 2 的值成反比，具体的比例关系与具体的 机械结构有关，该关系另外讨论。若k f f 0 f i ，则减慢电机的转速，并记录下电机的转速 值n 7 e 以备停机后用。p i = 0 ，则电机停转。 2 、送经电机在整个起毛周期内以平均速度转动 n 7 ：! 里：墼：竺! + 塑垫 ( 3 1 0 ) n ，= 一十 o j i u ， n d 2 尸fi ii d 2 布面移动时毛巾纱的消耗量靠弹簧的缓冲解决。 k 1 7 有信号( 持续信号) ：送经电机以n 4 的转速转动，方向与正常开车一致，k 1 7 无 3 0 浙江工业大学硕士学位论文 信号，电机立即断电停止。 k 1 8 有信号( 持续信号) ：送经电机以n 4 的转速转动，方向与正常开车相反，k 1 8 无 信号，电机立即断电停止。 k 3 有信号( 持续信号) ：送经电机以停车前的转速n 5 e 转动，其方向与正常开车一致， k 3 无信号，电机立即断电停止。方向与正常开车一致。 k 4 有信号( 持续信号) ：送经电机以停车前的转速n 5 e 转动，其方向与正常开车相反， k 4 无信号，电机立即断电停止。方向与正常开车相反。 k 5 有信号( 触发信号) ：卷取电机转过的角度 伊= 黑黑 ( 3 _ 1 1 ) 口= 一 l j 一上上j 尸f n d 1 方向与正常开车一致，要求在倒棕的时间之内完成。 k 6 有信号( 触发信号) ：卷取电机转过的角度 3 6 0 0 r 2 口= 。 尸f n d 1 方向与正常开车相反，要求在倒棕的时间之内完成。 k 7 有信号( 持续信号) ：送经电机可以不处理( 变频电机不处理，伺服电机可以处理) ， 处理的方法为：从点动开始到点动结束，计算剪刀轴上光电编码器转过的角度9l ( 度) ， 送经电机转过的角度 矿：些 ( 3 _ 1 2 ) 口= ll j 一上zj 。 尸f j l d l 这样送经的动作稍迟后于点动的动作，但可以累计。在此动作未结束之前除点动和急停外， 不允许按其他按钮。 k 1 0 、k 1 1 、k 1 2 、k 1 3 、k 1 4 信号在主电机断电送经电机的运行与正常开机一样处理， 记录下剪刀轴上光