基于PLC的SGA726型剑杆织机控制系统

 剑杆织机是最早发明和推广应用于生产实践的一种无梭织机，早期的剑杆织机选色、送经、卷取、开口、绞边等机构都是机械式，淘汰型剑杆织机只有一个电动机，一个开关箱(电气控制箱)。随着电子技术、自动化技术的迅猛发展，各织机制造厂不断地采用新技术、新材料、新工艺、提高了剑杆织机机电一体化的程度。现在的剑杆织机幅宽至少是190cm的筘幅，宽至360cm或380cm筘幅，纬纱至少是4色或6色选纬，甚至是8色或16色选纬，采用计算机控制电子选色机构，这是机械式选色机构无法比拟的。当今计算机控制的剑杆织机除了主电动机以外，至少还有5-7台各种特殊功能的微电机，分别应用于送经、卷取、开口、自动找断纬、选色、织边、剪边纱等机构。这些特种电机都是由计算机控制，剑杆织机中的计算机还担负着监测、显示各种数据的功能。高档剑杆织机所采用的不是过去的单板机或8位机、16位机，而是32位计算机。计算机控制的特种变速电动机或变频调速电动机在织机中的应用，实现了织机在运行中任意变速，这是织机速度控制发展的趋势，它不仅在剑杆织机上使用，而且已在其它无梭织机上推广应用。
    近年来日本津田驹公司和丰田公司、意大利的SOMET公司、比利时的PICANOL公司、瑞士的SULZER TEXTIL公司和STAUBLI公司等无梭织机，普遍采用新型高速可靠的微机群或计算机系统及人机界面，具有自诊断和数据采集管理功能，实现电子送经、电子卷取、电子选纬、电子多臂、电子提花等控制。国内的无梭织机其技术水平与国外差距较大，国产剑杆织机的产量很大，但使用的技术普遍是从国外80年代的机型改进而来，大多数采用商用微机，档次不一。
    可编程控制器(PLC)以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术，面向控制过程，面向用户，适应工业环境、操作方便、可靠性高。近年来，中纺机、经纬纺机、龙力机械和杭州精加工等厂家都把PLC应用于剑杆织机的电气控制，把人机界面、操作按钮、编码器、断纱检测装置、多臂机、电磁离合器、选色器等通过PLC来控制剑杆织机的动作。PLC技术的应用对提高剑杆织机布面质量、扩大织物品种、提高织机的效率、简化操作、减低消耗、减轻劳动强度等方面起了重大作用。
    本文介绍以欧姆龙CPM1A型PLC及一20EDT的扩展模块为核心，构成剑杆织机电气控制系统，完成织机角度检测、可编程控制器对选色电磁铁、主离合器、慢车及找纬离合器等控制。
2  SGA726型剑杆织机系统组成和特点
    SGA726型剑杆织机电控系统充分采用当今先进的微电子技术和微机技术，采用欧姆龙可编程序控制器，解决现有的单片机系统无法解决的工艺差、稳定性差、抗干扰能力差、故障率高的缺陷，使整个电控系统的控制水平有了很大的提高，反映了当今国内纺机控制技术的发展方向，系统组成框图如图1所示。 

经停按钮和停经片等组成经停检测装置，该按钮可在织机后部控制织机停车，拔出后用于织机调试。
(1) 开车按钮:当筘座位于起动区(310～40度)，且所有起动条件都满足时，按此开车按钮，则织机开快车;
(2) 停车按钮:如果按下时间短，织机停车，并自动回转到330度，如果按下时间较长，则织机停车后不回转。回转过程中按此按钮则织机立即停止回转。若按住此按钮不放可封锁一切操作;
(3) 点动按钮:按住点动按钮织机则慢车正向转动，当有些故障发生时可用点动按钮复位。
(4) 回转按钮;当筘座位于回转区(330度～260度)时，按此回转按钮，织机则慢车回转至330度，同样回转过程中按停车按钮，则织机立即停止回转;
(5) 正找纬按钮:按此按钮，多臂机带动综框正向找纬;
(6) 反找纬按钮:按此按钮，多臂机带动综框反向找纬;
(7) 急停按钮:按住此按钮,可切断电柜电源;
(8) 用一油压继电器检测织机油路系统油压情况。
2.1  主要电器
    机上系统包括传感器7只、抬纬电磁铁1只、主电机、风机、慢车电机、储纬器、主离合器、制动器、慢车离合器、找纬离合器等。
2.2  控制电源
    三相交流电源首先接入自动空气开关QF，其保护电流是20A，电源变压器提供二组交流21V电压，一组全波整流滤波后，产生直流24V电压，用于主离合器、慢车离合器线圈、光电编码器和报警灯电源;另一组交流21V半波整流后，用于正常低压制动;交流220V半波整流后，对储能电容器进行充电用于高压制动;电源变压器输出的交流110V经全波整流后用于找纬离合器线圈，交流110V还用于交流接触器线圈驱动;变压器输出交流15V经全桥滤波、7812稳压后，用于纬纱检测器、液晶显示器、传感器驱动。电机起动按钮和关机自锁按钮串入主交流接触器KM1线圈电路，KM1控制主电机、风机和慢车电机。慢车电机正反转KM2、KM3接触器接在主交流接触器KM1后，线圈由PLC控制。三只电机主电路各接入一只热继电器实现过载保护。织机主电路如图2示。 

绝对值式光电编码器通常安装在织机主轴快车端上，以便检测出织机控制所需的任何角度。设计时把编码器改至剪刀轴上，有效减少了编码器的震动和不必要的损坏。慢车和找纬离合器上装有二只接近开关，一只为PXsm，当慢车离合器啮合时，禁止织机启动快车;另一只为PXpf，当找纬离合器脱开时使慢车离合器啮合，在找纬过程中封锁开车按钮、慢车按钮，找断纬过程完毕后使慢车离合器脱开。织机的引纬方向有一只纬纱检测器和一只抬纬电磁铁，在运动过程中以及倒车过程中抬纬，以排除不正常引纬。