基于PLC的片梭織機(jī)自動(dòng)混緯系統(tǒng)

片梭織機(jī)的換緯是通過(guò)控制挑緯器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。新型片梭織機(jī)由電腦控制電磁鐵，進(jìn)而由電磁鐵驅(qū)動(dòng)挑緯器工作，可實(shí)現(xiàn)任意比例混緯。PU130型片梭織機(jī)通過(guò)機(jī)械帶動(dòng)兩個(gè)祧緯器工作，只能織制1：1比例混緯產(chǎn)品。為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)多比例混緯產(chǎn)品的需求，針對(duì)PU130片梭織機(jī)特點(diǎn)，我們經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，積極攻關(guān)，研制出適合PU130進(jìn)口片梭織機(jī)特點(diǎn)的自動(dòng)混緯系統(tǒng)。系統(tǒng)以氣源為動(dòng)力，由電磁閥控制氣缸、再由氣缸活塞帶動(dòng)挑緯器按工藝要求動(dòng)作，而電磁閥由PLC可編程控制器按程序來(lái)控制，改變程序很容易實(shí)現(xiàn)多比例自動(dòng)混緯。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、性能穩(wěn)定，投資少見(jiàn)效快。

1 問(wèn)題提出

由瑞士生產(chǎn)的PU130型片梭織機(jī)，屬于二十世紀(jì)八十年代的產(chǎn)品。該設(shè)備九十年代初引進(jìn)時(shí)性能較為先進(jìn)，主要生產(chǎn) 7*6、7*7等厚重常規(guī)品種牛仔布，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定均能達(dá)到客戶(hù)的滿(mǎn)意，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。也給企業(yè)帶來(lái)了新的產(chǎn)品市場(chǎng)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)需求越來(lái)越高，牛仔布品種越來(lái)越多樣化。老產(chǎn)品已不適應(yīng)人們的需求，取而代之的是不同支數(shù)、不同顏色、不同比例的多比例混緯牛仔布新產(chǎn)品。而且需求量越來(lái)越大，占據(jù)了市場(chǎng)的主流。PU130型片梭織機(jī)只能單一比例混緯，產(chǎn)品品種單一，嚴(yán)重制約了新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。雖然PU130型片梭織機(jī)已經(jīng)更新?lián)Q代，但是，新設(shè)備的自動(dòng)換緯系統(tǒng)復(fù)雜昂貴，再次引進(jìn)更換新設(shè)備已不現(xiàn)實(shí)。

PU130片梭織機(jī)是二棉分公司的重點(diǎn)設(shè)備之一，在織造車(chē)間所占比重較大，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生著舉足輕重的影響，隨著新型進(jìn)口設(shè)備自動(dòng)化程度的不斷提高，該設(shè)備的不足也愈顯突出。另外，該設(shè)備在經(jīng)過(guò)十多年使用后，元器件老化，故障率增加，再加上該型號(hào)進(jìn)口設(shè)備已經(jīng)更新?lián)Q代，配件價(jià)格昂貴而且難以買(mǎi)到，致使維修難度增大、維修費(fèi)用增高，常常因此而影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。品種調(diào)整時(shí)改機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，投入資金愈來(lái)愈多。因此，在PU130片梭織機(jī)上實(shí)現(xiàn)多比例混緯，繼續(xù)充分發(fā)揮該設(shè)備的作用就成了擺在我們面前的重大課題。

2研制方案的確定

PU130型片梭織機(jī)有兩個(gè)挑緯器，每個(gè)挑緯器帶動(dòng)一根緯紗，由機(jī)械帶動(dòng)依次輪流工作，達(dá)到1 ：1混緯。若要實(shí)現(xiàn)n ：1混緯，則必須使其中一個(gè)挑緯器連續(xù)工作n次后，另一個(gè)再工作，從而實(shí)現(xiàn)多比例混緯的目的。通過(guò)調(diào)研和反復(fù)研究、論證，形成設(shè)計(jì)思路如下：

一、采用氣源為動(dòng)力，帶動(dòng)挑緯器工作。氣源由電磁閥控制，而電磁閥由可編程控制器按程序來(lái)控制，從而控制挑緯器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)多比例自動(dòng)混緯。

二、通過(guò)一定程序完成停車(chē)、斷緯、或其他原因造成的停車(chē)補(bǔ)緯工作。

三、可編程控制器控制的電磁閥動(dòng)作要與織機(jī)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致（同步）。

四、由于挑緯器每分鐘要完成300個(gè)動(dòng)作，要求選用的所有元件質(zhì)量穩(wěn)定且能滿(mǎn)足高頻率、長(zhǎng)期工作的要求。

3系統(tǒng)組成及工作原理

3.1系統(tǒng)組成

空氣壓縮機(jī)：作為動(dòng)力源輸出氣源驅(qū)動(dòng)汽缸進(jìn)而帶動(dòng)挑緯器工作，氣壓0.7—0.85MPa。（企業(yè)已有且正在用于生產(chǎn)，不需單獨(dú)購(gòu)置）

可編程控制器：選用日本三菱FX1n—MR24型，其具有性能穩(wěn)定，動(dòng)作可靠、價(jià)格低等特點(diǎn)。傳感器選用頻率在50HZ以上NPN型，其工作電壓與所選用可編程控制器提供電壓一致（24V）。

電磁閥：電磁閥的選用要滿(mǎn)足動(dòng)作頻率高、響應(yīng)速度快的要求，由DC12V或24V電源供電。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最后選用臺(tái)灣產(chǎn)型號(hào)為T(mén)180—4E1—PSL的電磁閥。

汽 缸：氣缸要求具有動(dòng)作頻率高、潤(rùn)滑好、耐摩擦、溫升低等特點(diǎn)，由專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠特殊加工。自行設(shè)計(jì)制造了專(zhuān)用連桿接頭、支架接頭等系列部件。

挑緯器：采用原機(jī)上帶的。

3.2工作原理

以氣源為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)挑緯器按工藝要求工作，通過(guò)PLC控制而實(shí)現(xiàn)多比例自動(dòng)混緯。系統(tǒng)工作過(guò)程：由電磁閥控制進(jìn)入氣缸的兩個(gè)閥門(mén)，進(jìn)入汽缸的空氣驅(qū)動(dòng)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)，氣缸活塞通過(guò)連桿接頭帶動(dòng)挑緯器動(dòng)作，通過(guò)PLC可編程控制器按程序來(lái)控制電磁閥，進(jìn)而控制挑緯器按要求動(dòng)作，達(dá)到不同比例混緯的目的。

4系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行參數(shù)的確定

4.1 把可編程控制器開(kāi)關(guān)打到運(yùn)行狀態(tài)，然后短接一下X2---- COM，啟動(dòng)布機(jī)，此時(shí)，應(yīng)按2 ：1工藝運(yùn)行。依此類(lèi)推，短接一下X3---COM， 然后啟動(dòng)織機(jī)，應(yīng)按3 ：1工藝運(yùn)行。依次有：X4對(duì)應(yīng)4 ：1比例混緯；X5對(duì)應(yīng)5 ：1比例混緯；X6對(duì)應(yīng)6 ：1比例混緯。4.2使布機(jī)運(yùn)行在6 ：1狀態(tài)，在運(yùn)行到單緯位時(shí)停機(jī)，由值車(chē)工抽出最后一緯，然后開(kāi)車(chē)，或者在運(yùn)行到單緯時(shí)，挑斷緯紗（不須抽緯紗），然后開(kāi)車(chē)，布匹上該單元緯紗應(yīng)不缺失。

4.3使布機(jī)運(yùn)行在6 ：1狀態(tài)，且在織多緯時(shí)停機(jī)或挑斷緯紗，由值車(chē)工抽掉最后一緯，然后再開(kāi)機(jī)，多緯數(shù)應(yīng)該是6根。在織多緯情況下，不論何原因停車(chē)，可編程控制器輸出Y0應(yīng)閉合，此時(shí)，電磁閥吸合（工作狀態(tài)）帶動(dòng)氣缸工作。

4.4工藝參數(shù)設(shè)定：D128值為工藝要求值，必須在運(yùn)行前由常數(shù)K設(shè)定初始值。因?yàn)镵值小于20n毫秒時(shí)，織多緯時(shí)容易少緯；而K值大于1秒時(shí)，又容易造成多緯。所以，定時(shí)器T201的K值設(shè)定應(yīng)大于20n毫秒的2—3倍，而小于1秒。例如：表1中是2 ：1比例混緯程序，T201設(shè)置為320毫秒（大于20*n=20*2=40毫秒，小于1秒）。

表1
LD X2 LD X0 ANI X1
MOV K2 OUT C16 D128 OUT Y10
D128 LD C16 LD Y10
LD X3 OR Y0 ANI X1
MOV K3 ANI Y1 OUT T201 K320
D128 OUT Y0 LDP T201
LD X14 LD X1 DECP C16
MOV K4 OUT C17 K1 END
D128 RST C16
LD X5 LD C17
MOV K5 OUT Y1
D128 LD Y1
LD X6 RST C17
MOV K6 LD X0
D128 OR Y10

5結(jié)語(yǔ)

　　基于PLC的PU130進(jìn)口片梭織機(jī)多比例自動(dòng)混緯系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，使用方便，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。我們的體會(huì)是：

　　1、對(duì)設(shè)備、操作、工藝進(jìn)行詳細(xì)的了解和摸底，特別是對(duì)設(shè)備的控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題及其對(duì)生產(chǎn)造成的影響和混緯牛仔布生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)等進(jìn)行深入的分析和市場(chǎng)調(diào)研是研制成功的基礎(chǔ)。熟悉設(shè)備的工作原理、機(jī)構(gòu)和性能，在充分利用原有設(shè)備特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，控制挑緯器的動(dòng)作是實(shí)現(xiàn)多比例混緯的關(guān)鍵。

　　2、自動(dòng)混緯機(jī)構(gòu)動(dòng)作單一，頻率較高。所以，可編程控制器、動(dòng)力源、電磁閥、汽缸等器件的頻率特性、運(yùn)行穩(wěn)定性和壽命是多比例混緯系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的保證。試生產(chǎn)初期，由于氣缸選型不當(dāng)，缸體生熱，不利長(zhǎng)期工作，易損壞?；鹑麠U受力不平衡，易折斷。經(jīng)過(guò)多種型號(hào)氣缸的比較試用，同時(shí)，研究改進(jìn)與氣缸相聯(lián)的連桿接頭的結(jié)構(gòu)，使運(yùn)行保持平穩(wěn)，滿(mǎn)足了工藝的要求。

　　3、新型織機(jī)的混緯系統(tǒng)由電腦控制，功能全面、性能穩(wěn)定、效果好，但系統(tǒng)復(fù)雜價(jià)格高。根據(jù)PU130進(jìn)口片梭織機(jī)的特點(diǎn)，采用可編程控制器控制電磁閥，電磁閥控制氣缸進(jìn)而驅(qū)動(dòng)挑緯器工作，實(shí)現(xiàn)多比例自動(dòng)混緯的設(shè)計(jì)思想清晰明確，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、針對(duì)性強(qiáng)，且投資少見(jiàn)效快，具有良好的推廣應(yīng)用前景。