专利名称：一种基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于纺织设备制造技术领域，具体涉及一种基于总线的倍捻机电机协 调运动控制装置。
背景技术：
目前市售的传统的倍捻机由一台主电机拖动，经过齿轮箱传动完成锭子旋转、卷 绕辊转动、横动移纱杆往复运动这三部分动作，各个传动部件靠4个齿轮箱传动。这种纯机 械式的倍捻机须配置大量的捻度变换齿轮和皮带轮，以满足加工不同捻度纱线的要求，不 仅机器结构复杂、体积庞大、配件多，而且齿轮箱加工难度大、工艺变换复杂、繁琐；运转噪 声大；能耗高。这与近年来我国提出的建设节能、环保的和谐社会不相适应，巨大的耗电量 所产生的高额生产成本也会大大削弱我国的纺织企业的市场竞争力，同时也会对纺织工人 的身心健康造成巨大的伤害。现实情况是国产倍捻机的机电一体化的进展远远落后于其他纺织机械，如无梭织 机、自动络筒机等设备，因其自身的特性，现在它的机电一体化程度还只是处在起步阶段， 这是目前市场长期面临的尴尬处境，也是行业急需提升的技术需要。
发明内容本实用新型克服了现有技术的不足，提出了基于总线的倍捻机电机协调运动控制 装置，这种倍捻机电控系统，相比较传统的龙带驱动、锭带驱动模式，显著特点为每个单元 具有独立加捻的电机，独立的伺服控制驱动系统；整机每个单锭运行的当前及历史状态、产 量及报警信息集中统计、一目了然。尤为突出的单锭计长、到长自动停锭功能可以改变捻线 工序不能单锭筒纱计长工艺。本实用新型的技术方案为基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，包括一台 上位机、若干控制器、若干电机、若干锭子和总线，所述上位机通过所述总线与若干控制器 相连接，每台所述控制器与所述电机之间设置有信号线，在每台电机与锭子之间设置有一 条控制线。所述总线为CAN总线。所述总线为RS485总线。所述总线为以太网。所述上位机包括硬件系统和软件系统。所述软件系统包括主控制软件。每台电机设置有独立的供电系统。所述上位机可连接160台控制器。所述电机为直流无刷电机，具有多相绕组，多个磁场位置传感器，设置有多组电子 换向单元。本实用新型具有如下有益效果[0015]每个单锭子具有独立电机控制单元；这种电机是多相的、直流无刷电机；这种数 百台电机同时协调运动是通过CANBUS总线高速传输控制指令的；装置中多台电机速度控 制采用微分曲线跟踪技术，实现同锭及锭间速度误差0. -0.2%的运行精度。它的同步 运动速度最高可以同时达到^OOORPM。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的结构示意图。图中，1.上位机；2.总线；3.控制器；4.电机；5.锭子；6.信号线；7.控制线。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明，并非限制本实用新型所涉及的范围。参见图1所示，本实用新型包括一台上位机1、若干控制器3、若干电机4、若干锭子 5和总线2，所述上位机1通过所述总线2与若干控制器3相连接，每台所述控制器3与所 述电机4之间设置有信号线6，在每台电机4与锭子5之间设置有一条控制线7。每个锭子 5由一台电机4驱动，而一台电机4由控制器3驱动，所述电机4是永磁无刷，所述上位机1 包括硬件系统和软件系统，所述软件系统包括主控制软件，上位机1通过总线2将运行工艺 参数下发到各控制器3，各控制器3的运行状态也可以通过总线2回馈到上位机1。由于锭 子5具有CPU控制，单个锭子5的运行状态的监控成为可能。每个锭子5运行的当前及历 史状态、产量及报警信息等统计信息通过总线2集中输送到上位机1，上位机1采用数据库 集中管理。因此每个锭子5具有独立的电机控制单元；这种电机4是具有多相绕组，多个磁 场位置传感器，设置有多组电子换向单元。通过总线2，整个系统数百台电机4接收高速传 输控制指令，同时协调运动，本实用新型所包括的多台电机4的速度控制采用微分曲线跟 踪技术，实现同锭子5及锭子5间速度运行精度为0. 1% -0. 2%。每个独立的控制器3的控制单元根据开关按钮、传感器、测速环节、过流保护电路 等提供信号，上位机1的主控制软件实现了电机4的控制功能，包括启动/停止、正/反转、 速度闭环控制等。工作过程是，当通道有纱，系统正常加捻运动；通道无纱，传感器探知后反 馈给单个锭子5的单元CPU，CPU经工艺延时后触发单个锭子5的电磁阀，电磁阀控制气缸 在特定工艺时间段内送气抬升气缸，气缸将筒纱抬起。系统进入探纱等待状态，进入下一次 的控制循环。在倍捻机控制中，可连接有多达一百六十个锭子5单元；每个单元具有独立加 捻的电机4，每个单元有独立的伺服控制驱动系统；独立的供电系统；本实用新型具有故障 保护、掉电保护、过流保护等功能。独特的控制器3，除伺服控制速度外，还有特殊的接口电 路，用以实现启动按钮、停止按钮、断纱传感器接口、电磁阀接口、报警指示灯等等。电机4 的运动运行速度平稳，精度更高。可以在3S内达到最高15000RPM的工艺纺纱速度。运行 过程中速度控制精度为士0.1. %。如果30秒不能达到旋转精度，会自动报警停锭。快速 制动或失电制动时间3-5秒。总线的通讯功能具备在任意工作环境下，上位机1下传工艺 参数或控制器3上传各锭子的运行状态时，不丢数据、不出差错，做到万无一失；具有自诊 断功能出现异常状态(通讯异常、速度波动大等)能自动停机，并通知上位机1。系统中 的总线2为CAN总线，CAN总线是一种具有高可靠性的现场总线。作为事件触发协议，CAN总线可以很方便的构建多主站访问的分布式系统。系统中的总线2也可以是RS-485总线结构。系统中的总线2也可以是以太网总线结构，这样，上位机1和控制器3之间利用网
线传输信号。上位机1的节点地址默认为0，各锭子5的控制器3的节点地址范围为1-160，通 过拨码器设置一个唯一的地址。上位机1以群发或点对点方式将各种工艺参数发送给各控 制器3，控制器3以点对点方式将电机4的运行状态和故障代码发送给上位机1。上位机 1根据开关按钮、传感器、测速环节、过流保护电路等提供的信号，主控制软件实现了电机4 的控制功能，包括启动/停止、正/反转、速度闭环控制等。本实用新型与现有的技术相比的优点是本实用新型不但使机头控制智能化、自动化，而且使单锭运行高度同步、一致，进 而提升整机设备的电气自动化水平。精确控制单个锭子5的电机4高速稳定运转，成10倍降低锭子5间偏差值，有效 控制捻不勻率，从根本上提升设备工艺指标；单个锭子5的CPU以通讯方式控制指令传递，单个锭子5的运行状态的监控成为 可能；多种工艺设定更为便捷。单个锭子5的运行速度、产量统计、故障状态等信息可以被 上位机1收集并处理，进而形成满足工艺需要的报表。采用单个锭子5直接驱动控制，电机4功耗低、效率高。相比之前的传统机型，单 个锭子5的独立驱动装置的每个单元采用高精度伺服控制，消除原有龙带传动的磨损、速 度滑差。降噪效果明显、并降振动、低粉尘，改善了生产环境，有效地节能减排。
权利要求1.一种基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，包括一台上位机、若干控制器、若干 电机、若干锭子和总线，其特征在于所述上位机通过所述总线与若干控制器相连接，每台 所述控制器与所述电机之间设置有信号线，在每台电机与锭子之间设置有一条控制线。
2.根据权利要求1所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所 述总线为CAN总线。
3.根据权利要求1所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所 述总线为RS485总线。
4.根据权利要求1所述的基总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所述 总线为以太网。
5.根据权利要求1所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所 述上位机包括硬件系统和软件系统。
6.根据权利要求5所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所 述软件系统包括主控制软件。
7.根据权利要求1所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征在于所 述上位机能够连接160台控制器。
8.根据上述任意一权利要求所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，其特征 在于每台电机设置有独立的供电系统。
9.根据上述权利要求1至7任一权利要求所述的基于总线的倍捻机电机协调运动控制 装置，其特征在于所述电机为直流无刷电机，具有多相绕组，多个磁场位置传感器，设置有 多组电子换向单元。
专利摘要本实用新型涉及一种基于总线的倍捻机电机协调运动控制装置，包括一台上位机、若干控制器、若干电机、若干锭子和总线，所述上位机通过所述总线与若干控制器相连接，每台所述控制器与所述电机之间设置有信号线，在每台电机与锭子之间设置有一条控制线。本实用新型具有明显的降噪、降振动、低粉尘，改善生产环境的优点，有效地节能减排。
文档编号H02P6/04GK201842920SQ201020566640
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者曹哲, 李伟杰, 陈复方 申请人:青岛纺织机械股份有限公司