专利名称：整经机仿真调试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织机械的调试装置，具体的说是弹性经纱整经机的仿真调试装置。
背景技术：
通常整经机联机调试都要挂纱运行，通过联机调试来调试纱架、张力罗拉和经轴三大部件的运转同步，确定并优化各变量参数值，才能确保整经机的高性能，此过程较长且要浪费较多的纱线，由于弹性纱线昂贵，因此调试费用高。为此，在实际生产中，迫切需要一种无需挂纱、空车仿真调试的装置，通过反复仿真调试，确定变量参数的优化组合，然后挂纱运行，求出偏差进行补偿，从而降低调试成本并节约调试时间。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用程序监控、节约调试成本和试车时间的不挂纱联机实时仿真调试装置。
为解决上述技术问题，本实用新型由可编程控制器PLC、伺服电机、检测机构、控制电路和电源电路组成，所述检测机构包括纱架编码器、牵伸罗拉编码器、经轴编码器、激光恒线速控制装置；所述控制电路包括可编程控制器PLC、纱架伺服控制器、牵伸罗拉伺服控制器、经轴伺服控制器、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机和人积界面；所述纱架编码器、牵伸罗拉编码器、经轴编码器的输出端分别连接可编程控制器PLC；所述激光恒线速控制装置的输出端连接经轴伺服控制器。
作为本实用新型的一种优选结构，所述纱架编码器固接在纱架罗拉轴上，牵伸罗拉编码器固接在牵引罗拉轴上，经轴编码器固接在经轴转轴上，所述激光恒线速控制装置固定在整经机机座上。
可编程控制器PLC通过RS485总线连接人机界面，所述PLC经PROFIBUS通信网络分别连接纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器之间用PROFIBUS通信网络连接，纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机分别通过纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器连接到三相交流电源，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机中内置的旋转变压器的输出端分别连接到纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器的接口X7上。
所述电源电路由不间断电源UPS、开关电源C组成，所述开关电源C经快车按钮连接到可编程控制器PLC，所述电源电路为纱架、牵伸罗拉、经轴编码器、激光恒线速控制装置、可编程控制器PLC、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器、人机界面提供直流电源。
本实用新型的仿真调试包括仿真启动、仿真运行、仿真停车和仿真制作一组经轴。仿真启动、运行、停车是在不挂纱的状态下进行调试，而仿真制作一组经轴是在仿真启动、运行、停车完成后，在挂纱状态下进行的。对于高质量的整经机要求纱架、牵伸罗拉、经轴三部件的启动、运行、停车严格同步。在整个调试工作中，运行的同步比较容易完成，其关键是启动、停车的同步。在仿真调试之前，先在人机界面上设定纱架线速度、送出经纱长度、预牵伸值、最终牵伸值，这些相关参数通过RS485总线传送给可编程控制器PLC，存入PLC的数据库中。本实用新型运用编码器分别检测纱架、牵伸罗拉、经轴的转动圈数，采用激光恒线速控制装置检测经轴卷绕直径，这些信号输入到可编程控制器PLC，经PLC处理后把采样值处理成频率信号，经PROFIBUS通信网络送入纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器来控制纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机的运转，所述三个伺服电机中内置有旋转变压器，其作用是对伺服电机的转速和相位进行跟踪、并立即反馈给伺服控制器，伺服控制器根据反馈信号对伺服电机进行及时调整，在整个仿真调试过程中，以纱架部件为同步的基准，牵伸罗拉、经轴部件均按照纱架部件的伺服电机的运转来跟踪同步运行。与此同时，在人机界面上显示出运行数据、并绘制成纱架、牵伸罗拉、经轴仿真三条曲线。通过分析首先判断不同步是发生在启动、运行、停车的哪一种状态，再对纱架、牵伸罗拉、经轴三部件的具体运行参数加以调整，反复调整直到所述三部件在启动、运行、停车、制作一组经轴的过程中都完全达到同步为止。本实用新型采用程序监控、不挂纱联机仿真启动、仿真运行、仿真停车、挂纱仿真制作一组经轴，克服了带纱调试所造成的原材料和时间的浪费，其可靠简便、节约调试成本，提高牵伸比和整经平整度，从而保证高质量的整经。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步地详细说明
图1为本实用新型的一种程序框图。
图2为本实用新型的电气原理控制图。
图3为本实用新型的检测机构的安装示意图。
具体实施方式
由图3示出的检测机构包括纱架、牵伸罗拉、经轴编码器1、2、3、激光恒线速控制装置11，所述纱架编码器1固接在纱架罗拉轴13上，牵伸罗拉编码器2固接在牵引罗拉轴14上，经轴编码器3固接在经轴转轴15上，所述激光恒线速控制装置11固定在整经机机座16上，它们都采用螺纹连接，安装十分简便。由
图1、2可知，所述控制电路包括可编程控制器PLC、纱架伺服控制器4、牵伸罗拉伺服控制器5、经轴伺服控制器6、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机7、8、9和人机界面12；所述纱架编码器1、牵伸罗拉编码器2、经轴编码器3的输出端分别连接可编程控制器PLC；所述激光恒线速控制装置11的输出端连接经轴伺服控制器6。可编程控制器PLC通过RS485总线连接人机界面12，所述PLC经PROFIBUS通信网络分别连接纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6之间用PROFIBUS通信网络连接，纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机7、8、9分别通过纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6连接到三相交流电源，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机7、8、9中内置的旋转变压器7-1、8-1、9-1的输出端分别连接到纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6的接口X7上。
在仿真启动、仿真运行、仿真停车和仿真制作一组经轴之前，先在人机界面12中设定纱架线速度、送出经纱长度、预牵伸值、最终牵伸值，并将这些相关参数通过RS485总线存入可编程控制器PLC的数据库中，然后再进行以下调试一、仿真启动按下快车按钮10，整经机不挂纱启动开车，可编程控制器PLC发出快车命令给纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6，纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机7、8、9转动，所述三个伺服电机中内置的旋转变压器7-1、8-1、9-1将伺服电机的转速和相位分别输入纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6，再通过PROFIBUS通信网络传送给可编程控制器PLC，经过PLC的计算得到纱架、牵伸罗拉、经轴三部件当前的线速度值，人机界面12通过RS485总线把PLC所计算出的所述三部件的线速度值显示出来，直到达到设定的纱架线速度值时，仿真启动过程完成。在这一仿真启动过程中，自动将每个采样点所对应的采样数据保存在所述PLC的数据库中。
二、仿真运行纱架、牵伸罗拉、经轴三部件按用户设定的额定值，以纱架线速度为基准，纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机7、8、9正常运行，同时将所对应的采样速度值保存在可编程控制器PLC中。
三、仿真停车是指整经机运行达到用户设定的纱架罗拉轴转动圈数时，纱架、牵伸罗拉、经轴三部件自动同步停车。纱架、牵伸罗拉、经轴编码器1、2、3检测到纱架罗拉轴实际转动圈数，输入可编程控制器PLC，此采样值达到所设定的纱架罗拉轴转动圈数值时，PLC立即发出停车信号，通过纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6来控制纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机1、2、3停车，直到伺服电机中内置的旋转变压器7-1、8-1、9-1将“零速信号”反馈到可编程控制器PLC，人机界面12显示出“计数到停车”，仿真停车过程到此完成。在仿真停车过程中，所述PLC将采样的相关参数保存在数据库中，与此同时，人机界面12将纱架仿真曲线、牵伸罗拉仿真曲线、经轴仿真曲线绘制在座标图中。根据所述三条曲线对三部件作微调，首先判断不同步现象发生在启动、运行、停车哪一种工作状态，再判断是纱架、牵伸罗拉、经轴三部件中哪一个部件不同步，确定后进行反复调整，直到三部件在三种工作状态完全达到同步为止。这样整个仿真启动、仿真运行、仿真停车调试工作便告结束。
四、仿真制作一组经轴在实际整经生产中，为确保一组经轴，如N个经轴的各项工艺参数完全一致，必须先挂纱制作出第一个经轴、即示教经轴。示教经轴是在挂纱的实际运行中制作的，其制作过程与仿真启动、仿真运行、仿真停车过程相同。纱架编码器1用于检测纱架送出纱长度，牵伸罗拉编码器2、经轴编码器3分别检测牵伸罗拉轴转动圈数、经轴卷绕圈数，激光恒线速控制装置11用于检测经轴卷绕直径，一组经轴中的第二个、第三个、......、第N个经轴称为子经轴2、子经轴3、......、子经轴N，在仿真制作过程中，每个子经轴与示教经轴的工艺参数进行比较，并由可编程控制器PLC对每个子经轴实时工艺参数进行跟踪补偿，从而确保仿真制作的N个子经轴的周长、牵伸比与示教经轴的完全相同，极大地提高了整经质量。
本实用新型的电源电路由不间断电源UPS、开关电源C组成，所述开关电源C经快车按钮10连接到可编程控制器PLC，所述电源电路为纱架、牵伸罗拉、经轴编码器1、2、3、激光恒线速控制装置11、可编程控制器PLC、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器4、5、6、人机界面12提供24伏直流电源。
本实用新型的纱架伺服控制器4、经轴伺服控制器6分别选用EVS9328-ES型，牵伸罗拉伺服控制器5为EVS9325-ES型，经轴伺服电机9、纱架伺服电机7型号分别为MDFQARS112-22.50，牵伸罗拉伺服电机8选用MDSKSBS071-33.180型，纱架、牵伸罗拉、经轴编码器1、2、3的型号分别为TD1000，人机界面12型号为OP270，快车按钮10选用普通按钮，可编程控制器PLC选用S7-314-2DP型，不间断电源UPS选用CIK700KW型，开关电源C为6EP1336型。
权利要求1.一种整经机仿真调试装置，由可编程控制器PLC、伺服电机、检测机构、控制电路和电源电路组成，其特征在于所述检测机构包括纱架编码器(1)、牵伸罗拉编码器(2)、经轴编码器(3)、激光恒线速控制装置(11)；所述控制电路包括可编程控制器PLC、纱架伺服控制器(4)、牵伸罗拉伺服控制器(5)、经轴伺服控制器(6)、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机(7)、(8)、(9)和人机界面(12)；所述纱架编码器(1)、牵伸罗拉编码器(2)、经轴编码器(3)的输出端分别连接可编程控制器PLC；所述激光恒线速控制装置(11)的输出端连接经轴伺服控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的仿真调试装置，其特征在于所述纱架编码器(1)固接在纱架罗拉轴(13)上，牵伸罗拉编码器(2)固接在牵引罗拉轴(14)上，经轴编码器(3)固接在经轴转轴(15)上，所述激光恒线速控制装置(11)固定在整经机机座(16)上。
3.根据权利要求1所述的仿真调试装置，其特征在于可编程控制器PLC通过RS485总线连接人机界面(12)，所述PLC经PROFIBUS通信网络分别连接纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器(4)、(5)、(6)，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器(4)、(5)、(6)之间用PROFIBUS通信网络连接，纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机(7)、(8)、(9)分别通过纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器(4)、(5)、(6)连接到三相交流电源，所述纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机(7)、(8)、(9)中内置的旋转变压器(7-1)、(8-1)、(9-1)的输出端分别连接到纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器(4)、(5)、(6)的接口X7上。
4.根据权利要求1所述的仿真调试装置，其特征在于所述电源电路由不间断电源UPS、开关电源C组成，所述开关电源C经快车按钮(10)连接到可编程控制器PLC，所述电源电路为纱架、牵伸罗拉、经轴编码器(1)、(2)、(3)、激光恒线速控制装置(11)、可编程控制器PLC、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服控制器(4)、(5)、(6)、人机界面(12)提供直流电源。
专利摘要一种整经机仿真调试装置，由可编程控制器PLC、伺服电机、检测机构、控制电路和电源电路组成，所述检测机构包括纱架编码器、牵伸罗拉编码器、经轴编码器、激光恒线速控制装置；所述控制电路包括可编程控制器PLC、纱架伺服控制器、牵伸罗拉伺服控制器、经轴伺服控制器、纱架、牵伸罗拉、经轴伺服电机和人机界面；所述纱架编码器、牵伸罗拉编码器、经轴编码器的输出端分别连接可编程控制器PLC；所述激光恒线速控制装置的输出端连接经轴伺服控制器，所述PLC经RS485总线连接人机界面。本实用新型采用程序控制，不挂纱仿真启动、运行、停车、挂纱仿真制作一组经轴，其性能可靠、确保高牵伸比和平整度。广泛用于各种弹性纱线整经机。
文档编号D02H3/00GK2782722SQ20052007111
公开日2006年5月24日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者刘勇俊, 谢雪松, 刘芳, 马海峰, 陈卫光 申请人:常州市第八纺织机械厂