专利名称：一种具有工业总线的精梳机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织机械的电气控制技术领域，特别是一种适用于棉纺精梳机的多电机控制的具有工业总线的控制系统。
背景技术：
在现有的技术中，棉纺精梳机的动力部分大多由两个电机构成，如采用主电机和毛刷电机构成。个别的是采用三个电机，如再加上一个牵伸电机。前者的电气控制系统是将两个电机分别单独控制各自的起停，没有同步的要求。后者的电气控制系统是将主电机和牵伸电机通过可编程序控制器实现联动。由于迄今为止所有的棉纺精梳机产品几乎均没有采用工业总线的控制技术，因此它们的主电机和毛刷电机之间的速比调节不可能快速、直观的反映在人机界面上，因而不能高效、精确、直观的改变主从电机之间的速比。另外，目前绝大部分机器，由于制造商仅提供一种机械凸轮组件结构，使得分离罗拉曲线不可调节，而国外有极个别的制造商提供两种以上的机械凸轮组件结构供用户适纺不同的棉纱品种，但此举只能通过更换大量的机械零件来实现分离罗拉曲线的调节，不能快速、方便地切换分离罗拉的使用曲线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种解决现有棉纺精梳机的电气控制技术不能高效、精确、直观的改变主从电机之间的速比，也不能快速、方便地切换分离罗拉的使用曲线的具有工业总线的控制系统。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现。
一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于由控制装置、驱动装置、工业总线系统构成，所述的控制装置由上位机、人机界面、各类采样元件和扩展器构成；所述的驱动装置由变频器及伺服驱动器和变频电机及伺服电机构成；所述的工业总线系统由具有高速通讯功能的通讯电缆、通讯面板和通讯接口构成；工业总线系统连接上位机、人机界面和变频器、伺服驱动器，变频器及伺服驱动器又分别连接变频电机及伺服电机，各个电机或其传动轴分别连接各类采样元件，各类采样元件连接扩展器的输入端，扩展器的输出端分别连接下一个扩展器的输入端和伺服驱动器或变频器的跟踪源输入端。
本发明所述控制装置的上位机由可编程序计算机控制器(简称PCC控制器)或者具有总线通讯接口的可编程序控制器(简称PLC控制器)构成。
本发明所述的人机界面，是具有总线通讯接口的控制/操作屏幕。
本发明所述的驱动装置中的变频器包括主变频器和从变频器，从变频器带有闭环控制卡。
本发明所述的驱动装置中的伺服驱动器至少有一台是带有电子凸轮功能的伺服驱动器。
本发明所述的人机界面，特别包含三幅画面，分别反映电机调试、机械参数选择、主画面。
本发明所述的控制装置中的各类采样元件为编码器。
本发明所述的上位机作为中央控制器，通过工业总线与多台变频器或伺服驱动器、人机界面连接；多台变频器或伺服驱动器连接各自对应的变频电机或伺服电机，这些电机又分别连接所传动的机械轴，变频电机及伺服电机的输出轴或所传动的机械轴上装有编码器进行采样，直接反映电机或传动轴的速度，主电机的编码器信号通过扩展还作为多台从动变频器或伺服驱动器的跟踪源输入；人机界面能及时显示机器的运转情况及报告故障原因和故障部位，操作人员可根据纺纱工艺的要求，通过人机界面对各个变频器或伺服驱动器进行操作，方便地对主从电机的速比、分离曲线的选择进行输入，还可以通过人机界面对每一单台电机无级设定正反向转速，并使之单独起停，也可以根据该精梳机的工艺要求，实现多台变频电机或伺服电机高精度的同步运行。由于运用了总线高速通讯的技术，使整台精梳机的实时性控制处于最佳状态。
本发明和现有技术相对照，因为使用了所述的控制装置和驱动装置，不仅精梳机的分离曲线随意可选，而且主从轴之间的速比精度可达万分之一。再则运用了工业总线通讯技术，使得控制装置与驱动装置之间具有极高的数据交换速度，实现了一个普通的操作工对分离曲线的改变以及各个主从轴之间速比的调节在人机界面上几秒中内即可操作完成，而原先改变以上的设置必须有专业技术人员操作，如果是更换机械零件将要花半天以上时间才能完成，因而本发明大大简化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
图1是本发明一种具有工业总线的精梳机控制系统的原理框图；图2是本发明一种具有工业总线的精梳机控制系统的人机界面内单电机调试画面；图3是本发明一种具有工业总线的精梳机控制系统的人机界面内机械参数选择画面；图4是本发明一种具有工业总线的精梳机控制系统的人机界面内正常运行的主画面。
具体实施例方式
如图1所示的一种具有工业总线的精梳机控制系统，由控制装置、驱动装置、工业总线系统3构成，控制装置由上位机1、人机界面2、各类采样元件和扩展器13构成，各类采样元件为编码器10、11、12。
人机界面2包含三幅画面，分别反映电机调试、机械参数选择、主画面。
上位机1由可编程序计算机控制器(简称PCC控制器)或者具有总线通讯接口的可编程序控制器(简称PLC控制器)构成。
人机界面2是具有总线通讯接口的控制/操作屏幕。
驱动装置由主变频器4、从变频器6及伺服驱动器5和变频电机7、9及伺服电机8构成。从变频器6带有闭环控制卡。
伺服驱动器5是带有电子凸轮功能的伺服驱动器。
工业总线系统3是具有高速通讯功能的通讯电缆、通讯面板和通讯接口构成。
工业总线系统3连接上位机1、人机界面2和主变频器4、伺服驱动器5及从变频器6，主变频器4连接变频电机7，伺服驱动器5连接伺服电机8，从变频器6连接变频电机9，各个电机或其传动轴分别连接编码器10、11、12，编码器10连接扩展器13的输入端，扩展器13的输出端分别连接下一个扩展器13的输入端和伺服驱动器5或从变频器6的跟踪源输入端。
如图2所示，本发明在机器调试阶段或维修状态下需要使电机单独运行时，可将人机界面2切换到单电机调试画面，操作步骤为先设定好调试电机的速度，再按手动操作按钮，当电机运转，即有速度显示，操作按钮上显示ON为电机运行状态，OFF为停止状态。由伺服驱动器驱动的分离电机可以走曲线运动，也可走匀速运动，此由画面下端按钮切换，CAMon为走曲线运动，CAMoff为匀速运动。
如图3所示，本发明在机器投入正常运行前，先要将人机界面2切换到机械参数选择画面进行数据设定，其中的参数可以无级改变，主从速比精度达万分之一，曲线种类可以轻松切换。
如图4所示，本发明在机器正常运行时，将人机界面切换到主画面，此时除了显示一些生产管理数据外，还可显示所有电机同步运行时的瞬间速度。
权利要求
1.一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于由控制装置、驱动装置、工业总线系统构成，所述的控制装置由上位机、人机界面、各类采样元件和扩展器构成；所述的驱动装置由变频器及伺服驱动器和变频电机及伺服电机构成；所述的工业总线系统由具有高速通讯功能的通讯电缆、通讯面板和通讯接口构成；工业总线系统连接上位机、人机界面和变频器、伺服驱动器，变频器及伺服驱动器又分别连接变频电机及伺服电机，各个电机或其传动轴分别连接各类采样元件，各类采样元件连接扩展器的输入端，扩展器的输出端分别连接下一个扩展器的输入端和伺服驱动器或变频器的跟踪源输入端。
2.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述控制装置的上位机由可编程序计算机控制器或者具有总线通讯接口的可编程序控制器构成。
3.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述的人机界面是具有总线通讯接口的控制/操作屏幕。
4.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述的驱动装置中的变频器包括主变频器和从变频器，从变频器带有闭环控制卡。
5.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述的驱动装置中的伺服驱动器至少有一台是带有电子凸轮功能的伺服驱动器。
6.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述的人机界面包含三幅画面，分别反映电机调试、机械参数选择、主画面。
7.根据权利要求1所述的一种具有工业总线的精梳机控制系统，其特征在于所述的控制装置中的各类采样元件为编码器。
全文摘要
一种具有工业总线的精梳机控制系统，由控制装置、驱动装置、工业总线系统构成，所述的控制装置由上位机、人机界面、各类采样元件和扩展接口构成，所述的驱动装置由变频器及伺服驱动器和变频电机及伺服电机构成，所述的工业总线系统由具有高速通讯功能的通讯电缆及通讯面板和通讯接口构成。本发明因为使用了控制装置和驱动装置，不仅精梳机的分离曲线随意可选，而且主从轴之间的速比精度可达万分之一，再则运用了工业总线通讯技术，使得控制装置与驱动装置之间具有极高的数据交换速度，使得对分离曲线的改变以及各个主从轴之间的速比的调节只需在人机界面上几秒钟内即可操作完成，因而大大简化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
文档编号H04B3/00GK1888993SQ20051002737
公开日2007年1月3日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者李培忠, 顾丹青, 张慧芳, 陈春红 申请人:上海纺织机械总厂