| 提高伺服控制系統(tǒng)速度的變化率可以提高紡織細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)效率。用一臺(tái)PLC控制兩組伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩臺(tái)電機(jī)啟停時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，通過(guò)機(jī)械裝置合成可使速度變化率達(dá)500次/min；系統(tǒng)采用速度反饋控制，利用RS232與上位機(jī)通訊以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置和監(jiān)控。詳細(xì)介紹了基于PLC紡織細(xì)紗機(jī)伺服控制系統(tǒng)的硬件原理和軟件設(shè)計(jì)方法。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明：該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，工作可靠，滿足了紡織細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)的需要。 一、引言 細(xì)紗機(jī)是紡織廠的專用設(shè)備，具有前后兩個(gè)輥?zhàn)印Ｓ捎谇懊孑佔(zhàn)拥乃俣缺群竺孑佔(zhàn)涌?，從前輥?zhàn)舆M(jìn)去的粗紗在兩個(gè)輥?zhàn)又g得到拉延，從后面輥?zhàn)虞敵龅募喚妥兗?xì)了。花式紗不是均勻粗細(xì)，而是粗細(xì)相間。要得到粗細(xì)相間的紗，只需讓后輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速時(shí)快時(shí)慢即可。本文設(shè)計(jì)了一套機(jī)械差動(dòng)齒輪減速箱，減速箱的兩個(gè)輸入：一是前輥?zhàn)油ㄟ^(guò)減速齒輪傳動(dòng)后輥?zhàn)拥倪\(yùn)動(dòng)；另一是一臺(tái)永磁同步伺服電機(jī)，通過(guò)控制系統(tǒng)使其頻繁啟?？刂啤Ｄ壳坝来磐诫姍C(jī)控制系統(tǒng)最大啟停次數(shù)可達(dá)280次/min。差動(dòng)齒輪系的輸出端接后輥?zhàn)?。如伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)，后輥?zhàn)觿蛩傩D(zhuǎn)，紡出的是普通紗，如伺服電機(jī)頻繁啟停，經(jīng)差動(dòng)輪系合成后，后輥?zhàn)铀俣葧r(shí)快時(shí)慢，紡出來(lái)的就是花式紗了。根據(jù)生產(chǎn)的需要，需要提高細(xì)紗機(jī)的車速，以提高紡紗的生產(chǎn)率，為保持原來(lái)花式細(xì)紗粗細(xì)相間的節(jié)距，后輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速變化率需要提高到500次/min，要求伺服電機(jī)啟停率也要500次/min。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)難以滿足要求。 作者設(shè)計(jì)了一套驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，采用兩臺(tái)永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)，每臺(tái)電機(jī)啟停250次/min，兩臺(tái)電機(jī)啟停時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，通過(guò)機(jī)械裝置將其合成為500次/min。 二、差動(dòng)齒輪系的設(shè)計(jì) 差動(dòng)齒輪系的工作原理如圖1所示，來(lái)自于前輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)齒輪減速后作為差動(dòng)齒輪系的一個(gè)輸入，另一個(gè)輸入由兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械合成而成，能實(shí)現(xiàn)啟停500次/min。從圖可見(jiàn)，若兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，差動(dòng)齒輪系輸出到后輥?zhàn)拥臑橐粋€(gè)低于前輥?zhàn)拥木鶆蛩俣?，此時(shí)細(xì)紡機(jī)紡出為普通紗。若兩臺(tái)伺服電機(jī)均啟停250次/min，且啟停時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，通過(guò)機(jī)械合成后為啟停500次/min，此時(shí)差動(dòng)輪系輸出到后輥?zhàn)拥淖兓俣葹?00次/min，細(xì)紡機(jī)紡出為花式紗。  三、控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 在紡紗過(guò)程中需要不斷地改變紗的粗細(xì)、紗的長(zhǎng)度和節(jié)距3個(gè)參數(shù)，要求伺服電機(jī)不斷改變啟停周期和速度，每種紗常有300多種變化組合，參數(shù)要求方便進(jìn)行調(diào)整，而且工作環(huán)境較惡劣，可靠性要求高。根據(jù)以上要求本文選擇Mitsubishi的FX2N系列可編程控制器，控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2所示。  伺服系統(tǒng)電機(jī)采用Mitsubishi的低慣量永磁同步電機(jī)，其參數(shù)為12Nm，22A，2.84KW，3000r/min。兩套伺服系統(tǒng)的速度控制號(hào)由PLC模擬量I/O模塊FX2N-3A 輸出控制，其模擬電壓為0～10V。A、B兩套伺服系統(tǒng)的啟?？刂菩盘?hào)。 |
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