專利名稱：一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紡織機(jī)械的電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于棉紡精梳機(jī)的多電機(jī)控制的具有工業(yè)總線的控制裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的技術(shù)中，棉紡精梳機(jī)的動(dòng)力部分大多由兩個(gè)電機(jī)構(gòu)成，如采用主電機(jī)和毛刷電機(jī)構(gòu)成。個(gè)別的是采用三個(gè)電機(jī)，如再加上一個(gè)牽伸電機(jī)。前者的電氣控制系統(tǒng)是將兩個(gè)電機(jī)分別單獨(dú)控制各自的起停，沒有同步的要求。后者的電氣控制系統(tǒng)是將主電機(jī)和牽伸電機(jī)通過(guò)可編程序控制器實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。由于迄今為止所有的棉紡精梳機(jī)產(chǎn)品幾乎均沒有采用工業(yè)總線的控制技術(shù)，因此它們的主電機(jī)和毛刷電機(jī)之間的速比調(diào)節(jié)不可能快速、直觀的反映在人機(jī)界面上，因而不能高效、精確、直觀的改變主從電機(jī)之間的速比。另外，目前絕大部分機(jī)器，由于制造商僅提供一種機(jī)械凸輪組件結(jié)構(gòu)，使得分離羅拉曲線不可調(diào)節(jié)，而國(guó)外有極個(gè)別的制造商提供兩種以上的機(jī)械凸輪組件結(jié)構(gòu)供用戶適紡不同的棉紗品種，但此舉只能通過(guò)更換大量的機(jī)械零件來(lái)實(shí)現(xiàn)分離羅拉曲線的調(diào)節(jié)，不能快速、方便地切換分離羅拉的使用曲線。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種解決現(xiàn)有棉紡精梳機(jī)的電氣控制技術(shù)不能高效、精確、直觀的改變主從電機(jī)之間的速比，也不能快速、方便地切換分離羅拉的使用曲線的具有工業(yè)總線的控制裝置。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于由控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、工業(yè)總線構(gòu)成，所述的控制裝置由上位機(jī)、人機(jī)界面、各類采樣元件和擴(kuò)展器構(gòu)成；所述的驅(qū)動(dòng)裝置由變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻電機(jī)及伺服電機(jī)構(gòu)成；所述的工業(yè)總線由具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構(gòu)成；工業(yè)總線系統(tǒng)連接上位機(jī)、人機(jī)界面和變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器，變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)器又分別連接變頻電機(jī)及伺服電機(jī)，各個(gè)電機(jī)或其傳動(dòng)軸分別連接各類采樣元件，各類采樣元件連接擴(kuò)展器的輸入端，擴(kuò)展器的輸出端分別連接下一個(gè)擴(kuò)展器的輸入端和伺服驅(qū)動(dòng)器或變頻器的跟蹤源輸入端。
本實(shí)用新型所述控制裝置的上位機(jī)由可編程序計(jì)算機(jī)控制器(簡(jiǎn)稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC控制器)構(gòu)成。
本實(shí)用新型所述的人機(jī)界面，是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的變頻器包括主變頻器和從變頻器，從變頻器帶有閉環(huán)控制卡。
本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服驅(qū)動(dòng)器至少有一臺(tái)是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動(dòng)器。
本實(shí)用新型所述的人機(jī)界面，特別包含三幅畫面，分別反映電機(jī)調(diào)試、機(jī)械參數(shù)選擇、主畫面。
本實(shí)用新型所述的控制裝置中的各類采樣元件為編碼器。
本實(shí)用新型所述的上位機(jī)作為中央控制器，通過(guò)工業(yè)總線與多臺(tái)變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)器、人機(jī)界面連接；多臺(tái)變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)器連接各自對(duì)應(yīng)的變頻電機(jī)或伺服電機(jī)，這些電機(jī)又分別連接所傳動(dòng)的機(jī)械軸，變頻電機(jī)及伺服電機(jī)的輸出軸或所傳動(dòng)的機(jī)械軸上裝有編碼器進(jìn)行采樣，直接反映電機(jī)或傳動(dòng)軸的速度，主電機(jī)的編碼器信號(hào)通過(guò)擴(kuò)展還作為多臺(tái)從動(dòng)變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)器的跟蹤源輸入；人機(jī)界面能及時(shí)顯示機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及報(bào)告故障原因和故障部位，操作人員可根據(jù)紡紗工藝的要求，通過(guò)人機(jī)界面對(duì)各個(gè)變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行操作，方便地對(duì)主從電機(jī)的速比、分離曲線的選擇進(jìn)行輸入，還可以通過(guò)人機(jī)界面對(duì)每一單臺(tái)電機(jī)無(wú)級(jí)設(shè)定正反向轉(zhuǎn)速，并使之單獨(dú)起停，也可以根據(jù)該精梳機(jī)的工藝要求，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻電機(jī)或伺服電機(jī)高精度的同步運(yùn)行。由于運(yùn)用了總線高速通訊的技術(shù)，使整臺(tái)精梳機(jī)的實(shí)時(shí)性控制處于最佳狀態(tài)。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相對(duì)照，因?yàn)槭褂昧怂龅目刂蒲b置和驅(qū)動(dòng)裝置，不僅精梳機(jī)的分離曲線隨意可選，而且主從軸之間的速比精度可達(dá)萬(wàn)分之一，再則運(yùn)用了工業(yè)總線通訊技術(shù)，使得控制裝置與驅(qū)動(dòng)裝置之間具有極高的數(shù)據(jù)交換速度，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)普通的操作工對(duì)分離曲線的改變以及各個(gè)主從軸之間速比的調(diào)節(jié)在人機(jī)界面上幾秒中內(nèi)即可操作完成，而原先改變以上的設(shè)置必須有專業(yè)技術(shù)人員操作，如果是更換機(jī)械零件將要花半天以上時(shí)間才能完成，因而本實(shí)用新型大大簡(jiǎn)化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。


圖1是本實(shí)用新型一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置的人機(jī)界面內(nèi)單電機(jī)調(diào)試畫面；圖3是本實(shí)用新型一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置的人機(jī)界面內(nèi)機(jī)械參數(shù)選擇畫面；圖4是本實(shí)用新型一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置的人機(jī)界面內(nèi)正常運(yùn)行的主畫面。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，由控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、工業(yè)總線3構(gòu)成，控制裝置由上位機(jī)1、人機(jī)界面2、各類采樣元件和擴(kuò)展器13構(gòu)成，各類采樣元件為編碼器10、11、12。
人機(jī)界面2包含三幅畫面，分別反映電機(jī)調(diào)試、機(jī)械參數(shù)選擇、主畫面。
上位機(jī)1由可編程序計(jì)算機(jī)控制器(簡(jiǎn)稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC控制器)構(gòu)成。
人機(jī)界面2是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
驅(qū)動(dòng)裝置由主變頻器4、從變頻器6及伺服驅(qū)動(dòng)器5和變頻電機(jī)7、9及伺服電機(jī)8構(gòu)成。從變頻器6帶有閉環(huán)控制卡。
伺服驅(qū)動(dòng)器5是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動(dòng)器。
工業(yè)總線3是具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構(gòu)成。
工業(yè)總線3連接上位機(jī)1、人機(jī)界面2和主變頻器4、伺服驅(qū)動(dòng)器5及從變頻器6，主變頻器4連接變頻電機(jī)7，伺服驅(qū)動(dòng)器5連接伺服電機(jī)8，從變頻器6連接變頻電機(jī)9，各個(gè)電機(jī)或其傳動(dòng)軸分別連接編碼器10、11、12，編碼器10連接擴(kuò)展器13的輸入端，擴(kuò)展器13的輸出端分別連接下一個(gè)擴(kuò)展器13的輸入端和伺服驅(qū)動(dòng)器5或從變頻器6的跟蹤源輸入端。
如圖2所示，本實(shí)用新型在機(jī)器調(diào)試階段或維修狀態(tài)下需要使電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，可將人機(jī)界面2切換到單電機(jī)調(diào)試畫面，操作步驟為先設(shè)定好調(diào)試電機(jī)的速度，再按手動(dòng)操作按鈕，當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，即有速度顯示，操作按鈕上顯示ON為電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，OFF為停止?fàn)顟B(tài)。由伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的分離電機(jī)可以走曲線運(yùn)動(dòng)，也可走勻速運(yùn)動(dòng)，此由畫面下端按鈕切換，CAMon為走曲線運(yùn)動(dòng)，CAMoff為勻速運(yùn)動(dòng)。
如圖3所示，本實(shí)用新型在機(jī)器投入正常運(yùn)行前，先要將人機(jī)界面2切換到機(jī)械參數(shù)選擇畫面進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定，其中的參數(shù)可以無(wú)級(jí)改變，主從速比精度達(dá)萬(wàn)分之一，曲線種類可以輕松切換。
如圖4所示，本實(shí)用新型在機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)，將人機(jī)界面切換到主畫面，此時(shí)除了顯示一些生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)外，還可顯示所有電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)的瞬間速度。
權(quán)利要求1.一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于由控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、工業(yè)總線系統(tǒng)構(gòu)成，所述的控制裝置由上位機(jī)、人機(jī)界面、各類采樣元件和擴(kuò)展器構(gòu)成，所述的驅(qū)動(dòng)裝置由變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻電機(jī)及伺服電機(jī)構(gòu)成；所述的工業(yè)總線由具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構(gòu)成；工業(yè)總線系統(tǒng)連接上位機(jī)、人機(jī)界面和變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器，變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)器又分別連接變頻電機(jī)及伺服電機(jī)，各個(gè)電機(jī)或其傳動(dòng)軸分別連接各類采樣元件，各類采樣元件連接擴(kuò)展器的輸入端，擴(kuò)展器的輸出端分別連接下一個(gè)擴(kuò)展器的輸入端和伺服驅(qū)動(dòng)器或變頻器的跟蹤源輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述控制裝置的上位機(jī)由可編程序計(jì)算機(jī)控制器或者具有總線通訊接口的可編程序控制器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述的人機(jī)界面是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的變頻器包括主變頻器和從變頻器，從變頻器帶有閉環(huán)控制卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的伺服驅(qū)動(dòng)器至少有一臺(tái)是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動(dòng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述的人機(jī)界面包含三幅畫面，分別反映電機(jī)調(diào)試、機(jī)械參數(shù)選擇、主畫面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，其特征在于所述的控制裝置中的各類采樣元件為編碼器。
專利摘要一種具有工業(yè)總線的精梳機(jī)控制裝置，由控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、工業(yè)總線構(gòu)成，所述的控制裝置由上位機(jī)、人機(jī)界面、各類采樣元件和擴(kuò)展接口構(gòu)成，所述的驅(qū)動(dòng)裝置由變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻電機(jī)及伺服電機(jī)構(gòu)成，所述的工業(yè)總線是具有高速通訊功能的通訊電纜及通訊面板和通訊接口構(gòu)成。本實(shí)用新型因?yàn)槭褂昧丝刂蒲b置和驅(qū)動(dòng)裝置，不僅精梳機(jī)的分離曲線隨意可選，而且主從軸之間的速比精度可達(dá)萬(wàn)分之一，再則運(yùn)用了工業(yè)總線通訊技術(shù)，使得控制裝置與驅(qū)動(dòng)裝置之間具有極高的數(shù)據(jù)交換速度，使得對(duì)分離曲線的改變以及各個(gè)主從軸之間的速比的調(diào)節(jié)只需在人機(jī)界面上幾秒鐘內(nèi)即可操作完成，因而大大簡(jiǎn)化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
文檔編號(hào)D01G31/00GK2813643SQ20052004307
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者李培忠, 顧丹青, 張慧芳, 陳春紅 申請(qǐng)人:上海紡織機(jī)械總廠