改造多单元浆纱机

1、概述
在纺织行业，浆纱是一道至关重要的前期工序，它对于织机的效率和成品的质量都有很大影响。而浆纱机的运转状态则直接决定了上浆的质量。浆纱过程中要保持上浆均匀一致，使经纱维持恒定且为最低限的张力，并使回潮率保持不变，就必须对浆液的温度、粘度、经纱张力、烘干温度、及回潮率进行自动控制。由于各部分受控对象处于分散控制状态，浆纱过程中各种技术参数协调性不理想。浆纱机中各部分张力不均匀，会使经纱的断头增加，影响浆纱机及织机的正常操作，并使织物在幅度和长度方面产生差异。
为了解决上述问题，我们与纺织机械厂合作，利用了当今世界顶级的西门子驱动技术，把浆纱机的主传动从总轴驱动方式改为分阶段控制方式，即机器的各部分分别由单独的电动机驱动，开发了以西门子自动化与驱动技术和产品为基础的双浆槽七单元浆纱机变频伺服驱动控制系统。我们采用变频伺服驱动器驱动主传动各部分的电动机，用可编程控制器（PLC）完成逻辑控制系统，协调各种技术参数，用操作控制单元处理系统信息，使整个系统的控制充分优化。
本控制系统主要用于控制双浆槽七单元浆纱机从纱线的退卷、经过浆槽浸浆、烘房烘干、控制伸长比并按要求的卷绕张力卷绕成轴。在这一工艺过程中，需要进行温度PID控制、压浆辊压力控制、伸长率控制、张力／转矩控制、计长控制及逻辑联锁控制和实现工艺参数的可读性和可调整性，使纱成为具有所需要的温度、湿度、伸长率等使用价值的纱。
2、电气控制系统构成
电气控制系统主要由可编程控器（PLC）、操作控制单元（HMI）、变频伺服驱动器、伺服电机以及回潮检测控制仪等构成。
2.1 　管理级
选用西门子最先进的多功能操作控制面板SIMATIC Multi Panel MP370作为人机界面，12.1英寸液晶显示、CCFL背光、TFT－256色、800×600像素，可以全面显示浆纱机的工艺过程和工艺参数，具有设定和储存浆纱品种的工艺参数，检测全机各控制点的工艺参数，进行分析计算和控制；历史数据管理；在线显示工况；故障诊断、效率分析等功能。
2.2 　控制级
可编程控制器（PLC）完成整个浆纱机的逻辑控制功能，如启停控制，温度、压力、伸长率、回潮率的控制，通讯控制，各过程量数据采集、设定参数下载等。同时，它也是现场总线的主站。PLC选用西门子公司S7-300系列PLC，选用硬件PID功能模块进行温度控制。
利用当今世界最先进的德国mahlo回潮仪，在线测量纱线的回潮率，由回潮检测控制仪输出控制信号和参考信号，PLC自动控制全机车速在设定范围内升降，以达到控制回潮率的目的。
2.3 　驱动级
电气驱动采用西门子最新的“运动控制系统” MASTERDRIVER MC伺服驱动器和数字伺服电机，实现浆纱工艺过程的高速度和高精度。
变频伺服驱动器直接连接旋转编码器反馈信号，同时通过Profibus DP总线联网，作为现场总线的从站，向PLC传输数据和接收控制信号，调节各单元伺服电机的速度。
2.4 　通讯协议
MP370控制操作面板、可编程控制器（PLC）、伺服驱动器之间通过高速现场总线Profibus DP连成现场控制网络，通讯速度高达12Mbps。
2.5 　机器操作
操作按钮
蜗牛按钮：机器车速等于2米/分时,按此按钮机器以1米／分车速运行。
爬行按纽：任何情况下，按此按钮机器以2米／分车速运行。
升速按钮：机器车速大于2米／分时按此按钮机器点动升速。
降速按钮：机器车速大于2米／分时按此按钮机器点动降速。
停车按钮：按此按钮后机器车速0米/分，卷绕电机保持卷绕张力。
连锁旋钮：旋此旋钮，全机任何一处都无法开机。
打印按纽：按此按钮电磁铁吸合打印。
伸缩筘旋扭：旋此旋扭伸缩筘或抬或落。
正、反转旋扭：旋此旋钮织轴马达正转或反转。
测长棍旋钮：旋此旋扭测长棍抬起或落下。
剪切按钮：在按过松纱按钮卷绕张力减小为零，按此按钮卷绕电机复位，机器处于安全割纱状态。
松纱按钮：在车速等于0米／分时，按此按钮织轴卷绕张力减小为零。
卷绕使能按钮：按此按钮卷绕电机开始输出扭矩，在拖引辊和织轴间建立卷绕张力。
小墙板Ⅰ0 Ⅱ为旋扭：此三位旋钮选择小墙板的三个运行方式。
0位：小墙板单个运行
Ⅰ位：小墙板同向运行
Ⅱ位：小墙板反向运行
左小墙板按纽：
←按纽：此按钮控制左小墙板向左运行（0位），或左右小墙板同时向左运行（Ⅰ位），或左小墙板向左、右小墙板向右运行（Ⅱ位）。
→按纽：此按钮控制左小墙板向右运行（0位），或左右小墙板同时向右运行（Ⅰ位），或左小墙板向右、右小墙板向左运行（Ⅱ位）。
落轴按钮：此按钮控制落轴气缸落轴。
上轴按钮：此按钮控制上轴。
压纱辊落：此按钮控制压纱辊落下。
压纱辊抬：此按钮控制压纱辊抬起。
离合缸合按钮：此按钮控制离合抱紧，使织轴与电机轴连接。
离合缸分按钮：此按钮控制离合松开，使织轴与电机轴脱开。
右小墙板按钮（与左小墙板相同）
中间操纵盒按钮：
伸缩筘左按纽：控制右侧伸缩筘马达左移。
伸缩筘右按纽：控制左侧伸缩筘马达右移。
伸缩筘分按纽：控制左侧伸缩筘马达，使伸缩筘扩幅。
伸缩筘合按钮：控制左侧伸缩筘马达，使伸缩筘收幅。