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)的動力部分大多由兩個電機(jī)構(gòu)成，如采用主電機(jī)和毛刷電機(jī)構(gòu)成。個別的是采用三個電機(jī)，如再加上一個牽伸電機(jī)。前者的電氣控制系統(tǒng)是將兩個電機(jī)分別單獨控制各自的起停，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)通過可編程序控制器實現(xiàn)聯(lián)動。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)，而國外有極個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，但此舉只能通過更換大量的機(jī)械零件來實現(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。
實用新型內(nèi)容本實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。
本實用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(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)動裝置由變頻器及伺服驅(qū)動器和變頻電機(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)動器，變頻器及伺服驅(qū)動器又分別連接變頻電機(jī)及伺服電機(jī)，各個電機(jī)或其傳動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擴(kuò)展器的輸入端和伺服驅(qū)動器或變頻器的跟蹤源輸入端。
本實用新型所述控制裝置的上位機(jī)由可編程序計算機(jī)控制器(簡稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡稱PLC控制器)構(gòu)成。
本實用新型所述的人機(jī)界面，是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
本實用新型所述的驅(qū)動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。
本實用新型所述的驅(qū)動裝置中的伺服驅(qū)動器至少有一臺是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動器。
本實用新型所述的人機(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。
本實用新型所述的控制裝置中的各類采樣元件為編碼器。
本實用新型所述的上位機(jī)作為中央控制器，通過工業(yè)總線與多臺變頻器或伺服驅(qū)動器、人機(jī)界面連接；多臺變頻器或伺服驅(qū)動器連接各自對應(yīng)的變頻電機(jī)或伺服電機(jī)，這些電機(jī)又分別連接所傳動的機(jī)械軸，變頻電機(jī)及伺服電機(jī)的輸出軸或所傳動的機(jī)械軸上裝有編碼器進(jìn)行采樣，直接反映電機(jī)或傳動軸的速度，主電機(jī)的編碼器信號通過擴(kuò)展還作為多臺從動變頻器或伺服驅(qū)動器的跟蹤源輸入；人機(jī)界面能及時顯示機(jī)器的運轉(zhuǎn)情況及報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，通過人機(jī)界面對各個變頻器或伺服驅(qū)動器進(jìn)行操作，方便地對主從電機(jī)的速比、分離曲線的選擇進(jìn)行輸入，還可以通過人機(jī)界面對每一單臺電機(jī)無級設(shè)定正反向轉(zhuǎn)速，并使之單獨起停，也可以根據(jù)該精梳機(jī)的工藝要求，實現(xiàn)多臺變頻電機(jī)或伺服電機(jī)高精度的同步運行。由于運用了總線高速通訊的技術(shù)，使整臺精梳機(jī)的實時性控制處于最佳狀態(tài)。
本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相對照，因為使用了所述的控制裝置和驅(qū)動裝置，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)萬分之一，再則運用了工業(yè)總線通訊技術(shù)，使得控制裝置與驅(qū)動裝置之間具有極高的數(shù)據(jù)交換速度，實現(xiàn)了一個普通的操作工對分離曲線的改變以及各個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間才能完成，因而本實用新型大大簡化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。


圖1是本實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)正常運行的主畫面。
具體實施方式
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由可編程序計算機(jī)控制器(簡稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡稱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)動裝置由主變頻器4、從變頻器6及伺服驅(qū)動器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)動器5是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動器。
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，各個電機(jī)或其傳動軸分別連接編碼器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擴(kuò)展器13的輸入端和伺服驅(qū)動器5或從變頻器6的跟蹤源輸入端。
如圖2所示，本實用新型在機(jī)器調(diào)試階段或維修狀態(tài)下需要使電機(jī)單獨運行時，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，再按手動操作按鈕，當(dāng)電機(jī)運轉(zhuǎn)，即有速度顯示，操作按鈕上顯示ON為電機(jī)運行狀態(tài)，OFF為停止?fàn)顟B(tài)。由伺服驅(qū)動器驅(qū)動的分離電機(jī)可以走曲線運動，也可走勻速運動，此由畫面下端按鈕切換，CAMon為走曲線運動，CAMoff為勻速運動。
如圖3所示，本實用新型在機(jī)器投入正常運行前，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)可以無級改變，主從速比精度達(dá)萬分之一，曲線種類可以輕松切換。
如圖4所示，本實用新型在機(jī)器正常運行時，將人機(jī)界面切換到主畫面，此時除了顯示一些生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)外，還可顯示所有電機(jī)同步運行時的瞬間速度。
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)動裝置由變頻器及伺服驅(qū)動器和變頻電機(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)動器，變頻器及伺服驅(qū)動器又分別連接變頻電機(jī)及伺服電機(jī)，各個電機(jī)或其傳動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擴(kuò)展器的輸入端和伺服驅(qū)動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)動裝置中的伺服驅(qū)動器至少有一臺是帶有電子凸輪功能的伺服驅(qū)動器。
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)動裝置由變頻器及伺服驅(qū)動器和變頻電機(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。本實用新型因為使用了控制裝置和驅(qū)動裝置，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)萬分之一，再則運用了工業(yè)總線通訊技術(shù)，使得控制裝置與驅(qū)動裝置之間具有極高的數(shù)據(jù)交換速度，使得對分離曲線的改變以及各個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，因而大大簡化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
文檔編號D01G31/00GK2813643SQ20052004307
公開日2006年9月6日 申請日期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 申請人:上海紡織機(jī)械總廠