基于PLC的片梭織機自動混緯系統(tǒng)

片梭織機的換緯是通過控制挑緯器動作來實現(xiàn)的。新型片梭織機由電腦控制電磁鐵，進而由電磁鐵驅(qū)動挑緯器工作，可實現(xiàn)任意比例混緯。PU130型片梭織機通過機械帶動兩個祧緯器工作，只能織制1：1比例混緯產(chǎn)品。為適應(yīng)市場對多比例混緯產(chǎn)品的需求，針對PU130片梭織機特點，我們經(jīng)過精心設(shè)計，積極攻關(guān)，研制出適合PU130進口片梭織機特點的自動混緯系統(tǒng)。系統(tǒng)以氣源為動力，由電磁閥控制氣缸、再由氣缸活塞帶動挑緯器按工藝要求動作，而電磁閥由PLC可編程控制器按程序來控制，改變程序很容易實現(xiàn)多比例自動混緯。該系統(tǒng)簡單、實用、性能穩(wěn)定，投資少見效快。

1 問題提出

由瑞士生產(chǎn)的PU130型片梭織機，屬于二十世紀八十年代的產(chǎn)品。該設(shè)備九十年代初引進時性能較為先進，主要生產(chǎn) 7*6、7*7等厚重常規(guī)品種牛仔布，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定均能達到客戶的滿意，在生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。也給企業(yè)帶來了新的產(chǎn)品市場，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。但是，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會需求越來越高，牛仔布品種越來越多樣化。老產(chǎn)品已不適應(yīng)人們的需求，取而代之的是不同支數(shù)、不同顏色、不同比例的多比例混緯牛仔布新產(chǎn)品。而且需求量越來越大，占據(jù)了市場的主流。PU130型片梭織機只能單一比例混緯，產(chǎn)品品種單一，嚴重制約了新產(chǎn)品開發(fā)。雖然PU130型片梭織機已經(jīng)更新?lián)Q代，但是，新設(shè)備的自動換緯系統(tǒng)復(fù)雜昂貴，再次引進更換新設(shè)備已不現(xiàn)實。

PU130片梭織機是二棉分公司的重點設(shè)備之一，在織造車間所占比重較大，對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)生著舉足輕重的影響，隨著新型進口設(shè)備自動化程度的不斷提高，該設(shè)備的不足也愈顯突出。另外，該設(shè)備在經(jīng)過十多年使用后，元器件老化，故障率增加，再加上該型號進口設(shè)備已經(jīng)更新?lián)Q代，配件價格昂貴而且難以買到，致使維修難度增大、維修費用增高，常常因此而影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。品種調(diào)整時改機時間長，投入資金愈來愈多。因此，在PU130片梭織機上實現(xiàn)多比例混緯，繼續(xù)充分發(fā)揮該設(shè)備的作用就成了擺在我們面前的重大課題。

2研制方案的確定

PU130型片梭織機有兩個挑緯器，每個挑緯器帶動一根緯紗，由機械帶動依次輪流工作，達到1 ：1混緯。若要實現(xiàn)n ：1混緯，則必須使其中一個挑緯器連續(xù)工作n次后，另一個再工作，從而實現(xiàn)多比例混緯的目的。通過調(diào)研和反復(fù)研究、論證，形成設(shè)計思路如下：

一、采用氣源為動力，帶動挑緯器工作。氣源由電磁閥控制，而電磁閥由可編程控制器按程序來控制，從而控制挑緯器動作，實現(xiàn)多比例自動混緯。

二、通過一定程序完成停車、斷緯、或其他原因造成的停車補緯工作。

三、可編程控制器控制的電磁閥動作要與織機的運動協(xié)調(diào)一致（同步）。

四、由于挑緯器每分鐘要完成300個動作，要求選用的所有元件質(zhì)量穩(wěn)定且能滿足高頻率、長期工作的要求。

3系統(tǒng)組成及工作原理

3.1系統(tǒng)組成

空氣壓縮機：作為動力源輸出氣源驅(qū)動汽缸進而帶動挑緯器工作，氣壓0.7—0.85MPa。（企業(yè)已有且正在用于生產(chǎn)，不需單獨購置）

可編程控制器：選用日本三菱FX1n—MR24型，其具有性能穩(wěn)定，動作可靠、價格低等特點。傳感器選用頻率在50HZ以上NPN型，其工作電壓與所選用可編程控制器提供電壓一致（24V）。

電磁閥：電磁閥的選用要滿足動作頻率高、響應(yīng)速度快的要求，由DC12V或24V電源供電。經(jīng)過多次試驗，最后選用臺灣產(chǎn)型號為T180—4E1—PSL的電磁閥。

汽 缸：氣缸要求具有動作頻率高、潤滑好、耐摩擦、溫升低等特點，由專業(yè)生產(chǎn)廠特殊加工。自行設(shè)計制造了專用連桿接頭、支架接頭等系列部件。

挑緯器：采用原機上帶的。

3.2工作原理

以氣源為動力，驅(qū)動挑緯器按工藝要求工作，通過PLC控制而實現(xiàn)多比例自動混緯。系統(tǒng)工作過程：由電磁閥控制進入氣缸的兩個閥門，進入汽缸的空氣驅(qū)動氣缸活塞運動，氣缸活塞通過連桿接頭帶動挑緯器動作，通過PLC可編程控制器按程序來控制電磁閥，進而控制挑緯器按要求動作，達到不同比例混緯的目的。

4系統(tǒng)調(diào)試及運行參數(shù)的確定

4.1 把可編程控制器開關(guān)打到運行狀態(tài)，然后短接一下X2---- COM，啟動布機，此時，應(yīng)按2 ：1工藝運行。依此類推，短接一下X3---COM， 然后啟動織機，應(yīng)按3 ：1工藝運行。依次有：X4對應(yīng)4 ：1比例混緯；X5對應(yīng)5 ：1比例混緯；X6對應(yīng)6 ：1比例混緯。4.2使布機運行在6 ：1狀態(tài)，在運行到單緯位時停機，由值車工抽出最后一緯，然后開車，或者在運行到單緯時，挑斷緯紗（不須抽緯紗），然后開車，布匹上該單元緯紗應(yīng)不缺失。

4.3使布機運行在6 ：1狀態(tài)，且在織多緯時停機或挑斷緯紗，由值車工抽掉最后一緯，然后再開機，多緯數(shù)應(yīng)該是6根。在織多緯情況下，不論何原因停車，可編程控制器輸出Y0應(yīng)閉合，此時，電磁閥吸合（工作狀態(tài)）帶動氣缸工作。

4.4工藝參數(shù)設(shè)定：D128值為工藝要求值，必須在運行前由常數(shù)K設(shè)定初始值。因為K值小于20n毫秒時，織多緯時容易少緯；而K值大于1秒時，又容易造成多緯。所以，定時器T201的K值設(shè)定應(yīng)大于20n毫秒的2—3倍，而小于1秒。例如：表1中是2 ：1比例混緯程序，T201設(shè)置為320毫秒（大于20*n=20*2=40毫秒，小于1秒）。

表1
LD X2 LD X0 ANI X1
MOV K2 OUT C16 D128 OUT Y10
D128 LD C16 LD Y10
LD X3 OR Y0 ANI X1
MOV K3 ANI Y1 OUT T201 K320
D128 OUT Y0 LDP T201
LD X14 LD X1 DECP C16
MOV K4 OUT C17 K1 END
D128 RST C16
LD X5 LD C17
MOV K5 OUT Y1
D128 LD Y1
LD X6 RST C17
MOV K6 LD X0
D128 OR Y10

5結(jié)語

　　基于PLC的PU130進口片梭織機多比例自動混緯系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，使用方便，達到了設(shè)計要求。我們的體會是：

　　1、對設(shè)備、操作、工藝進行詳細的了解和摸底，特別是對設(shè)備的控制系統(tǒng)存在的問題及其對生產(chǎn)造成的影響和混緯牛仔布生產(chǎn)工藝的特點等進行深入的分析和市場調(diào)研是研制成功的基礎(chǔ)。熟悉設(shè)備的工作原理、機構(gòu)和性能，在充分利用原有設(shè)備特點的基礎(chǔ)上，控制挑緯器的動作是實現(xiàn)多比例混緯的關(guān)鍵。

　　2、自動混緯機構(gòu)動作單一，頻率較高。所以，可編程控制器、動力源、電磁閥、汽缸等器件的頻率特性、運行穩(wěn)定性和壽命是多比例混緯系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的保證。試生產(chǎn)初期，由于氣缸選型不當，缸體生熱，不利長期工作，易損壞。火塞桿受力不平衡，易折斷。經(jīng)過多種型號氣缸的比較試用，同時，研究改進與氣缸相聯(lián)的連桿接頭的結(jié)構(gòu)，使運行保持平穩(wěn)，滿足了工藝的要求。

　　3、新型織機的混緯系統(tǒng)由電腦控制，功能全面、性能穩(wěn)定、效果好，但系統(tǒng)復(fù)雜價格高。根據(jù)PU130進口片梭織機的特點，采用可編程控制器控制電磁閥，電磁閥控制氣缸進而驅(qū)動挑緯器工作，實現(xiàn)多比例自動混緯的設(shè)計思想清晰明確，系統(tǒng)簡單、實用、針對性強，且投資少見效快，具有良好的推廣應(yīng)用前景。