《博玮BWS伺服运用于特宽幅织机控制系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《博玮BWS伺服运用于特宽幅织机控制系统.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、博玮BWS伺服运用于特宽幅织机控制系统caijuan导语：主要介绍经轴退绕经过数学模型、送经伺服控制系统、张力控制系统。本文介绍特宽幅织机计算机控制系统的分析与设计方法。主要介绍经轴退绕经过数学模型、送经BWS伺服控制系统、张力控制系统、卷取控制系统以及送经卷取同步控制系统。1.引言1应用行业产业用织物包括机织土工布、工业用呢和工业用网。这类织机具有特宽幅、超重型的特点，一般幅宽在4至18米之间，最宽可达30米。国外只要少数几家公司能够生产特宽幅织机。因而，研究特宽幅织机控制系统具有重要意义。研制的控制系统也适用于通用织机。2使用的产品特宽幅织机控制系统如图1所示。使用欧姆龙公司中大型CS1系
2、列PLC，包括PA209R电源单元、CS1H-CPU65HCPU单元、CP114凸轮定位器单元、CT041高速计数器单元、AD081-V1模拟量输入单元、DA08V模拟量输出单元、ID231DC输入单元、OD231晶体管输出单元、OC211继电器输出单元、INT01中断输入单元、ENT21Ethernet单元、CPU底板以及扩展底板等。2.应用的主要工艺点及要解决的主要问题特宽幅织机控制系统框图如图1所示。系统由送经BWS伺服控制系统、卷取控制系统、送经与卷取同步控制系统、织机启动/制动控制系统、测长及定长控制系统、液压投梭控制系统、引纬控制系统、单动多臂机构控制系统及自动润滑系统等组成。主要
3、工艺点是特宽幅织机五大运动的协调运行和最佳匹配。织机在织造经过中，对张力包括经纱张力、织物张力、纬纱张力等、速度包括送经速度、卷取速度、提综速度、打梭棒打梭速度、引纬速度等和各执行机构开场动作与结束动作的时间配合等要求很严格，若控制不当或相互之间配合不好，将会影响产品的质量和生产效率，甚至会发生严重的生产事故，影响人身安全。要解决的主要问题是实现各个部分在动态经过中的高精度协调运行，保证经纱张力、纬纱张力及织物张力符合工艺规定的数值。3.应用方案简介织机的控制系统包括10个控制子系统：1送经控制系统；2卷取控制系统；3送经与卷取同步控制系统；4织机的启动控制系统包括正常启动、点动、投一梭、前心
4、、后心、上轴；5织机的制动控制系统包括正常关车、断经自停、断纬自停、满匹停车、护经检测自停、紧急制动；6测长及定长控制系统；7液压投梭控制系统；8引纬控制系统；9单动多臂机构计算机控制系统；10自动润滑系统。计算机控制系统由IPC610H型工控机、CS1型可编程控制器PLC、SR93型智能调节器及触摸屏等组成。织机的运动控制、顺序控制和逻辑控制任务由CS1型可编程控制器来完成；温度和压力控制任务由SR93型智能调节器来完成。采用PWS6800C-P型触摸屏，用于工艺参数设定、变量数值显示、织机的开车、停车以及报警等。4.应用方案具体介绍4.1送经BWS伺服控制系统电子送经:ELO1送经BWS伺
5、服控制系统组成送经BWS伺服控制系统由经轴、减速器1、BWS伺服电机1、BWS伺服驱动器1、导辊、后梁、经纱张力检测、编码器、可编程控制器、工控机以及触摸屏等组成。其作用是：织机每引一纬，经轴送出定量的经纱，并给经纱以一定的张力，以知足开清梭口、打紧纬纱的要求，获得一定紧度和构造的织物。2经轴退绕经过数学模型为了有效地对经轴退绕经过进行控制,首先要建立退绕经过的数学模型。经轴上经纱的转动惯量Jb为：转矩平衡方程式为：以上，式113描绘了经轴退绕经过的动力学特征，为非线性、时变数学模型。3经轴退绕BWS伺服控制系统针对退绕经过的数学模型来设计退绕伺服控制系统。控制策略包括经纱张力闭环控制、变增益
6、增益调度、变积分时间常数控制、信号自适应控制和多模态控制。张力闭环控制根据式10、式11和式13，经轴半径r1在退绕经过中是逐步减小的，假如经轴角速度不变，则线速度V1也逐步减小，导致每织一纬的送经量逐步减少，造成经纱张力F逐步增大，这是不允许的。为了使经纱张力稳定在设定值上，首先实现基础控制即张力闭环控制。变增益、变积分时间常数控制根据误差的大小自动改变增益值和积分时间常数，到达响应快、抑制超调和无稳态误差的目的，这就是智能控制的思路。由PLC实现变增益、变时间常数控制。为实现这种控制，在控制程序中应用BCMP68指令，将误差划分为16级，即16个范围，当误差落在某个范围内时，相应的位变为O
7、N，则调出相应的增益值和积分时间常数。共有16个增益和16个积分时间常数可供自动调用，根据误差大小自动改变控制器的参数，进而稳定了经纱张力。信号自适应控制根据经轴的实际半径，即每当经轴退绕一层纱线，控制器就自动地改变控制输出，通过传动链使送经量保持在设定值上，这就是信号自适应控制。经轴半径信息由式10求得，退绕层数n1由编码器PG1的脉冲数经计算得到。在张力闭环控制的基础上，采用变增益、变积分时间常数和信号自适应控制，有效地减轻了张力闭环控制的负担，改善了系统的动态性能，稳定了经纱张力。4.2卷取BWS伺服控制系统电子卷取:ETU卷取BWS伺服控制系统由工控机、PLC、触摸屏、伺服驱动器2、伺
8、服电机2、减速机2卷取辊、导辊、胸梁、张力传感器2以及编码器等组成，其任务是与主机旋转保持同步，变纬密自适应，卷取辊应提供足够的握持力，保证稳定地传送织物。4.3送经与卷取同步控制送经与卷取同步控制装置的作用是在织机运转经过中，保持最准确的纬密和恒定的经纱张力，也就是保证送经与卷取完全同步，并且与织机的主传动系统同步。PLC读取经纱张力传感器信号、送经量编码器PG2信号、织物纬密传感器信号、织物张力传感器信号、主轴编码器PG3信号和卷取量编码器PG4信号，根据式13，协调送经、开口和卷取伺服系统，保证经纱张力恒定和纬密准确，并防止停车档产生。4.4BWS伺服系统的自整定1常规自动增益整定nom
9、inalgainauto-tuning根据预设定内部设定的形式使电机加速和减速，可从所需转矩计算负载的惯量，然后根据惯量自动地决定适当的增益。2实时自动增益整定realtimegainauto-tuning在实际运行期间，实时地计算当时的负载惯量，自动地确定适当的增益，并根据负载的起伏及时地整定增益。在整定前要选择机械刚性。还要根据负载情况选择实时自动整定形式，分为负载惯量几乎不变化、负载惯量变化小和负载惯量变化快三种。实践证实，增益自整定显著地改善了BWS伺服驱动器、BWS伺服电机以及机械装置之间的匹配性能，缩短了系统的调试时间。5.应用方案获得的效果本项目已完成，特宽幅织机已投入生产运行，用户获得了明显的经济效益和社会效益。6.应用方案的示范性本文介绍的特宽幅织机控制系统的分析、设计及调整方法也适用于普通织机。0