可靠性設計:紡織機控製係統如何做到?
發布時間:2015-03-26 責任編輯:sherry
【導讀】加(jia)入(ru)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)後(hou),紡(fang)織(zhi)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)有(you)了(le)很(hen)大(da)提(ti)升(sheng)。但(dan)由(you)於(yu)係(xi)統(tong)較(jiao)為(wei)複(fu)雜(za),各(ge)個(ge)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)會(hui)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao),此(ci)時(shi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)就(jiu)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao),特(te)別(bie)是(shi)隔(ge)離(li)供(gong)電(dian)設(she)計(ji)。本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)紡(fang)織(zhi)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)完(wan)整(zheng)供(gong)電(dian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),為(wei)你(ni)打(da)造(zao)高(gao)質(zhi)量(liang)、高性能、高附加值、高可靠性的控製係統提供支持。
我國是世界紡織品生產大國, 對包括無梭織機在內的新型紡織機械需求持續旺盛, 國內外紡織機械製造企業競爭相當激烈。我國紡織機械企業也加強了對自動控製係統的研發投入,主要是以ARM、PLC為核心的自動控製係統。在加(jia)入(ru)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)後(hou),紡(fang)織(zhi)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)有(you)了(le)很(hen)大(da)提(ti)升(sheng)。但(dan)由(you)於(yu)係(xi)統(tong)較(jiao)為(wei)複(fu)雜(za),各(ge)個(ge)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)之(zhi)間(jian)可(ke)能(neng)會(hui)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao),此(ci)時(shi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)就(jiu)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao),特(te)別(bie)是(shi)隔(ge)離(li)供(gong)電(dian)設(she)計(ji)。本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)紡(fang)織(zhi)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)完(wan)整(zheng)供(gong)電(dian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),為(wei)你(ni)打(da)造(zao)高(gao)質(zhi)量(liang)、高性能、高附加值、高可靠性的控製係統提供支持。
一、紡織機的結構
一台紡織機主要由開口裝置(凸輪開口、電子多臂開口、曲柄開口)、引緯裝置(梭子引緯、噴水引緯、劍杆引緯、噴氣引緯片梭等)、打緯裝置、送經裝置和卷取裝置等五個核心部件組成。這五個核心部分就組成了一台織機的五大運動:開口(也稱為提綜)、引緯、打緯、送經和卷取。經緯紗線在織機上整個交織形成織物的過程,是通過以五大運動過程實現的。織機的其他輔助裝置有:啟製動裝置、斷經紗斷緯紗自停裝置、選緯器、儲緯器和布邊裝置等。

二、紡織機的控製係統隔離處理的好處
在電子電路係統中,不可避免地存在各種各樣的幹擾信號,若電路的抗幹擾能力差將導致測量、控(kong)製(zhi)準(zhun)確(que)性(xing)的(de)降(jiang)低(di),甚(shen)至(zhi)產(chan)生(sheng)誤(wu)動(dong)作(zuo),從(cong)而(er)帶(dai)來(lai)破(po)壞(huai)性(xing)的(de)後(hou)果(guo)。因(yin)此(ci),若(ruo)硬(ying)件(jian)上(shang)采(cai)用(yong)一(yi)些(xie)設(she)計(ji)技(ji)術(shu),破(po)壞(huai)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)進(jin)入(ru)測(ce)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)途(tu)徑(jing),可(ke)有(you)效(xiao)地(di)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。事(shi)實(shi)證(zheng)明(ming),采(cai)用(yong)隔(ge)離(li)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)種(zhong)簡(jian)便(bian)且(qie)行(xing)之(zhi)有(you)效(xiao)的(de)方(fang)法(fa)。紡(fang)織(zhi)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)需(xu)要(yao)采(cai)取(qu)兩(liang)類(lei)隔(ge)離(li)處(chu)理(li),一(yi)類(lei)是(shi)通(tong)訊(xun)隔(ge)離(li)、另一類是供電隔離。其采用隔離設計主要有以下幾點好處:
隔離通訊保證各機構獨立穩定運行
如ru果guo紡fang織zhi機ji各ge執zhi行xing單dan元yuan未wei進jin行xing隔ge離li處chu理li,此ci時shi若ruo某mou個ge執zhi行xing機ji構gou出chu現xian故gu障zhang,會hui導dao致zhi整zheng個ge控kong製zhi係xi統tong崩beng潰kui,無wu法fa采cai集ji分fen析xi故gu障zhang,最zui終zhong無wu法fa完wan成cheng緊jin急ji停ting車che操cao作zuo。若ruo采cai用yong隔ge離li方fang案an,即ji便bian某mou個ge執zhi行xing單dan元yuan出chu現xian故gu障zhang情qing況kuang,不bu會hui導dao致zhi整zheng個ge係xi統tong崩beng潰kui,主zhu控kong製zhi器qi任ren然ran可ke對dui故gu障zhang進jin行xing檢jian測ce並bing采cai取qu緊jin急ji製zhi動dong措cuo施shi。同tong時shi有you了le主zhu控kong器qi的de故gu障zhang分fen析xi及ji控kong製zhi措cuo施shi,能neng快kuai速su找zhao到dao故gu障zhang點dian。並bing為wei生sheng產chan企qi業ye節jie約yue了le維wei修xiu時shi間jian,將jiang廠chang家jia的de損sun失shi降jiang到dao最zui低di。
隔離電機運行時的幹擾
在紡織機中電機的使用是必不可少的,由於電機在工作過程中會有較大幹擾。嚴重時會影響到通訊及信號采集(經線張力采集)的(de)準(zhun)確(que)度(du)。排(pai)除(chu)此(ci)幹(gan)擾(rao)最(zui)佳(jia)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)將(jiang)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)與(yu)功(gong)率(lv)驅(qu)動(dong)部(bu)分(fen)隔(ge)離(li)開(kai),從(cong)而(er)將(jiang)整(zheng)個(ge)幹(gan)擾(rao)隔(ge)離(li)在(zai)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv)驅(qu)動(dong)級(ji),不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)。
縮小產品體積並進行模塊化設計便於後期維護
采用板級式供電設計,能最大程度將產品集成化、模(mo)塊(kuai)化(hua),這(zhe)樣(yang)能(neng)大(da)大(da)降(jiang)低(di)紡(fang)織(zhi)機(ji)後(hou)續(xu)的(de)安(an)裝(zhuang)及(ji)維(wei)護(hu)難(nan)度(du)。在(zai)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)後(hou),能(neng)快(kuai)速(su)跟(gen)換(huan)維(wei)修(xiu)故(gu)障(zhang)模(mo)塊(kuai),減(jian)少(shao)因(yin)故(gu)障(zhang)而(er)耽(dan)誤(wu)生(sheng)產(chan)時(shi)間(jian),為(wei)廠(chang)家(jia)贏(ying)得(de)時(shi)間(jian)成(cheng)本(ben)。
三、紡織機的控製係統通訊示意圖
在紡織機上決定織物質量的關鍵在於卷取與送經的控製。卷取控製中主要的一點是必須按照織物的緯密要求進行卷取輥轉動速度的設定;而送經控製重要的一點是必須合理控製經紗的張力,使織造過程中經紗張力波動穩定,防止經紗斷裂和經紗張力波動大而形成的疵點。
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為了保證卷取與送經的準確控製,紡織機控製係統需要采集信息、處理信息、發出動作指令,而我們需要一種通訊方式將這些部分合理的聯係起來。由於CAN總線具有穩定可靠、連線簡單(就兩根線)、組網簡單、速度快,能長距離傳輸等特性,非常適合用在紡織機這種需要集中控製、通訊速度及可靠性要求較高的場合的通訊應用。由於整個紡織機需要由很多執行機構構成,它們之間通過CAN總線連接,為了保證各部分之間不會相互幹擾,一般會對CAN接口進行隔離,從而使各執行機構形成一個獨立的工作單元。我們的CTM1051在紡織機行業應用較廣,其通訊速度及EMS抗擾性也非常適合紡織機控製係統應用。

四、紡織機的控製係統供電設計
從(cong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)圖(tu)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),各(ge)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)訊(xun)接(jie)口(kou)已(yi)進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)處(chu)理(li)。若(ruo)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)不(bu)進(jin)行(xing)隔(ge)離(li)處(chu)理(li),整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)還(hai)是(shi)不(bu)能(neng)做(zuo)到(dao)獨(du)立(li)工(gong)作(zuo),互(hu)不(bu)幹(gan)擾(rao)。我(wo)們(men)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)整(zheng)套(tao)模(mo)塊(kuai)式(shi)板(ban)級(ji)供(gong)電(dian)方(fang)案(an),在(zai)保(bao)證(zheng)體(ti)積(ji)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),使(shi)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)互(hu)不(bu)幹(gan)擾(rao),特(te)別(bie)是(shi)隔(ge)離(li)開(kai)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)時(shi)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。整(zheng)體(ti)供(gong)電(dian)方(fang)案(an)如(ru)下(xia):

此係統供電方案主要采用24V總線供電方式,同時各執行機構采用寬壓(18~36VDC)shurugongdianfangshiqudian,congerbaozhenglezhenggexitongzairenhegongzuozhuangtaijirenhejiexianfangshijunnengwendingkekaodeyunxing。tongshigenjubutongkongzhidanyuancaiyongbutonggonglvdengjidianyuangongdian,bingkezaishijiyingyongzhongshidanggenggaigongdianfangshi。banjishigongdianyoujiaoduoyoudian,jutiruxia:
AC-DC電源:
高效率、高可靠性;
優異的EMC性能;
外殼封膠阻燃特性好;
板載電源設計、體積小;
交直流兩用全球通用電壓輸入;
DC-DC電源:
性能優異,低紋波噪聲低,高線性和負載調整率
體積小、效率高、耐衝擊、隔離特性好
集成欠壓、過壓、過流、短路保護等
品質保證符合RoHS的生產工藝
性能優異,低紋波噪聲低,高線性和負載調整率
體積小、效率高、耐衝擊、隔離特性好
集成欠壓、過壓、過流、短路保護等
品質保證符合RoHS的生產工藝
紋波噪聲低,線性和負載調整率高;
體積小、效率高、耐衝擊、隔離特性好;
采用助燃封裝外殼;
完善的測試、保證電源品質;
涉及到的模塊產品型號如下:
CTM1051
ZY0JGB24P-50W
ZY2405WRBD-10W
ZY2412WRBD-6W
ZY2412WRBCS-3W
ZY2405WRBCS-3W
ZY1205FLS-1W
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