一、 系統(tǒng)概述

    FA506型細(xì)紗機是目前成紗質(zhì)量好，自動化程度高，操作簡單，便于管理的環(huán)錠細(xì)紗機，適用于純棉或化纖的純紡和混紡的細(xì)紗工序，尤其采用PLC作控制器，不但提高了控制精度，而且解決了生產(chǎn)管理方面存在的缺陷，大大降低操作者勞動強度；同時錠子曲線控制也提高了紗線的質(zhì)量，保證了紗錠成型，提高了全機的產(chǎn)量。 系統(tǒng)設(shè)計特點:
    1、 用PLC控制整個紡紗過程，具有程序開車、鋼領(lǐng)板自動升降、中途停車后自動跟蹤開車、自動落紗、自動留頭等。
    2、 設(shè)定紡絲的工藝參數(shù)，依據(jù)工藝要求自動協(xié)調(diào)控制；實現(xiàn)定長落紗和錠子速度曲線控制。
    3、 顯示紡紗過程的錠速、牽引倍數(shù)、細(xì)紗號數(shù)、捻度以及班產(chǎn)累計等。
    4、 采用數(shù)字通信，提高了系統(tǒng)的抗干擾性。
 
二、 系統(tǒng)硬件

    電氣控制系統(tǒng)包括：數(shù)字量輸入及數(shù)據(jù)檢測部分、可編程控制器部分、執(zhí)行機構(gòu)、人機界面。 見圖一

    １、 數(shù)字量輸入及數(shù)據(jù)檢測部分： 
    1） 各種數(shù)字量開關(guān) 包括開停車開關(guān)、功能開關(guān)，用于開停車與實現(xiàn)工藝要求的各種功能動作。 
    2） 三自動檢測部分 由關(guān)主電機、下鋼板、剎車傳感器構(gòu)成。其作用為當(dāng)落紗開始后能自動適位停車、自動留頭、為重新開車降低斷頭創(chuàng)造條件。 
    3） 數(shù)據(jù)檢測部分 由主軸、前羅拉、后羅拉傳感器組成。其作用是自動檢測紡紗過程中主軸、前后羅拉的運行數(shù)據(jù)，為計算班產(chǎn)量、錠速、牽引倍數(shù)、細(xì)紗號數(shù)、捻度等工藝參數(shù)以及為錠子速度曲線控制提供數(shù)據(jù)。

    ２、 可編程控制器（PLC）部分： 該部分主要由永宏FBs-60MC主機與擴展模塊構(gòu)成，可編程控制器專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的通用自動化裝置，它吸取了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)及自動化技術(shù)的最新成果，采用可編程的存儲器，實現(xiàn)邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出控制各生產(chǎn)過程，永宏FBs-60MC主機有16點數(shù)字量輸入、24點數(shù)字量輸出，可帶7個擴展模塊，本系統(tǒng)設(shè)計所有數(shù)字量輸入全部由主機完成，模擬量輸入由擴展模塊有 FBs-6AD 完成

    ３、 執(zhí)行機構(gòu) 包括主電機、吸風(fēng)電機、鋼領(lǐng)板升降電機、自動潤滑裝置、自動清潔裝置、變頻器、落紗電源等，用于完成紡紗過程的全部工藝動作。其中變頻器錠子速度控制由變頻器、錠子傳動部分、主電機構(gòu)成。其作用是變頻器根據(jù)PLC的指令（錠子速度控制曲線）自動調(diào)整錠子運行，提高紗線質(zhì)量和產(chǎn)量。

    ４、 人機界面 采用TP27觸摸顯示屏做人機界面，完成參數(shù)設(shè)定、顯示，可直接設(shè)定錠子運行曲線，實現(xiàn)控制柔性化。并能根據(jù)工藝要求修改參數(shù)。TP27與PLC 之間以PPI協(xié)議通訊。 

二、 軟件設(shè)計

    電氣控制軟件分為：控制主程序、參數(shù)設(shè)定顯示子程序、計算采樣子程序、數(shù)字通訊子程序和錠子運行曲線子程序。
    １、 控制主程序 軟件主控制程序部分，依據(jù)工藝要求編制的程序，上電后自動檢測各開關(guān)量和傳感器輸入的數(shù)據(jù)，完成整個紡紗過程自動控制和調(diào)用子程序。
    ２、 參數(shù)設(shè)定顯示子程序 主要依據(jù)TP27配置完成參數(shù)設(shè)定顯示，包括班次設(shè)定、錯誤設(shè)置提示，總產(chǎn)量、班產(chǎn)量累計顯示、錠子速度、前羅拉速度、牽引倍數(shù)、捻度、產(chǎn)量、細(xì)紗號數(shù)等參數(shù)顯示。 其中參數(shù)設(shè)定菜單程序結(jié)構(gòu)見框圖二
    ３、 計算采樣子程序 主要依據(jù)主軸、前羅拉、后羅拉數(shù)據(jù)檢測傳感器采樣結(jié)果以及設(shè)計參數(shù)完成系統(tǒng)計算，用以完成各類顯示參數(shù)的計算及定長落紗等功能。
    ４、 數(shù)字通訊部分和錠子運行曲線子程序 主要采用自由口通訊協(xié)議完成與變頻器的數(shù)據(jù)傳輸。通訊設(shè)置自由口通訊控制寄存器設(shè)置為自由口通訊方式，程序通過接收中斷和發(fā)出中斷以及發(fā)送指令ＸＭＴ控制通訊口的操作，在自由口通訊方式下通訊方式由程序梯圖控制。通訊設(shè)置還定義了波特率、校驗方式和數(shù)據(jù)長度等。為了使錠子運行曲線平滑。在設(shè)定的點與點之間采用數(shù)學(xué)建摸的方法擬合發(fā)送參數(shù)，該部分程序框圖見圖三。 

三、 通訊設(shè)計

    該控制系統(tǒng)最大特點是應(yīng)用數(shù)字通訊方式完成TP27與ＰＬＣ以及ＰＬＣ與變頻器之間的數(shù)據(jù)傳輸。PLC的Prt0口與TP27連接，以PPI協(xié)議通訊完成參數(shù)設(shè)定顯示， Port1口與變頻器相連，以自由口協(xié)議通訊完成錠子運行曲線控制，以往我們進行錠子速度曲線控制時只能選用模擬量來控制變頻器運行，這樣硬件成本高且控制精度較低。采用數(shù)字通訊后，硬件僅為一條屏蔽線，抗干擾能力增強，為實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)傳輸控制參數(shù)提供了條件，降低了控制成本;數(shù)字通訊高精度、高可靠性和低成本極大的提高了機器性能比和市場競爭能力。


四、應(yīng)用效果

    FA506型細(xì)紗機控制系統(tǒng)前身采用ＰＬＣ開關(guān)量控制和協(xié)議參數(shù)儀構(gòu)成，全機控制精度低，可靠性和抗干擾性能差，系統(tǒng)成本高。采用永宏FBs-60MC系列ＰＬＣ構(gòu)成系統(tǒng)后，全機控制采取數(shù)字通訊方式，控制精度高，可靠性和抗干擾性能大為提高。利用“提高軟件設(shè)計水平來降低硬件投入”原則，極大降低了系統(tǒng)成本，單機實現(xiàn)成本降低達(dá)控制系統(tǒng)的１０％左右，極大提高了產(chǎn)品盈利能力，市場前景十分廣闊。