西门子PLC模块6ES7518-4AP00-0AB0
3自动化系统结构
（1）方案的确定：此系统要求张力小响应快。根据公式F=m*a，F为张力，m为质量，a为加速度，如果要求张力小，则要求F小；当F小时，要求a就小；如果要求响应快，则要求a大；当a大时，要求F就大。所以终决定采用加张力摆杆，收卷工作在张力闭环状态下。测量后摆杆的幅度为1VDC-8VDC。结构图如图3所示。变频器接线如图4所示。
图3自动化工艺结构 图4 变频器接线图
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（2）速度曲线设计：为了满足加减速时间，同时希望高速度保持在一定范围内，所以终决定将速度运行曲线做适当修改，除了加速过程和减速过程，还增加一个稳速过程，速度图形如图5所示。
如果按照以上曲线运行，当长度30m，变频器工作时间为9s时，将加速时间，稳速时间以及减速时间都设定为3s，则理论上带材快速度只需要300m/min，高线速度有所降低。
2.3张力控制系统
（1）放卷：采用恒线速度运行方式，当前线速度由PLC通过通讯方式给定；放卷电机安装有编码器，卷径通过厚度积分法来实现，需要设置材料的厚度；由于此系统配置HMI，材料厚度由客户自行设定。电机运转速度由当前线速度和当前卷径来计算。
（2）收卷：摆杆信号接入到收卷变频器。为了实现恒张力控制，就必须保证收卷跟随上放卷的线速度，即保证在整个运转过程中使摆杆稳定在某个位置。这就决定了需要收卷电机速度响应而且在控制上能够实现摆杆的快速稳定，特别是在加速过程和减速过程。为了提高电机的速度响应，电机尾部增加编码器，让变频器工作在闭环控制模式下；为了实现摆杆的快速稳定，使用了变频器内部的卷径计算模块和摆杆PID模块，卷径计算通过厚度积分法来计算。
3 系统调试
3.1放卷变频器
由于放卷电机安装有编码器，所以让变频器工作在闭环模式下。PLC实现卷径计算，设置材料的实际厚度以及线速度来源以及机械齿轮比。线速度通过通讯由PLC给定。
3.2收卷变频器
由于放卷电机安装有编码器，所以让变频器工作在闭环模式下。PLC实现卷径计算模块并设置材料的实际厚度线速度来源以及机械齿轮比。线速度通过通讯由PLC给定。
--以及摆杆PID模块。设置目标值以及反馈来源，摆杆的反馈电压范围为1VDC-8VDC。根据运行情况设置适当的P，I，D值以及PID限制。根据调试情况，为了满足快速响应性，P值需要适当设置大点，I值设置偏小；为了防止出现过冲现象，PID限制相对设置小。
限于篇幅，台达变频器具体参数设置略。
4 结束语
经过实际测试，卷绕出来的产品质量与运行速度上满足盘带机自动化要求。实际测试，当卷曲长度15m时整个过程时间在9.5s，变频器从启动到停止的时间为5.4s，卷曲长度为30m时整个过程时间在12.9s，变频器从启动到停止的时间不能大于8.8s，均小于工艺要求，客户十分满意。
2.2收卷系统分析
收卷采用泡沫卷心，并且是通过夹板与卷心之间的摩擦力来进行收卷，所以要求张力比较小。当张力较大时，容易让泡沫卷心变形，甚至粉碎。按照以图2加减速时间相等收卷速度设计，则有：L=1/2*T*V，（L为长度，T为时间，V为线速度）；经计算：当长度15m，变频器工作时间为6s时，带材高速度300m/min；当长度30m，变频器工作时间为9s时，带材快速度400m/min
π*D*n=V，其中D为直径，n为转速，V为线速度；如果按照小工艺卷径D=38mm计算，当线速度为300m/min时，变频器运行的频率为84hz（2515rpm）；当线速度为400m/min时，变频器运行的频率为112hz（3352rpm）。
图3自动化工艺结构 图4 变频器接线图
1 引言
中国作为世界纺织大国，棉纱、棉布、呢绒、丝织品、化纤、服装等产量均居一位,服装出口也多年来始终保持着一位。纺织产业在中国占有举足轻重的地位。纺织织带是指以各种纱线为原料制成狭幅状织物或管状织物，其品种繁多，广泛用于服饰、工业、农业、军需、交通运输等各产业部门。欧美等发达国家的织带行业起步较早，已完全进入成熟期，由于生产成本高等因素将织带行业转到发展中国家生产。目前中国是世界上大的织带生产企业，但是近年由于印度、越南等地拥有的劳动成本优势正在成为中国纺织业的竞争对手，通过提高以自动化为核心的技术竞争力才能保持一的产业优势。
2 盘带机自动化系统设计
2.1盘带机工艺
（1）工艺原理：纺织织带盘带机设备工艺目的是把大卷的带材卷成长度一定的小卷。系统结构以及收卷结构如图1所示
图1盘带机系统工艺与收卷结构
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图2收卷速度分析
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（2）工艺指标设计：带材上的张力要恒定，从而保证卷曲材料的内外卷曲张力恒定。每一个工序从空芯安装到机器上到满卷停车成品下线，需要卷曲长度为15m的时间不大于12s，卷曲长度为30m的时间不大于15s，包括变频器启动停止时间以及机械动作时间（从上空卷到满卷产品完成）。经过测量，机械动作时间会占用6s左右，所以当卷曲长度15m时变频器从启动到停止的时间不能大于6s，卷曲长度为30m时变频器从启动到停止的时间不能大于9s。由于用户要求停止后定长切割，在牵引轮上安装有编码器用来测量长度，所以系统要**停止。
4 基于台达机电一体化技术的高速并条机
新型高速并条机采用全系列台达机电一体化技术实现单一自动化平台工艺控制过程。控制系统框图如图2所示。项目由DVP60ES00R2型PLC负责控制全机的运行,同时配备DOPA57GSTD或者DOPAS57BSTD型号触摸屏,PLC与触摸屏之间采用RS232方式通讯,运用中文与图形符号显示产量.条速.转速.定长.班次等参数,并对出现的故障进行实时显示,使控制更加人性化,即利于全机的操作,也方便了管理，而PLC与伺服驱动器以及E系列变频器之间通过MODBUSRS485方式实现数据交换和通讯控制。
本机主传动即一罗拉采用台达VFD055E43A型变频器驱动变频电机,通过台达ES3-06CG6941型光学编码器将转速信号送到后级台达ASDA1521MA型伺服驱动装置,由伺服电机驱动二三罗拉运行,其中伺服接受编码器脉冲信号由PLC依据标准定量与检测定量的差值运算结果后通过MODBUS总线方式发出指令改变伺服电子齿轮比,从而达到动态改变牵伸比的目的,直到检测定量符合国标工艺要求。
项目实现以前的机型基于单板机控制，数码管显示，系统操作界面麻烦，电控系统的稳定性导致经常更换电路板。现在把臺達的人機界面,ES系列可編程控制器,變頻器与伺服驱动器,編碼器等应用在並條機控制上大幅度提高了机器的可靠性,因为不再需要先前的轻重牙齿轮机械装置，只需动态改变伺服电子齿轮比即可实现总牵伸倍数的改变，从而使得机器系统简洁可靠，操作维护简便,在变更生条种类时牵伸倍数由机器自适应调整,体現了在OEM设备上台达产品整合的优勢,貯存和顯示內容廣泛，自調勻整，張力控制，轻松实现班产/总产量自动统计，数据掉电保存等系統功能。
Motor
RS232通讯
MODBUSRS485通讯
脉冲命令信号
pg
Motor
图2控制系统框图
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5 结束语
该纺机厂该机型自从2007年5月份在江苏江阴宇华化纤有限公司试用成功以来，由于产品良好的性价比在国内诸如福建金源纺织/四川天娇纺织/荆门纺织等多家纺织企业进行大量的推广应用，截至如今已有120多台套机器投入商用，产品受到纱厂欢迎，市场反映良好，为纺机厂带来了显著的经济效益。