西门子6ES7317-2FK14-0AB0详细说明
1 引言
传统的纺织工业工艺流程包括纤维、织造、后整理和服装四个部分。织造工艺包括机织、针织、编织和非织造。针织又分为经编和纬编。经编用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入机器的所有工作针上，同时成圈而形成针织物，这种方法称为经编，形成的针织物称为经编织物 。
我国的经编业经过几十年的发展，不断的结构调整，特别是近几年新兴地区经编企业起点高、产品结构合理、规模效益明显，高校和科研单位科研力量的注入，以及产学研的结合使我国的经编产业得到了迅猛发展，正逐步成为世界经编工业的中心。
传统的经编机多为链条式经编机，由于其为机械主轴传动结构，没有导入电气传动，造成其以下缺点：织花速度慢，效率低；链条机构复杂，每更换一种花型，需要花费较多时间，且每一花型对应一种链块，这样更换花型时间长，成本高。造成小批量定单失去生产意义；
由于机构的复杂性，致使复杂花型无法在链块机上进行生产。只能生产花型较简单的布料，不能满足越来越高的要求，
目前全伺服经编机已在纺织中渐渐得到应用。现在全伺服的经编机在产量，效率，花型多样性，产品质量上都有很好的优势，因此将成为未来提花织布的主流。
2 全伺服经编机系统构架
2.1系统架构（图1）
图1 全伺服经编机电控系统架构
2.2系统配置
系统配置参见表1。
表1全伺服经编机电控系统配置
1 控制部份。系统采用DVP80EH00T+DVP08HN00T+ DVP08HN00T+DVP08HN00R系统集成
做为主控制器，进行横移信号的采集，进而再同步发送给各个分控制器（DVP32EH00T），系统分控制器共有28个DVP32EH00T，每组分控制器控制两轴梭节伺服。分控制器与伺服分别通过RS485通讯到上位计算机上，进行监控。
2 驱动部份。系统共有56条梭节，由台达56套ASD-A 750W的伺服进行控制，伺服
的动作根据织花转换程序事先转换好的存储在分控制器中花型数据进行动作。
3 监控部份。上位监控部份由一台研华触摸式平板电脑TPC-1260，配以监控软件来
完成；同时电脑上还运行织花花型转换程序进行花型数据的转换与下载。
3全伺服经编机机械结构及工作原理
全伺服经编机主要包括电子送经系统、梭节横移系统、电子提花系3个部份构成。
3.1电子送经系统
电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力的控制，不至于将纱线送断，造成断纱而无法进行织花。该系统主要由3套伺服+PLC来实现其功能。
3.2梭节横移系统
梭节横移系统是由台达PLC，ASD所构成的系统，也是本文主要介绍的部份。框架详见系统框图。
经编机的梭节一般有56条或40条,目前多的是56条。每条梭节由1个750W的伺
服来控制。由于控制轴数太多,故采用分散控制。梭节横移系统主要有两个关键点:
1每个梭节横移的速度及精度。经编机的主轴要求转速达到400转,主轴每转一周横移
要动作一下,且动作时间只有1/3转的时间内要完成,否则横移失败。
2花型是数据转化。由于织花的花型是由纺织CAD软件生成的。系统需要将纺织CAD生
成的相关花型数据转换成PLC能识别的数据,进而进行梭节横移控制。目前系统采用VB编写了一个花型转换软件来完成花型数据的自动转换及数据的下载。
目前系统采用台达EH系列的PLC作为控制器,利用EH PLC良好的伺服定位功能、丰富的内部数据资源、与台达伺服的无缝通讯功能。使得控制与驱动紧密结合，两者紧密结合，使系统控制的更好。
3.3电子提花系统
电子提花系统主要用来花型的提取，再配合梭节的横移以实现花型的成型。其主要由一个嵌入式系统来实现：提花数据是转换及提花的动作控制；执行动作由个电磁阀来实现。由于电磁的动作响应速度较慢，现在慢慢地被动作响应快的压电陶瓷所取代。
整个系统除了控制、驱动外，还有个良好人机对话。这主要由研华的触摸电脑TPC-1260来完成，电脑上运行监控软件与织花转换程序。
4 监控软件功能设计
4.1系统运行监控
整个系统的运行状态监控：伺服的运行状态，PLC、伺服的通讯状态，花型运行的梭节号等等运行状态。
4.2参数设置
完成系统的参数设置：机械参数、运动参数。机械参数主要是主轴参数，用来做横行追踪的；运动参数主要是给PLC定位控制用的（脉冲频率，滤波时间，加减速时间等等）
4.3工艺装针
该功能是实现梭节的初始装针。
4.4故障处理
主要用来进行伺服报警的故障处理及断纱的处理。
4.5盘头控制
主要用来监控电子送经部份的。
4.6用户管理
用来设置相关的操作权限及密码的设定。
4.7帮助
对系统的疑问可以在帮助中查找答案。
5 结束语
整套系系统统采用性价比极高的台达机电产品提供了整体解决方案。在整个项目的沟通过程中，解决综合问题比较突出的显现中达产品在系统整合上的优势。
一、前言
棉纺工序关键-并条机能适应纯棉纺、棉型化纤及中长纤维的纯纺与混纺等多种工艺的并合牵伸，以提高棉条长片段均匀度及纤维的伸直平行，使不同质量的纤维在棉条中的混合更均匀。可用于精梳后一道并条，缩短了流程，具有较好的熟条质量，尤其是降低重量不匀率，改善条干CV值均有明显效果，其质量指标能达到相关乌斯特统计值25％水平。
国产新型高速并条机设计速度在600-800m／min或以上，实开车速应达到400m／min，国产新型高速并条机大多为双眼，单眼并条机已研制成功。
二、 高速并条机结构和规格：
1、机架
1．1机架
机架由底板、车头墙板、车尾墙板及车面组成框架。墙板已由铸件改为槽钢焊接，达到机架结构稳固，防震性好的要求。
1．2外罩
冷轧钢板，经钣金生产线和喷涂生产线加工而成。
2、传动系统
2．1主电机可为双速电机，大多均为变频电机，其调速方便、准确，启动平稳，开速时间可调且节电效果明显。一般电机带电磁制动，制动过程平稳可靠，制动时间≤0.3秒。
2．2牵引系统均用同步齿形带、导条罗拉采用平皮带传动，减少了传动级数，提高了传动**性、柔韧性和可靠性，稳定了牵伸效果，降低了噪声，能消除由于开关车造成的粗细节，给纺纱质量提供了保证。
2．3主传动齿轮普遍采用斜齿，提高了齿面精度，并置于车头齿轮箱内，实行油浴，减少了保养时间，控制了噪声，增加了使用寿命。
3、牵伸机构
3．1牵伸形式。曲线牵伸形式使条子质量进一步提高。
3．1．1三上三下压力棒上托式曲线牵伸，其机构为简单，车面占用面积少，罗拉隔距调节余地大，虽能适应并条机的高速和质量要求，但是中罗拉胶辊既是后区的牵伸辊又是前区的握持辊，其工作条件和受力状态不易稳定，牵伸作用受到一定局限性。
3．1．2三上三下压力棒加导向辊曲线牵伸，该牵伸形式是在三上三下牵伸机构上在前上罗拉前加装一根与前胶辊同为F36mm的胶辊，其与前罗拉中心距为34.01mm，为此，该机型前罗拉直径由35mm增大为4.5mm，使导向辊的安装较为宽舒，并能获得较高的出条速度。导向辊能较好地改变输出条子方向，由与喇叭口轴线相差900减小到300以下，利于高速条子顺利通过喇叭口，缩短了输出距离，减少了机前涌头现象和意外牵伸，还有利于高速牵伸的稳定。
3．1．3四上四下压力棒曲线牵伸，是在三上三下的基础上增加一根罗拉和胶辊，从而形成三个区域，其后区为低牵伸区，前区为主牵伸区，而中区为微张力牵伸区。这种设计改善了前区的后胶辊和后区的前胶辊的工作条件，使前区的后胶辊主要起握住作用，后区的前胶辊主要起牵伸作用，使牵伸过程中的受力状态较为合理，可获得较好的握持效果，利于稳定条干质量。
3．1．4四上四下压力棒加导向辊曲线牵伸，是在前胶辊前加装一根相同直径34mm的胶辊作为导向辊，从而减小输出条进入喇叭口的角度，该机设计5根上胶辊均为F34mm，四根罗拉同为F35mm，虽减少了规格和备件，方便了管理，但导向辊过于靠近前胶辊，其在前罗拉上的包围弧较短，对高速输出须条的控制有一些影响。
3．1．5牵伸形式特点比较。
·从提高牵伸过程稳定性讲，四上四下压力棒曲线牵伸是获得好评的形式之一。
·从并条机不断提高设计速度讲，如何稳定条干质量在较高的水平，选用当前较适宜的牵伸形式则显得更加重要。
·压力棒的材质、断面几何形状、安装位置、防尘、除尘等均为牵伸系统的重要组成部份，必须重视。
导向辊是并条机在高速前提下出现的附加装置，使用趋势明显。
3．2对罗拉的要求
3．2．1在牵伸机件中，前罗拉的实开线速度已达到400m／min的高速，其机械振动也会加大而产生机械波，影响牵伸握持的稳定性，导致须条出现牵伸波，使条干质量下降。
3．2．2罗拉联接端面跳动及工作外圆跳动其制造应<0．008mm的内控标准，达到不出现机械波的要求。
3．2．3罗拉应有较高的弯曲刚度和足够的扭曲刚度其表面精度高、光洁度高、转动要平稳。
3．3加压特点
3．3．1加压方式目前多数采用弹簧摇架，其结构简单、成本低、操作方便、易维护。。
3．4胶辊
胶辊是纺纱工程中为重要的器材之一，在高速、重压下运转，会产生静电、温升、中凹变形、易缠花等缺陷。
4、自调匀整系统
4．1并条机匀整系统均采用开环式，即检测在前，匀整在后。喂人部分检测，国产机都采用凹凸罗拉，由位移传感器将位移量转变为电信号输入计算机中与设置的标准量比较，计算出差值并存储，当被测量的棉条到达变速点时，输入信号经计算机处理，调整伺服电机转速，经差速器与主机速度合成，控制牵伸系统变化，从而改变后(或前)区牵伸倍数，修正了喂人条子的重量偏差。匀整的主要性能为匀整片段1．5cm；匀整精度±1％；匀整范围±25％。
4．2棉条“在线”监控是由圈条压辊上方的监测传感器持续、准确、快速地测量输出棉条的质量经计算机进行控制，并在面板显示出条的质量。匀整精度可达到≤l％，超限自动停机。DV2-AL采用国家专利钟摆式压辊罗拉搭配重量传感器，控制和显示输出棉条质量，达到匀整精度要求。
4．3国产双眼并条机的自调匀整系统，均采用二套匀整装置，二眼分别进行有效控制。其匀整装置可配瑞士乌斯特USG或国产航空总公司613所BYD，二者性能上均能满足匀整范围。
4．4
（1）控制一罗拉的主电动机是由一个由变频器驱动的变频电动机，这样由PLC通过串行通信的方式对其进行速度控制，可根据需要实现起动的无级变速。
（2）二罗拉与三罗拉通过齿形带相连，完成有着固定牵伸比的预牵伸，二罗拉由一个伺服电动机进行拖动，同时在一罗拉主轴上设置一个编码器，该编码器与拖动二罗拉的伺服电动机控制器相连，通过对该控制器的参数的设置，利用其电子齿轮的功能，使得无论一罗拉速度高低，二罗拉与一罗拉的牵伸比始终保持设定的一个比例关系。
（3）拖动二罗拉的伺服电动机由PLC通过一定的控制算法，经过与控制器的串行通信实现其调速。
（4）凹凸检测罗拉通过一个放大装置，将位移放大，还安装有一个位移传感器。同时在检测罗拉的旁边放置一个脉冲信号发生器，当检测罗拉转过一定的角度，即棉条经过一定的位移后，发出一个脉冲，实现其定长检测控制，克服以前定时检测在速度不稳定时，计算匀整延时困难的不足。脉冲信号发生器通过一个串口和PLC实现通信。
（5）在整个并条机的过程控制、故障诊断、红外线自停及简单的日常数据处理仍由PLC实现，由PLC统一协调整个自调匀整系统。
匀整系统。
1．凹凸罗拉
5．伺服电机
6．齿轮箱
7．位移传感器
8．转速器
9．变速传感器
10．喇叭口
11．前置放大器
12．压辊速度传感器
5、电气控制
5．1电气控制选用台达可编程控制器PLC，触摸屏控制，实现人机对话。触控式控制面板能显示相关运转数值，能在运转状态下设定输出速度，能对异常警报断电记忆，方便管理。方便调整及检测。采用变频调速，减少皮带轮变换，解决开关车时瞬间条干恶化。
在牵伸机件中，前罗拉控制采用5.5KW变频器;电磁刹车方式；
吸风电机:0.75KW.一般直接驱动无须变频器,启动可能有一定的噪音。
后罗拉控制,大多设备并无控制,前后罗拉位置相对固定,需要机械调整罗拉支架滑块.现在也有在后罗拉处用一颗1KW伺服控制后罗拉的位置，增加1个旋编检测位置。
6、自动换桶
6．1自动换桶并条机提高自动化程度能减轻操作工的劳动强度，普遍采用定长，主机停车，积极式断条，换桶电机启动经机械传递回转推杆。推出满桶，送进空桶并定位，主机启动后完成换桶过程。
动作流程：
满桶后，圈条盘出口自动定位，主机停车，依次换桶电机启动带动弧形推桶板推出满桶、断条、推桶板退回；转臂电机启动使转臂向下旋转900；推动电机再启动，通过转臂将满桶继续外推；补桶电机通过传动由拨盘将空桶送至预定位置，拨盘退回；推动电机经转臂将空桶拉到底盘上；转臂电机使转臂上旋900，后主电机启动。完成全部换桶过程只需30多秒。该过程由PLC控制，保证了换桶的可靠性。
7、清洁与吸风
7．1上清洁形式有回转绒套、金属钢棒、浮动清洁棒、清洁杆等。通过上吸风将其聚集的花衣吸棉箱，达到清洁上罗拉的要求。
7．2下清洁形式有丁晴刮圈、单皮圈往复、橡皮片等，并通过下吸风口将花衣吸入风箱，能有效的除去棉条中的杂尘。
7．3吸风装置均独立设计、使用，自成系统，配备1．5KW左右的2级电机，提高了传动的可靠性。吸棉箱设计有积极式自动剥棉装置，并附有贮棉仓；FA311增加刮棉箱；也有采用涡流排风方式。均使金属过滤网表面不积花衣和粉尘，达到气流畅通，满足吸风要求。
8喂入与自停
8．1导条方式多数机型采用高架积极式，高度可调。导条罗拉已由一端支撑发展为双支撑，减少振动、适应高速。导条罗拉由镀铬光面向铝合金沟槽发展，精度提高，重量减轻。
8．2喂人电气自停已逐步被光电自停替代，光电从二路自停向多路自停发展。采用光电与八路检测双保险，能保证断条、缺条立即停车。
8．3绕皮辊、涌头、压辊绕花、满桶等均设计有自停装置，罩壳设有安全连锁机构，同时用相应的有色灯显示，方便操作处置。
FA311F 型高速并条机综合国内外同类型的优点，主电机采用变频调速器，该机采用**的触摸式人机界面，动作控制和数据计算采用PLC控制，变频器频率给定也通过通讯方式,进行工艺参数设置和编程.主牵伸形式采用四上四下附导向皮辊牵伸形式，上清洁可先用浮动金属棒装置，工作稳定可靠，适纺纤维品种广泛，输出速度可达 600-800M/min 。
三．电气部分
主电机采用变频调速，起动平稳。可编程控器（ PLC ）与人机界面联为一体，完成该机的逻辑控制与故障诊断功能。抗干扰能力强,运转可靠，通过触摸式人机界面，可方便设定各种工艺参数。
工艺计算:
1、产量计算
压辊输出速度(米/分)
V=∏×d×n×D0/(1000×d0)
其中:n-主电机转速
d压辊直径
D0:电机皮带轮直径
d0:压辊传动轴皮带轮直径
理论产量:
Q0=2*60V*Q/5000=0.024VQ(公斤/台时)
QL0=2*60V/1000=0.012V(千米/台时)
张力牵引:
给棉罗拉~导条罗拉张力=51*70*27/50*28*I
I－－-给棉张力压
后罗拉~给棉罗拉间张力牵引=77*35/54*51
压辊~前罗拉张力牵引=27*51/39*35
圈条盘~压辊张力牵引=COI DIA*24*15*D*39/51*55*22*39*57-1/COIL NO
其中:
D－－-圈条张力牙
COIDIA圈绕直径
COIL NO－－-圈绕数
系统框图:
典型的台达机电产品套餐，具体配置为：
PLC：DVP24ES00R2
HMI：DOPA57GSTD
AMD：VFD055M43A
系统结构：
程序设计：
1、PLC程序设计：
可编程控制器选用台达DVP24ES00R2，该机种为台达标准功能主机，具有以下特点： 2个通讯口，内建高速输入/输出，30KHz高速计数器、20KHz脉波输出，丰富的指令，功能强大，超稳定的电气特性，佳性价比。
程序动作流程：
电气原理图:
PLC的I/O表：
中途故障情况:
输入地址：
输出地址：
2、人机界面设计：
采用台达DOPA57GSTD
·ARM9 CPU，202.8Hz
·320 * 240 画素
·图形 & 文字显示
·4 个功能键
·3M Flash Memory存放应用、宏、配方及系统数据系统占用1M、配方大容量64K
·256K bytes SRAM存放历史数据240K、警报数据8K
·2 个串行通讯端口
·USB 1.1 高速下载规划程序
·支援SMC卡
·输入电压直流24V
·触控屏幕符合IP65规格
·人机与PLC通讯采用rs232 com1,modbus ASCII/9600/7/1/even mode
人机触模屏上显示出条长度，出条速度，班产，单桶长度等， 设定速度和时间，可以设定4个班次，进行产量统计，监控系统状态，实时报警；
具体规划如下：
1、主画面：
单桶定长:显示当前满桶设定长度。
剩余长度:显示当前单桶运行剩余长度（单通倒计数）。
运行长度:显示当前单桶运行实际长度（单筒正计数）。
右边班产:显示当前班实时累计产量。总产显示四班当前实时累计产量之和。
主画面下方有一横行触摸按键任务栏，从左到右分别是监控，设定，班次，警报，I/O，维护共六个触摸子菜单，分别按下该触摸键进入各自功能。右边还有强制换桶键。
右上方显示日期和时间。
2、监控画面
按一下监控键进入下面监控屏画面，按回主画面键返回主屏。此画面直观模拟显示并条机整体运行状态。故障点的灯白表示正常，灰色表示故障该点处理。
断条指示灯亮表示喂入断条故障。
缠绵后有四个指示灯分别对应摇架自停微动开关S4-S7，当哪一个摇架自停臂因缠绕上下罗拉而抬起时，对应指示灯亮。便于故障处理。
拥花指示灯常亮表示机前拥花或堵斜管。
满桶指示灯常亮表示正常满桶停车。闪亮表示超定长引起停机。
门开关三个指示灯分别表示左门，中门，右门，如果哪个门打开，对应指示灯变亮表示故障。
热保护指示灯亮表示变频器故障或风机热保护，不亮表示正常。
主电机和风机指示灯亮分别表示主电机和风机正在运行。不亮表示没有运行。
此屏塔灯指示灯状态表示和车头塔灯指示灯状态一致，表示相同状态。功能如下：
1、红灯 常亮：表示缠绕上下罗拉；
闪亮：表示机前拥花或堵集棉器和斜管；
2、绿灯 常亮：表示机后断条；
闪亮：表示无备用空桶（自动换桶用）；
3、黄灯 常亮：表示正常满桶停机；
闪亮：表示超定长引起停机；
4、白灯 常亮：表示正常处于待机状态；
闪亮: 表示安全门未关闭好；
5、红灯和绿灯同时闪亮：表示该机风机热保护动作或变频器故障，请找电工查明原因，若属变频器故障请断电停三分钟后再送电，故障可能复位。若不能复位，请找专家排除。
班产画面。
结束语：
该系统以前使用单板机控制，数码显示，系统操作界面麻烦，电路不稳定经常更换电路板。现在应用台达的人机界面、ES系列可编程控制器、变频器、编码器在并条机控制均有高性能的表现，也体现了在OEM上台达的优势，贮存和显示内容广泛，自调匀整，张力控制，轻松实现系统功能。