粗纱机一体化智能控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种粗纱机一体化智能控制系统，包括筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机、罗拉牵引电机和控制单元；控制单元包括触摸显示屏、扩展板、IO扩展卡和工艺控制卡，将用于驱动和控制各电机的变频器控制板通过CANlink总线与工艺控制卡连接并集成为一体化变频器，工艺控制卡还与粗纱机相连，扩展板、IO扩展卡和触摸显示屏均通过CANlink总线连接至工艺控制卡；工艺控制卡根据接收到的来自于IO扩展卡的输入信号、粗纱机的保护信号和来自于触摸显示屏的输入指令通过CANlink总线向各变频器控制板发布指令以控制各电机的运行。本发明专利技术使整个粗纱机控制系统简化，精度高，维护简单，运行更加稳定可靠。

Integrated intelligent control system of roving frame and its control method

The invention discloses a roving machine integrated intelligent control system, including the winding motor, spindle motor, rotary wing lifter motor, roller traction motor and control unit; the control unit comprises a touch screen, expansion board, IO expansion card and process control card, will be used to control the inverter drive and motor control board through CANlink bus and process control card is connected with the union to become an integrated inverter, process control card is connected with the roving machine, expansion board, IO card and touch screen are connected through the CANlink bus to the process control card; process control card according to the instruction input protection signal input signal, received from the IO expansion card of roving machine and from the touch screen through the CANlink bus to the inverter control board to control the operation of the motor command issued. The invention simplifies the whole roving frame control system, has high precision, simple maintenance, and more stable and reliable operation.

【技术实现步骤摘要】
粗纱机一体化智能控制系统及其控制方法
本专利技术涉及一种粗纱机的控制系统，尤其涉及一种粗纱机一体化智能控制系统。
技术介绍
现有粗纱机的控制系统，一种是采用四台变频器、工控机和PLC控制单元，其中，四台变频器分别用于控制筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机和罗拉牵伸电机，工控机用于系统的工艺计算，PLC控制单元用于输入输出点的逻辑控制，工控机通过RS485传输速度指令，PLC点对点控制变频器的输入输出点，其控制系统复杂，成本较高，难以维护；另一种是采用四台变频器和PLC控制单元，该控制方案较第一种控制方案简单，但由于运算能力较差，保密性较差，因此，控制精度稍差，系统保密性差。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供一种粗纱机一体化智能控制系统，使整个粗纱机控制系统简化，精度高，维护简单，运行更加稳定可靠。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种粗纱机一体化智能控制系统包括筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机、罗拉牵引电机和控制单元；所述筒管卷绕电机依次连接有筒管卷绕电机编码器、筒管卷绕电机编码器PG卡和筒管变频器控制板；所述锭翼旋转电机依次连接有锭翼旋转电机编码器、锭翼旋转电机编码器PG卡和锭翼变频器控制板；所述龙筋升降电机依次连接有龙筋升降电机编码器、龙筋升降电机编码器PG卡和升降变频器控制板；所述罗拉牵引电机依次连接有罗拉牵引电机编码器、罗拉牵引电机编码器PG卡和罗拉变频器控制板；所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板和罗拉变频器控制板由一直流母线供电，所述直流母线与工厂供电系统之间设有一个整流模块；所述控制单元包括触摸显示屏、扩展板、IO扩展卡和工艺控制卡，所述扩展板与所述IO扩展卡相连，所述工艺控制卡采用苏州汇川技术有限公司生产的型号为ITD350U1的工艺卡，所述工艺控制卡与粗纱机相连，所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板、扩展板、IO扩展卡和触摸显示屏均通过CANlink总线连接至所述工艺控制卡；所述工艺控制卡根据接收到的来自于IO扩展卡的输入信号、粗纱机的保护信号和来自于触摸显示屏的输入指令通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板和罗拉变频器控制板发布指令以控制所述筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机、罗拉牵引电机的运行。本专利技术中涉及的粗纱机包括有开车按钮、点车按钮、手动-自动旋钮、光电-切除旋钮、停车按钮、龙筋上升按钮、龙筋下降按钮和急停按钮，所述粗纱机的车身上设有多个传感器，利用上述粗纱机一体化智能控制系统中，所述IO扩展卡接收来自于上述所有按钮的输入信号和传感器信号，所述传感器信号包括接近开关信号、行程开关信号和光电信号；粗纱机车身上设有与所述扩展板相连的可以显示五种颜色的指示灯，用于显示粗纱机的运行状态；粗纱机设有与所述IO扩展卡相连的接触器线圈，用于控制吹吸风电机和散热风机的运行状态；粗纱机的保护信号包括急停信号、限位信号和保护光电信号；该控制方法包括以下步骤：步骤一、上电后系统初始化，步骤二、进入待运行状态，等待命令；步骤三、通过触摸显示屏进行参数设定，包括：锭翼转速n锭，单位是转/分钟；捻度T，单位是捻/米；粗纱每层厚度δm，单位是mm；粗纱筒管直径D管，单位是mm；卷绕密度Dt，单位是圈/cm，纺纱长度，单位是m；步骤四、工艺控制卡根据接收到来自于IO扩展卡的信号进行如下操作：1)若工艺控制卡通过CANlink总线接收到IO扩展卡传递的开车按钮输入的开车信号，则：4-1)确定如下工艺参数：罗拉转速：单位是转/分钟；筒管转速：n管＝n锭+nR×D罗/Dn管，单位是转/分钟；其中，D罗为罗拉直径，Dn管为筒管纺纱直径，Dn管＝D管+nδm，n是粗纱机计数得到的纺纱层数；龙筋升降转速：nL＝nR×D罗/Dn管/Dt，单位是转/分钟；锭翼旋转电机转速：nM锭＝n锭×Z锭，单位是转/分钟；其中，Z锭是锭翼转速n锭与锭翼旋转电机的传动比；筒管卷绕电机转速：nM管＝n管×Z管，其中，Z管是筒管转速n管与筒管卷绕电机的传动比；罗拉牵引电机转速：nMR＝nR×ZR，其中，ZR是罗拉转速nR与罗拉牵引电机的传动比；龙筋升降电机转速：nML＝nL×ZL，其中，ZL是龙筋升降转速nL与龙筋升降电机传动比；所述筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机、罗拉牵引电机按照上述确定的各自的转速同步运行；4-2)开车运行过程中，若工艺控制卡接到IO扩展卡的停车按钮输入的停车信号，工艺控制卡通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板和罗拉变频器控制板发出同步停车指令，车停稳后返回步骤二；否则，判断粗纱机计数得到的当前纺纱长度是否与设定的纺纱长度相等，若相等为满纱，则进入落纱流程自动落纱，落纱完成，工艺控制卡通过CANlink总线发送命令给龙筋升降电机变频器控制龙筋下降至落底位，落纱完成后工艺控制卡接收来自IO扩展卡的龙筋上升信号通过CANlink总线发送命令给升降变频器控制板控制龙筋升降电机带动龙筋上升至升头位，然后返回步骤二；否则，保持开车运行状态；2)若工艺控制卡通过CANlink总线接收到IO扩展卡传递的点车按钮输入的点车信号，按照上述4-1)步骤确定工艺参数，所述筒管卷绕电机、锭翼旋转电机、龙筋升降电机、罗拉牵引电机按照确定的各自的转速同步运行；开车运行过程中，若工艺控制卡接到IO扩展卡的传递的释放点车按钮的信号，工艺控制卡通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板和罗拉变频器控制板发出同步运行停车指令，车停稳后返回步骤二，否则，保持点车运行状态；3)若工艺控制卡通过CANlink总线接收到IO扩展卡传递的手动-自动旋钮输入的手动落纱信号，则进行手动落纱，落纱完成后工艺控制卡接收来自IO扩展卡的龙筋上升信号通过CANlink总线发送命令给升降变频器控制板控制龙筋升降电机带动龙筋上升至升头位，工艺控制卡通过CANlink总线接收到IO扩展卡的传递的由手动切换至自动待运行状态，返回步骤二；4)在上述1)或2)或3)运行过程中，若工艺控制卡接收到保护信号中的任何一种信号和/或光电信号，工艺控制卡通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板、锭翼变频器控制板、升降变频器控制板和罗拉变频器控制板发出同步停车指令，车停稳后返回步骤二。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：由于本专利技术提出的一种粗纱机一体化智能控制系统中，将用于驱动和控制锭翼旋转电机、罗拉牵伸电机、筒管卷绕电机和龙筋升降电机的变频器与工艺控制卡连接并集成为一体化变频器，每个电机均装配有旋转编码器，各自编码器通过编码器线缆将电机实际转速反馈给相应驱动器，形成闭环反馈系统，使各个电机均按设定理论转速运行，实现高精度运行。工艺控制卡通过数据传输线路连接变频器和触摸显示屏。本专利技术中，工艺控制卡是整个控制系统的核心部件，该工艺控制卡取代了传统粗纱机的PLC或者工控机，该工艺控制卡通过CANlink总线通讯向变频器控制板传送指令，在控制单元的控制下使得各个电机的功能单元可以同步运行，达到运行稳定可靠；该工艺控制卡通过数据传输线和触摸显示屏相连，触摸显示屏显示控制系统的实时数据，并用以设定相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗纱机一体化智能控制系统，包括筒管卷绕电机(5)、锭翼旋转电机(7)、龙筋升降电机(9)、罗拉牵引电机(11)和控制单元；其特征在于：所述筒管卷绕电机(5)依次连接有筒管卷绕电机编码器(6)、筒管卷绕电机编码器PG卡(19)和筒管变频器控制板(18)；所述锭翼旋转电机(7)依次连接有锭翼旋转电机编码器(8)、锭翼旋转电机编码器PG卡(17)和锭翼变频器控制板(16)；所述龙筋升降电机(9)依次连接有龙筋升降电机编码器(10)、龙筋升降电机编码器PG卡(23)和升降变频器控制板(22)；所述罗拉牵引电机(11)依次连接有罗拉牵引电机编码器(12)、罗拉牵引电机编码器PG卡(21)和罗拉变频器控制板(20)；所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)和罗拉变频器控制板(20)由一直流母线供电，所述直流母线与工厂供电系统之间设有一个整流模块(15)；所述控制单元包括触摸显示屏(14)、扩展板(3)、IO扩展卡(4)和工艺控制卡(2)，所述扩展板(3)与所述IO扩展卡(4)相连，所述工艺控制卡(2)采用苏州汇川技术有限公司生产的型号为ITD350U1的工艺卡，所述工艺控制卡(2)与粗纱机相连，所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)、扩展板(3)、IO扩展卡(4)和触摸显示屏(14)均通过CANlink总线连接至所述工艺控制卡(2)；所述工艺控制卡(2)根据接收到的来自于IO扩展卡(4)的输入信号、粗纱机的保护信号和来自于触摸显示屏(14)的输入指令通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)和罗拉变频器控制板(20)发布指令以控制所述筒管卷绕电机(5)、锭翼旋转电机(7)、龙筋升降电机(9)、罗拉牵引电机(11)的运行。...

【技术特征摘要】
1.一种粗纱机一体化智能控制系统，包括筒管卷绕电机(5)、锭翼旋转电机(7)、龙筋升降电机(9)、罗拉牵引电机(11)和控制单元；其特征在于：所述筒管卷绕电机(5)依次连接有筒管卷绕电机编码器(6)、筒管卷绕电机编码器PG卡(19)和筒管变频器控制板(18)；所述锭翼旋转电机(7)依次连接有锭翼旋转电机编码器(8)、锭翼旋转电机编码器PG卡(17)和锭翼变频器控制板(16)；所述龙筋升降电机(9)依次连接有龙筋升降电机编码器(10)、龙筋升降电机编码器PG卡(23)和升降变频器控制板(22)；所述罗拉牵引电机(11)依次连接有罗拉牵引电机编码器(12)、罗拉牵引电机编码器PG卡(21)和罗拉变频器控制板(20)；所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)和罗拉变频器控制板(20)由一直流母线供电，所述直流母线与工厂供电系统之间设有一个整流模块(15)；所述控制单元包括触摸显示屏(14)、扩展板(3)、IO扩展卡(4)和工艺控制卡(2)，所述扩展板(3)与所述IO扩展卡(4)相连，所述工艺控制卡(2)采用苏州汇川技术有限公司生产的型号为ITD350U1的工艺卡，所述工艺控制卡(2)与粗纱机相连，所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)、扩展板(3)、IO扩展卡(4)和触摸显示屏(14)均通过CANlink总线连接至所述工艺控制卡(2)；所述工艺控制卡(2)根据接收到的来自于IO扩展卡(4)的输入信号、粗纱机的保护信号和来自于触摸显示屏(14)的输入指令通过CANlink总线向所述筒管变频器控制板(18)、锭翼变频器控制板(16)、升降变频器控制板(22)和罗拉变频器控制板(20)发布指令以控制所述筒管卷绕电机(5)、锭翼旋转电机(7)、龙筋升降电机(9)、罗拉牵引电机(11)的运行。2.一种粗纱机一体化智能控制方法，粗纱机包括有开车按钮、点车按钮、手动-自动旋钮、光电-切除旋钮、停车按钮、龙筋上升按钮、龙筋下降按钮和急停按钮，所述粗纱机的车身上设有多个传感器，其特征在于，利用如权利要求1所述的粗纱机一体化智能控制系统，所述IO扩展卡(4)接收来自于上述所有按钮的输入信号和传感器信号，所述传感器信号包括接近开关信号、行程开关信号和光电信号；粗纱机车身上设有与所述扩展板相连的可以显示五种颜色的指示灯，用于显示粗纱机的运行状态；粗纱机设有与所述IO扩展卡(4)相连的接触器线圈，用于控制吹吸风电机和散热风机的运行状态；粗纱机的保护信号包括急停信号、限位信号和保护光电信号；该控制方法包括以下步骤：步骤一、上电后系统初始化，步骤二、进入待运行状态，等待命令；步骤三、通过触摸显示屏(14)进行参数设定，包括：锭翼转速n锭，单位是转/分钟；捻度T，单位是捻/米；粗纱每层厚度δm，，单位是mm；粗纱筒管直径D管，单位是mm；卷绕密度Dt，单位是圈/cm，纺纱长度，单位是m；步骤四、工艺控制卡(2)根据接收到来自于IO扩展卡的信号进行如下操作：1)若工艺控制卡(2)通过CANlink总线接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝霄鹏，许丽珍，刘海荣，邢承凤，杨长青，张红雁，
申请(专利权)人：天津宏大纺织机械有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12