專利名稱：一種具有工業總線的精梳機控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紡織機械的電氣控制技術領域，特別是一種適用于棉紡精梳機的多電機控制的具有工業總線的控制裝置。
背景技術：
在現有的技術中，棉紡精梳機的動力部分大多由兩個電機構成，如采用主電機和毛刷電機構成。個別的是采用三個電機，如再加上一個牽伸電機。前者的電氣控制系統是將兩個電機分別單獨控制各自的起停，沒有同步的要求。后者的電氣控制系統是將主電機和牽伸電機通過可編程序控制器實現聯動。由于迄今為止所有的棉紡精梳機產品幾乎均沒有采用工業總線的控制技術，因此它們的主電機和毛刷電機之間的速比調節不可能快速、直觀的反映在人機界面上，因而不能高效、精確、直觀的改變主從電機之間的速比。另外，目前絕大部分機器，由于制造商僅提供一種機械凸輪組件結構，使得分離羅拉曲線不可調節，而國外有極個別的制造商提供兩種以上的機械凸輪組件結構供用戶適紡不同的棉紗品種，但此舉只能通過更換大量的機械零件來實現分離羅拉曲線的調節，不能快速、方便地切換分離羅拉的使用曲線。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種解決現有棉紡精梳機的電氣控制技術不能高效、精確、直觀的改變主從電機之間的速比，也不能快速、方便地切換分離羅拉的使用曲線的具有工業總線的控制裝置。
本實用新型所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現。
一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于由控制裝置、驅動裝置、工業總線構成，所述的控制裝置由上位機、人機界面、各類采樣元件和擴展器構成；所述的驅動裝置由變頻器及伺服驅動器和變頻電機及伺服電機構成；所述的工業總線由具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構成；工業總線系統連接上位機、人機界面和變頻器、伺服驅動器，變頻器及伺服驅動器又分別連接變頻電機及伺服電機，各個電機或其傳動軸分別連接各類采樣元件，各類采樣元件連接擴展器的輸入端，擴展器的輸出端分別連接下一個擴展器的輸入端和伺服驅動器或變頻器的跟蹤源輸入端。
本實用新型所述控制裝置的上位機由可編程序計算機控制器(簡稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡稱PLC控制器)構成。
本實用新型所述的人機界面，是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
本實用新型所述的驅動裝置中的變頻器包括主變頻器和從變頻器，從變頻器帶有閉環控制卡。
本實用新型所述的驅動裝置中的伺服驅動器至少有一臺是帶有電子凸輪功能的伺服驅動器。
本實用新型所述的人機界面，特別包含三幅畫面，分別反映電機調試、機械參數選擇、主畫面。
本實用新型所述的控制裝置中的各類采樣元件為編碼器。
本實用新型所述的上位機作為中央控制器，通過工業總線與多臺變頻器或伺服驅動器、人機界面連接；多臺變頻器或伺服驅動器連接各自對應的變頻電機或伺服電機，這些電機又分別連接所傳動的機械軸，變頻電機及伺服電機的輸出軸或所傳動的機械軸上裝有編碼器進行采樣，直接反映電機或傳動軸的速度，主電機的編碼器信號通過擴展還作為多臺從動變頻器或伺服驅動器的跟蹤源輸入；人機界面能及時顯示機器的運轉情況及報告故障原因和故障部位，操作人員可根據紡紗工藝的要求，通過人機界面對各個變頻器或伺服驅動器進行操作，方便地對主從電機的速比、分離曲線的選擇進行輸入，還可以通過人機界面對每一單臺電機無級設定正反向轉速，并使之單獨起停，也可以根據該精梳機的工藝要求，實現多臺變頻電機或伺服電機高精度的同步運行。由于運用了總線高速通訊的技術，使整臺精梳機的實時性控制處于最佳狀態。
本實用新型和現有技術相對照，因為使用了所述的控制裝置和驅動裝置，不僅精梳機的分離曲線隨意可選，而且主從軸之間的速比精度可達萬分之一，再則運用了工業總線通訊技術，使得控制裝置與驅動裝置之間具有極高的數據交換速度，實現了一個普通的操作工對分離曲線的改變以及各個主從軸之間速比的調節在人機界面上幾秒中內即可操作完成，而原先改變以上的設置必須有專業技術人員操作，如果是更換機械零件將要花半天以上時間才能完成，因而本實用新型大大簡化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
圖1是本實用新型一種具有工業總線的精梳機控制裝置的原理框圖；圖2是本實用新型一種具有工業總線的精梳機控制裝置的人機界面內單電機調試畫面；圖3是本實用新型一種具有工業總線的精梳機控制裝置的人機界面內機械參數選擇畫面；圖4是本實用新型一種具有工業總線的精梳機控制裝置的人機界面內正常運行的主畫面。
具體實施方式
如圖1所示的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，由控制裝置、驅動裝置、工業總線3構成，控制裝置由上位機1、人機界面2、各類采樣元件和擴展器13構成，各類采樣元件為編碼器10、11、12。
人機界面2包含三幅畫面，分別反映電機調試、機械參數選擇、主畫面。
上位機1由可編程序計算機控制器(簡稱PCC控制器)或者具有總線通訊接口的可編程序控制器(簡稱PLC控制器)構成。
人機界面2是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
驅動裝置由主變頻器4、從變頻器6及伺服驅動器5和變頻電機7、9及伺服電機8構成。從變頻器6帶有閉環控制卡。
伺服驅動器5是帶有電子凸輪功能的伺服驅動器。
工業總線3是具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構成。
工業總線3連接上位機1、人機界面2和主變頻器4、伺服驅動器5及從變頻器6，主變頻器4連接變頻電機7，伺服驅動器5連接伺服電機8，從變頻器6連接變頻電機9，各個電機或其傳動軸分別連接編碼器10、11、12，編碼器10連接擴展器13的輸入端，擴展器13的輸出端分別連接下一個擴展器13的輸入端和伺服驅動器5或從變頻器6的跟蹤源輸入端。
如圖2所示，本實用新型在機器調試階段或維修狀態下需要使電機單獨運行時，可將人機界面2切換到單電機調試畫面，操作步驟為先設定好調試電機的速度，再按手動操作按鈕，當電機運轉，即有速度顯示，操作按鈕上顯示ON為電機運行狀態，OFF為停止狀態。由伺服驅動器驅動的分離電機可以走曲線運動，也可走勻速運動，此由畫面下端按鈕切換，CAMon為走曲線運動，CAMoff為勻速運動。
如圖3所示，本實用新型在機器投入正常運行前，先要將人機界面2切換到機械參數選擇畫面進行數據設定，其中的參數可以無級改變，主從速比精度達萬分之一，曲線種類可以輕松切換。
如圖4所示，本實用新型在機器正常運行時，將人機界面切換到主畫面，此時除了顯示一些生產管理數據外，還可顯示所有電機同步運行時的瞬間速度。
權利要求1.一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于由控制裝置、驅動裝置、工業總線系統構成，所述的控制裝置由上位機、人機界面、各類采樣元件和擴展器構成，所述的驅動裝置由變頻器及伺服驅動器和變頻電機及伺服電機構成；所述的工業總線由具有高速通訊功能的通訊電纜、通訊面板和通訊接口構成；工業總線系統連接上位機、人機界面和變頻器、伺服驅動器，變頻器及伺服驅動器又分別連接變頻電機及伺服電機，各個電機或其傳動軸分別連接各類采樣元件，各類采樣元件連接擴展器的輸入端，擴展器的輸出端分別連接下一個擴展器的輸入端和伺服驅動器或變頻器的跟蹤源輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述控制裝置的上位機由可編程序計算機控制器或者具有總線通訊接口的可編程序控制器構成。
3.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述的人機界面是具有總線通訊接口的控制/操作屏幕。
4.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述的驅動裝置中的變頻器包括主變頻器和從變頻器，從變頻器帶有閉環控制卡。
5.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述的驅動裝置中的伺服驅動器至少有一臺是帶有電子凸輪功能的伺服驅動器。
6.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述的人機界面包含三幅畫面，分別反映電機調試、機械參數選擇、主畫面。
7.根據權利要求1所述的一種具有工業總線的精梳機控制裝置，其特征在于所述的控制裝置中的各類采樣元件為編碼器。
專利摘要一種具有工業總線的精梳機控制裝置，由控制裝置、驅動裝置、工業總線構成，所述的控制裝置由上位機、人機界面、各類采樣元件和擴展接口構成，所述的驅動裝置由變頻器及伺服驅動器和變頻電機及伺服電機構成，所述的工業總線是具有高速通訊功能的通訊電纜及通訊面板和通訊接口構成。本實用新型因為使用了控制裝置和驅動裝置，不僅精梳機的分離曲線隨意可選，而且主從軸之間的速比精度可達萬分之一，再則運用了工業總線通訊技術，使得控制裝置與驅動裝置之間具有極高的數據交換速度，使得對分離曲線的改變以及各個主從軸之間的速比的調節只需在人機界面上幾秒鐘內即可操作完成，因而大大簡化了操作程序、提高了控制精度及工作效率。
文檔編號D01G31/00GK2813643SQ20052004307
公開日2006年9月6日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年6月30日
發明者李培忠, 顧丹青, 張慧芳, 陳春紅 申請人:上海紡織機械總廠