浙大中自SunyPLC200在剑杆织机中的应用

1. 概述
随着机电一体化技术特别是PLC控制技术的发展，国外著名织机制造商形成了具有很高自动化水平的电气控制系统，并普遍采用了新型高速可靠的PLC和HMI实现电子选纬、电子多臂等控制。我国是纺织大国，但无梭织机在技术水平上与国外差距较大。国产剑杆织机的产量很大，使用的技术却普遍是从国外八十年代的机型改进而来，大多采用商用微机控制，并且档次不一。近年来，国内诸多厂家为了提升自身竞争力，纷纷从提高自动化水平入手，把PLC应用于剑杆织机的电气控制。

2. 系统设计
2.1. 系统配置
为了提高控制系统的可靠性，系统硬件选用了浙大中自公司自主研发的SunyPLC200小型一体式可编程逻辑控制器和SunyHMI200可编程人机界面。SunyPLC200和SunyHMI200之间采用标准Modbus RTU进行通讯。
SunyPLC200是系统的核心，实现数据采集、运算处理及输出驱动功能。SunyHMI200的中文信息使操作工和维修工的工作变得方便快捷，各种织机工艺参数设定、选纬参数设定、生产管理数据、故障信息都在LCD上自动显示。

2.2. I/O分配

3. 控制方案
剑杆织机的控制主要为逻辑控制，一般分为电子送经、收卷和主控三部分。控制对象主要包括主电机、多臂电机、寻纬电机、离合器等。
结合剑杆织机的特点，浙大中自公司的工程师们根据设备要求和客户需求，采用SunyPLC200组态软件SunyPRG精心设计了剑杆织机控制方案。用户软件主要由主程序、子程序和中断构成，下面对几个典型控制方案进行介绍。

3.1. 点动
点动的作用是调整滚轮梳的位置和断经后重新开车准备。点动流程如下图所示。


3.2. 盘车
盘车的作用是手动装布（当然也用于对长时间带电不用的设备进行例行检查，以利于设备的保养。），其流程如下图所示。


3.3. 正反寻纬
正反寻纬的作用是手动调整综框位置、手动调整行程开关位置。SunyPLC200编程软件为SunyPRG，该软件提供的顺序功能图（SFC）可以很方便地实现正反寻纬控制方案。如下图所示。


3.4. 开停车
开停车要求必须按照指定的条件逐步进行。利用SunyPRG软件提供的梯形图（LD）同样可以容易地进行控制方案的设计。下图所示为开车方案LD组态图。


3.5. 联锁保护
为了保证产品质量并保护人与设备的安全，系统专门设计了本联锁保护功能。这样，在异常情况下（如断纬、断经），系统能够及时调用中断程序，以达到按步骤安全停车的目的。SunyPRG提供的功能块图（FBD）具有一百余种算法，使得控制方案的设计几乎成为一种享受。下图为断纬情况下的控制方案FBD组态图。


4. 系统功能
4.1. 诊断保护功能
织机的停车原因在接口上有中文信息提示，在软件上，系统自动监测电磁离合器、多臂机保护、热组件、断纬，断经、行程开关等。并及时显示和启动保护，以确保产品的质量，避免人为因素造成的损失。

4.2. 参数设定功能
根据工艺要求和为了用户的方便，有针对性地画面制作给操作人员带来极大的方便。

4.3. 数据保存功能
设定的工艺参数和生产管理数据有长期保存功能。例如，选纬方式和状况需要掉电保存，织机断电时，SunyPLC200必须将织机的位置和当前投纬的序号、纬针、纱数等保存起来。系统还具有甲、乙、丙、丁四个班的产量、效率及总产量的数据保存，这对企业的管理有很大的好处。

4.4. 选纬功能
软件实现电子选色替代传统的纹板选色，使可操作性大大提高。然而，为了确保选纬的正确，在软件的编制中，必须考虑周全，也包含了一定的技巧。

5. 结束语
本系统在某织机厂生产的剑杆织机中进行了三个月的试用，运行相当稳定可靠，具有结构简单，操作方便，接口简洁，成本低廉等优点，是传统控制系统的最佳替代产品，并可供应用其它PLC控制系统时参考。
由于SunyPLC200和SunyHMI200集成度高、体积小巧、安装方便，且占用极小的安装空间，非常适合作为嵌入式控制系统进行设备配套。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。
5.1. 启动迅速
在第一次打纬时，织机车就应达到或接近正常运转速度。

5.2. 制动平稳快捷
停车位置准确，有利于重新开车启动。

5.3. 操作方便
即有正常启、制动功能，也有实现某些特殊操作，如选纬工艺设定，点动、停手动正反寻车等。