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1、纺纱技术IS p i n n i n gT e c h n o l o g y 基于P L C 和单片机的转杯纺纱机控制系统的设计 D e s i g n0 fR o t o rS p i n n i n gM a c h i n eC o n t r o IS y s t e mB a s e do nP L Ca n dS C M 随着转杯纺纱技术的飞速发展，纺织行业对纱线的品 质要求也越来越高，早期的基于继电接触器控制的转杯纺 纱机已经不能满足新的工艺要求。因此，国内的转杯纺纱机 设备制造业正以性能更可靠、更稳定的P L C 纺纱控制系统 逐步取代以继电一接触器为核心的纺纱控制系统。 1
2、 转杯纺纱机的结构及其对控制系统的要求 转杯纺纱机的控制系统总体设计要求为：从控制效果 上要求能调节左右转杯、喂给和卷绕电机的速度，从而满足 不同纱线的工艺要求，提高转杯纺纱机的可纺纱范围；提高 系统的稳定性和可靠性，从而提高成纱质量；系统的制造成 本不能太高，安装，维修方便；尽可能地提高自动化水平，满 足多功能化发展要求，尽量不改变原系统的机械构造、体积 小、易于安装。 从转杯纺纱机的控制系统功能性设计上，要求能完成 以下功能： ( 1 ) 根据操作顺序启动与关闭转杯纺纱机机床，能实 现自动和手动开关机床。自动启动顺序为：风机一左右分 梳一喂给一卷绕一转杯一左右排杂，关闭顺序刚好相 反；当筒
3、子纱满时，开启落筒电机进行落筒。 ( 2 ) 机床在正常工作时，通过清纱系统对纱疵进行有 效检测。同时，显示断纱的具体位置和纱疵的分布情况帮 助工人实现接头，协助工艺人员改变工艺以减少纱疵的发 生。如果有条件，可以安装自动接头装置。 ( 3 ) 通过对每个纱锭的纺纱时间和卷绕速度的计算， 实现定长和计算台产量等相关统计功能。 2 转杯纺纱机计算机控制系统方案设计 计算机控制系统的常见结构有计算机监控系统、集中 控制系统、集散控制( D C S ) 系统、分布式控制系统等。根据 转杯纺纱机的结构组成和控制要求，在整机控制上选择了集 中监控管理、分布控制的设计方案。在控制系统中选用了三 一 I 作
4、者简介：王 强，男，1 9 6 4 年生，讲师，主要从事电气自动化和智 I 能控制技术研究和教学。 - 作者单位：成都纺织高等专科学校。 文王强刘红肖甘 菱的F X 2 N 一3 2 M R 一0 0 1P L C ( 主机) 、G T l l 5 5 一Q S B D C 触摸屏，配F X 2 N - 4 8 5 一B D 通信板、F R 一$ 5 4 0 系列低频变频 器平1 2 J P 6 C Z 9 中频变频器。清纱单元使用以8 9 S 5 1 为核心的单 片机系统( 从机) 。整个系统的控制框图如图l 所示。 三主 - 2 0 一z 加锭 图1 系统控制框图 从图l 看出，车头箱内使
5、用l 套P L C 作为主机进行集中 监控管理，控制变频器、风机、左右分梳、左右排杂和落筒 电机，进行全机的开车和关车等动作的控制。通j 立4 8 5 接口 与3 个清纱单元( 从机) 组成一个通讯网络，对中段部分的 纺纱头清纱信息进行读写，监测每个纺纱头的工作情况，实 现纺纱头每一锭的纱疵检测、切除和计长等功能。通：i 寸4 8 5 接 I Z l 与触摸屏通信，方面制作可视化的操作界面，发送控制命 令、设置工艺参数，另一方面将计算和检测结果送到人机界 面，显示速度、纱疵情况、故障信息、监控机器状态等。 3 转杯纺纱机计算机控制系统软件设计 3 1 主机P L C 程序设计 目前触摸屏编制软
6、件很多，本系统使用。组态王”软件 在P C 机上进行编制，编制完成下载到触摸屏内存。在程序 运行过程中，所有控制命令都通过触摸屏发出。主机程序流 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 7 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 程如图2 。 主程序接收中断服务程序 自动启动7 N 一 Y 启动风机 启动左右分流 启动左右排杂 圈2 主机程序流程图 启动时，通过触摸屏元件对主机发送控制命令主机判 定
7、是自动启动还是手动启动方式，如果是自动启动，则执行 P L C 启动程序，依次启动风机，左右分梳、喂给、卷绕机构、 转杯和左右排杂；如果是手动启动，主机向从机写入清纱 参数，然后主机打开中断，转入等待接收从机送入的纱疵信 息，并对数据作出处理。关机时，转入关机子程序，关机顺序 与启动顺序相反。 3 2 从机单片机程序设计 本设计从机核心为I n t e l8 9 S C 5 1 单片机，利用M A X 4 8 5 芯片和主机通信，每个从机控制3 0 个清纱检查头，采取主 从应答方式与主机进行通信，接受主机发出的各种命令和 参数，同时以扫描方式检测清纱头的清纱数据，以中断方式 回传给主机进行计算
8、和统计显示。从机单片机工作流程如 图3 。 3 3 系统通信部分设计 本系统通信程序主要涉及P L C 和单片机的通信初始化 设置以及接收和发送程序。本文仅对P L C 和单片机的通信 初始化设置进行说明。 P L C 初始化设置如下： L DM 8 0 0 2 l M O VH O C 6 9D 8 1 2 0 波特率24 0 0b p s ，8 个数据位， 无起始位、终止符和校验位，2 位停止位，无通讯协议； R SD 1 0 K 1 0D 5 0K 1 0 ，发送数据在D 1 0 开始的连续 S p i n n i n gT e c h n o l o g yI 纺纱技术 主程序 甲 初
9、自化 接收地址 接收参数 I 开放中断 J I 进行断纱检测 发送中断服务程序 图3 从机单片机工作流程图 1 0 个寄存器；接收数据在D 5 0 开始的连续1 0 个寄存器； E I ，允许中断 S E TM 8 1 2 2 启动发送。 系统选用单片机晶振为6M H z ，串口工作在方式l ，定 时器T I T 作在方式2 ，定时lm i n 请求中断，进行数据发送。 单片机初始化设置如下： M O VT M O D ，2 0 H ，T l 工作方式2 I M O VT H l ，0 F 3 H 设置定时器T l 初值，程序中软件循 环定时1m i n ， M O V T L l ，0 F
10、3 H l M O VS C O N ，5 0 H 串口工作在方式l l M O VP C O N ，8 0 H 波特率24 0 0b p s I S E T BT R I 启动T l I S E T BE A 中断允许I S E T BE T l T I 中断允许I S E T BE S 串口中断允许口 4 结语 本系统是根据当前纺织企业普遍使用的转杯纺纱机电 气控制系统设计的，能满足目前纺织企业设备改造的需要。 整个改造系统的成本低，基本没改变原系统的机械构造， 改造后的控制系统体积小、控制精度高，易于实现随机安 装。皿 参考文献 【l 】熊安拣，杨国良冯力，等国产F A 6 0 l A
11、型气流纺纱机的控制系统改 造【J 】中原工学院学报，2 0 0 8 ，1 9 ( 1 ) ：2 3 2 5 【2 】孙治国，成晓明，裘智峰P L C 6 单片机串行通信的应用【J 】计算机艘 术与自动化2 0 0 3 ，2 2 ( 2 ) ：1 8 5 一1 8 6 【3 】江小霞A T 8 9 C 5 1 单片机和P L C 及P C 机的通信【J 】集美大学学报：白 然科学版。2 0 0 7 ，1 2 ( 2 ) ：1 5 0 1 5 4 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 77 3 军翠 荤一 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark