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可靠性設(shè)計:紡織機控制系統(tǒng)如何做到?

發(fā)布時間:2015-03-26 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】加入自動控制系統(tǒng)后,紡織機的性能有了很大提升。但由于系統(tǒng)較為復(fù)雜,各個功能模塊之間可能會相互干擾,此時供電系統(tǒng)的設(shè)計就顯得尤為重要,特別是隔離供電設(shè)計。本文提出了紡織機控制系統(tǒng)的完整供電解決方案,為你打造高質(zhì)量、高性能、高附加值、高可靠性的控制系統(tǒng)提供支持。
 
我國是世界紡織品生產(chǎn)大國, 對包括無梭織機在內(nèi)的新型紡織機械需求持續(xù)旺盛, 國內(nèi)外紡織機械制造企業(yè)競爭相當(dāng)激烈。我國紡織機械企業(yè)也加強了對自動控制系統(tǒng)的研發(fā)投入,主要是以ARM、PLC為核心的自動控制系統(tǒng)。在加入自動控制系統(tǒng)后,紡織機的性能有了很大提升。但由于系統(tǒng)較為復(fù)雜,各個功能模塊之間可能會相互干擾,此時供電系統(tǒng)的設(shè)計就顯得尤為重要,特別是隔離供電設(shè)計。本文提出了紡織機控制系統(tǒng)的完整供電解決方案,為你打造高質(zhì)量、高性能、高附加值、高可靠性的控制系統(tǒng)提供支持。
 
一、紡織機的結(jié)構(gòu)
 
一臺紡織機主要由開口裝置(凸輪開口、電子多臂開口、曲柄開口)、引緯裝置(梭子引緯、噴水引緯、劍桿引緯、噴氣引緯片梭等)、打緯裝置、送經(jīng)裝置和卷取裝置等五個核心部件組成。這五個核心部分就組成了一臺織機的五大運動:開口(也稱為提綜)、引緯、打緯、送經(jīng)和卷取。經(jīng)緯紗線在織機上整個交織形成織物的過程,是通過以五大運動過程實現(xiàn)的。織機的其他輔助裝置有:啟制動裝置、斷經(jīng)紗斷緯紗自停裝置、選緯器、儲緯器和布邊裝置等。
紡織機的結(jié)構(gòu)
二、紡織機的控制系統(tǒng)隔離處理的好處
 
在電子電路系統(tǒng)中,不可避免地存在各種各樣的干擾信號,若電路的抗干擾能力差將導(dǎo)致測量、控制準(zhǔn)確性的降低,甚至產(chǎn)生誤動作,從而帶來破壞性的后果。因此,若硬件上采用一些設(shè)計技術(shù),破壞干擾信號進(jìn)入測控系統(tǒng)的途徑,可有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。事實證明,采用隔離技術(shù)是一種簡便且行之有效的方法。紡織機的控制系統(tǒng)中需要采取兩類隔離處理,一類是通訊隔離、另一類是供電隔離。其采用隔離設(shè)計主要有以下幾點好處:
 
隔離通訊保證各機構(gòu)獨立穩(wěn)定運行
 
如果紡織機各執(zhí)行單元未進(jìn)行隔離處理,此時若某個執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障,會導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)崩潰,無法采集分析故障,最終無法完成緊急停車操作。若采用隔離方案,即便某個執(zhí)行單元出現(xiàn)故障情況,不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰,主控制器任然可對故障進(jìn)行檢測并采取緊急制動措施。同時有了主控器的故障分析及控制措施,能快速找到故障點。并為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約了維修時間,將廠家的損失降到最低。
 
隔離電機運行時的干擾
 
在紡織機中電機的使用是必不可少的,由于電機在工作過程中會有較大干擾。嚴(yán)重時會影響到通訊及信號采集(經(jīng)線張力采集)的準(zhǔn)確度。排除此干擾最佳的方法是將電機控制部分與功率驅(qū)動部分隔離開,從而將整個干擾隔離在電機功率驅(qū)動級,不會影響到控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
 
縮小產(chǎn)品體積并進(jìn)行模塊化設(shè)計便于后期維護
 
采用板級式供電設(shè)計,能最大程度將產(chǎn)品集成化、模塊化,這樣能大大降低紡織機后續(xù)的安裝及維護難度。在出現(xiàn)故障后,能快速跟換維修故障模塊,減少因故障而耽誤生產(chǎn)時間,為廠家贏得時間成本。
 
三、紡織機的控制系統(tǒng)通訊示意圖
 
在紡織機上決定織物質(zhì)量的關(guān)鍵在于卷取與送經(jīng)的控制。卷取控制中主要的一點是必須按照織物的緯密要求進(jìn)行卷取輥轉(zhuǎn)動速度的設(shè)定;而送經(jīng)控制重要的一點是必須合理控制經(jīng)紗的張力,使織造過程中經(jīng)紗張力波動穩(wěn)定,防止經(jīng)紗斷裂和經(jīng)紗張力波動大而形成的疵點。
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為了保證卷取與送經(jīng)的準(zhǔn)確控制,紡織機控制系統(tǒng)需要采集信息、處理信息、發(fā)出動作指令,而我們需要一種通訊方式將這些部分合理的聯(lián)系起來。由于CAN總線具有穩(wěn)定可靠、連線簡單(就兩根線)、組網(wǎng)簡單、速度快,能長距離傳輸?shù)忍匦?,非常適合用在紡織機這種需要集中控制、通訊速度及可靠性要求較高的場合的通訊應(yīng)用。由于整個紡織機需要由很多執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成,它們之間通過CAN總線連接,為了保證各部分之間不會相互干擾,一般會對CAN接口進(jìn)行隔離,從而使各執(zhí)行機構(gòu)形成一個獨立的工作單元。我們的CTM1051在紡織機行業(yè)應(yīng)用較廣,其通訊速度及EMS抗擾性也非常適合紡織機控制系統(tǒng)應(yīng)用。
紡織機的控制系統(tǒng)通訊示意圖
四、紡織機的控制系統(tǒng)供電設(shè)計
 
從控制系統(tǒng)圖可以看出,各執(zhí)行機構(gòu)之間的通訊接口已進(jìn)行隔離處理。若供電電源不進(jìn)行隔離處理,整個系統(tǒng)還是不能做到獨立工作,互不干擾。我們提供了一整套模塊式板級供電方案,在保證體積的情況下,使系統(tǒng)之間互不干擾,特別是隔離開電機運行時的電磁干擾。整體供電方案如下:
紡織機的控制系統(tǒng)供電設(shè)計
此系統(tǒng)供電方案主要采用24V總線供電方式,同時各執(zhí)行機構(gòu)采用寬壓(18~36VDC)輸入供電方式取電,從而保證了整個系統(tǒng)在任何工作狀態(tài)及任何接線方式均能穩(wěn)定可靠的運行。同時根據(jù)不同控制單元采用不同功率等級電源供電,并可在實際應(yīng)用中適當(dāng)更改供電方式。板級式供電有較多優(yōu)點,具體如下:
 
AC-DC電源:
 
高效率、高可靠性;
 
優(yōu)異的EMC性能;
 
外殼封膠阻燃特性好;
 
板載電源設(shè)計、體積小;
 
交直流兩用全球通用電壓輸入;
 
DC-DC電源:
 
性能優(yōu)異,低紋波噪聲低,高線性和負(fù)載調(diào)整率
 
體積小、效率高、耐沖擊、隔離特性好
 
集成欠壓、過壓、過流、短路保護等
 
品質(zhì)保證符合RoHS的生產(chǎn)工藝
 
性能優(yōu)異,低紋波噪聲低,高線性和負(fù)載調(diào)整率
 
體積小、效率高、耐沖擊、隔離特性好
 
集成欠壓、過壓、過流、短路保護等
 
品質(zhì)保證符合RoHS的生產(chǎn)工藝
 
紋波噪聲低,線性和負(fù)載調(diào)整率高;
 
體積小、效率高、耐沖擊、隔離特性好;
 
采用助燃封裝外殼;
 
完善的測試、保證電源品質(zhì);
 
涉及到的模塊產(chǎn)品型號如下:
 
CTM1051
 
ZY0JGB24P-50W
 
ZY2405WRBD-10W
 
ZY2412WRBD-6W
 
ZY2412WRBCS-3W
 
ZY2405WRBCS-3W
 
ZY1205FLS-1W
 
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