摘要：  本文主要介绍了台达HMI的配方功能和PLC、伺服在竹节纱设备上的应用。

关键字：  PLC，  变频，  编码器，  控制器

　　竹节纱作为花式纱线的一种，在新面料的设计与开发中得以广泛应用。随着社会的进步以及人民生活水平的提高，竹节纱设备的性能要求也越来越高。而随着时间的积累，竹节纱工艺配方参数也会越来越多。有的纺织厂客户甚至有成百上千种竹节纱配方。当有某纱线订单时，操作员需要将每台竹节纱设备的配方参数逐步输入触摸屏，操作麻烦且容易错漏，有些竹节纱还要求在某段粗度范围内随机抽样纺。面对日益突出的问题，台达为纺织机械客户推出了整套解决方案。

　　1 系统介绍

　　1.1 硬件组成

　　该系统的硬件组成如表1所示。

　　表1 系统的硬件组成

      1.2 配方工艺管理系统

　　竹节纱配方工艺归档，为工艺人员对竹节纱的生产管理带来极大的方便。随着近几年电脑运用的普及和电脑技术的高速发展，U盘成为了新一代超容量永久性存储器，再也不用担心掉电时间长而丢失工艺的问题。

　　本系统结合U盘为用户开放了4000个竹节工艺品种货架，每个工艺品种可以有最多200组竹节工艺参数组数，供用户随意调用、存贮或修改。在多机台竹节纱间操作时，不需要每台都执行输入操作，只用一只U盘就可互相复制竹节工艺，不仅简化操作流程，而且便于统一管理并提高其可靠性。此外，还可以将U盘中竹节工艺定期保存到厂部电脑，以便归档留底。

　　1.3 四种纺纱方式可实现不同风格

　　除提供市面上已有的1组参数和多组参数循环纺纱方式外，台达还可为用户提供3种更为先进的纺纱方式：

　　(1)模糊1：控制器从用户设定的1～200组参数中随机抽取其中一组纺，按组别进行随机抽取不重复纺纱(M组节长─M组节距─N组节长─N组节距)。

　　(2)模糊2：控制器从用户设定的1～200组参数中随机抽取其中一组的节长，与另外经过随机抽取的不同组的节距，重新组成新的一组竹节参数进行纺纱，即将竹节随机组合纺纱(M组节长—N组节距—X组节长—Y组节距)。在模糊1的基础上打破组别的限制，实现高等无序纺纱。

　　(3)模糊纺3：在模糊纺3竹节参数设置中，输入基纱及竹节参数的上下限值(上限≥下限)，各纺纱参数在上下限设定范围内由控制器随机抽取数值进行纺纱。客户只需要设定好参数的上下限数值即可实现的模糊式竹节纱。

　　在这三种纺纱过程中，因为控制器是执行微机中的随机数指令，经过随机抽样后竹节规律是完全不会重复的。就算在同品种不同台之间，也不会出现重复的规律性。从实际应用看，这些功能完全解决了布面上规律性条纹的产生，满足了用户对不同风格布面的要求。

　　1.4 超精度位置控制的伺服系统

　　本装置采用高速脉冲输出型PLC控制伺服系统，扭矩恒定，超喂比恒定;伺服长时间连续工作，竹节不变化，稳定性好。设计原理采用伺服电机高精度定位控制模式，以脉冲方式控制，一个脉冲运行一个固定角度。因在高精度数控加工中均采用此种控制方式，所以在参数设定过程中可直接输入粗长、细长，设备控制的稳定性得到了可靠保证。

　　与其他竹节纱装置采用速度控制模式相比，此款装置是通过直接设定电机转速，再通过罗拉转速计算出时间，用定时变速的方式控制粗长和细长的。

　　1.5 高质量前罗拉采样系统

　　本装置的控制系统是将前罗拉与中后罗拉完全独立传动，它们间是通过无触的传感器来实现电气跟随，而前罗拉测速编码器的精度及分辨率都起决定作用。控制器的高速计数功能可以从开停车到纺纱中的所有细节都处于监控之下，并提供校正及报警。

　　1.6 完善的报警自诊断功能

　　本系统提供了生产过程中所有故障或非正常参数设置等报警功能，可以做到及时发现、及时报警和及时处理，保障了优质竹节纱的顺利生产。

　　1.7 结构简单

　　本竹节纱装置由伺服电机带动中后罗拉传动，机械部分自成单元，不与原主机冲突，安装方便。不仅如此，电控箱还将外置。采用本装置后，不易出机械故障，同时也降低了劳动强度，提高了劳动效率及成纱质量。

　　本装置还提供了一些其他的独特功能。例如节形的调整功能，也就是竹节曲线形状的选择功能，实现了饱满竹节，解决了瘦纱现象;开车补偿功能可解决双速、变频细纱机启停时产生的细节现象。

　　2 工艺数据

　　竹节纱工艺计算公式为 其中牵伸倍数可调整，竹节长度和竹节距离可直接输入所需尺寸，竹节粗度则按所需倍数直接输入。此外，工艺过程中还需试纺确定。

　　纺制竹节纱除正常的各项指标外，竹节指标主要有竹节长度、竹节距离以及竹节粗细。影响这些指标的因素主要有：前罗拉转速、前罗拉直径、锭子转速、牵伸比、牵伸加压系统、纺制的品种等。一旦上述参数确定，那么就确定了所纺竹节纱的指标。

　　3 出厂纺纱工艺参数确定

　　首先，确定基纱的正常工艺数据，试纺定量是否正常。按设定的基纱工艺参数，输入正确的竹节工艺。其中，参数包括牵伸倍数、细长、粗长、细度和粗度。然后进行试纺竹节工艺，检测是否符合要求。工艺确定，正式生产。

　　竹节粗度为直接输入所需倍数，若需多种粗度，也是按顺序直接输入即可(无需计算);竹节长度、竹节距离：整体调节可修改;粗长系数为竹节长度整体修正系数，细长系数为竹节距离整体修正系数也可单节修改(逐段修改);定量偏差为可修改牵伸倍数。

　　正常纱与竹节纱切换可直接通过PLC控制，如长时间不纺竹节则摘掉链条即可，恢复正常纺纱状态。此外，测速系统不须设置，其将自动跟踪。

　　4 伺服驱动参数设置

　　伺服驱动参数设置如表2所示。

　　表2 伺服驱动参数设置