一、系統概述 

FA506型細紗機是目前成紗質量好，自動化程度高，操作簡單，便于管理的環錠細紗機，適用于純棉或化纖的純紡和混紡的細紗工序，尤其采用PLC作控制器，不但提高了控制精度，而且解決了生產管理方面存在的缺陷，大大降低操作者勞動強度；同時錠子曲線控制也提高了紗線的質量，保證了紗錠成型，提高了全機的產量。  

系統設計特點： 

1、用PLC控制整個紡紗過程，具有程序開車、鋼領板自動升降、中途停車后自動跟蹤開車、自動落紗、自動留頭等。  

2、設定紡絲的工藝參數，依據工藝要求自動協調控制；實現定長落紗和錠子速度曲線控制。  

3、顯示紡紗過程的錠速、牽引倍數、細紗號數、捻度以及班產累計等。  

4、采用數字通信，提高了系統的抗干擾性。 

二、系統硬件 

氣控制系統包括：數字量輸入及數據檢測部分、可編程控制器部分、執行機構、人機界面。 見圖1。

圖1 系統結構框圖

1、數字量輸入及數據檢測部分 

1）各種數字量開關 

包括開停車開關、功能開關，用于開停車與實現工藝要求的各種功能動作。  

2）三自動檢測部分 

由關主電機、下鋼板、剎車傳感器構成。其作用為當落紗開始后能自動適位停車、自動留頭、為重新開車降低斷頭創造條件。  

3）數據檢測部分 

由主軸、前羅拉、后羅拉傳感器組成。其作用是自動檢測紡紗過程中主軸、前后羅拉的運行數據，為計算班產量、錠速、牽引倍數、細紗號數、捻度等工藝參數以及為錠子速度曲線控制提供數據。  

2、可編程控制器（PLC）部分 

該部分主要由永宏FBs-60MC主機與擴展模塊構成，可編程控制器專為工業環境而設計的通用自動化裝置，它吸取了微電子技術、計算機技術及自動化技術的最新成果，采用可編程的存儲器，實現邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出控制各生產過程，永宏FBs-60MC主機有16點數字量輸入、24點數字量輸出，可帶7個擴展模塊，本系統設計所有數字量輸入全部由主機完成，模擬量輸入由擴展模塊有 FBs-6AD 完成。 

3、執行機構  

包括主電機、吸風電機、鋼領板升降電機、自動潤滑裝置、自動清潔裝置、變頻器、落紗電源等，用于完成紡紗過程的全部工藝動作。其中變頻器錠子速度控制由變頻器、錠子傳動部分、主電機構成。其作用是變頻器根據PLC的指令（錠子速度控制曲線）自動調整錠子運行，提高紗線質量和產量。 

4、人機界面  

采用TP27觸摸顯示屏做人機界面，完成參數設定、顯示，可直接設定錠子運行曲線，實現控制柔性化。并能根據工藝要求修改參數。TP27與PLC之間以PPI協議通訊。 

二、軟件設計 

電氣控制軟件分為：控制主程序、參數設定顯示子程序、計算采樣子程序、數字通訊子程序和錠子運行曲線子程序。  

1、控制主程序  

軟件主控制程序部分，依據工藝要求編制的程序，上電后自動檢測各開關量和傳感器輸入的數據，完成整個紡紗過程自動控制和調用子程序。  

2、參數設定顯示子程序  

主要依據TP27配置完成參數設定顯示，包括班次設定、錯誤設置提示，總產量、班產量累計顯示、錠子速度、前羅拉速度、牽引倍數、捻度、產量、細紗號數等參數顯示。 其中參數設定菜單程序結構見框圖2。

圖2 闡述設置程序框圖

3、計算采樣子程序  

主要依據主軸、前羅拉、后羅拉數據檢測傳感器采樣結果以及設計參數完成系統計算，用以完成各類顯示參數的計算及定長落紗等功能。  

4、數字通訊部分和錠子運行曲線子程序  

主要采用自由口通訊協議完成與變頻器的數據傳輸。通訊設置自由口通訊控制寄存器設置為自由口通訊方式，程序通過接收中斷和發出中斷以及發送指令XMT控制通訊口的操作，在自由口通訊方式下通訊方式由程序梯圖控制。通訊設置還定義了波特率、校驗方式和數據長度等。為了使錠子運行曲線平滑。在設定的點與點之間采用數學建摸的方法擬合發送參數，該部分程序框圖見圖3。

圖3 參數發送程序框圖

三、通訊設計 

該控制系統最大特點是應用數字通訊方式完成TP27與PLC以及PLC與變頻器之間的數據傳輸。PLC的Prt0口與TP27連接，以PPI協議通訊完成參數設定顯示， Port1口與變頻器相連，以自由口協議通訊完成錠子運行曲線控制，以往我們進行錠子速度曲線控制時只能選用模擬量來控制變頻器運行，這樣硬件成本高且控制精度較低。采用數字通訊后，硬件僅為一條屏蔽線，抗干擾能力增強，為實現聯網傳輸控制參數提供了條件，降低了控制成本；數字通訊高精度、高可靠性和低成本極大的提高了機器性能比和市場競爭能力。 

四、應用效果 

FA506型細紗機控制系統前身采用PLC開關量控制和協議參數儀構成，全機控制精度低，可靠性和抗干擾性能差，系統成本高。采用永宏FBs-60MC系列PLC構成系統后，全機控制采取數字通訊方式，控制精度高，可靠性和抗干擾性能大為提高。利用“提高軟件設計水平來降低硬件投入”原則，極大降低了系統成本，單機實現成本降低達控制系統的10％左右，極大提高了產品盈利能力，市場前景十分廣闊。