1、概述
在紡織行業(yè)，漿紗是一道至關(guān)重要的前期工序，它對(duì)于織機(jī)的效率和成品的質(zhì)量都有很大影響。而漿紗機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)則直接決定了上漿的質(zhì)量。漿紗過程中要保持上漿均勻一致，使經(jīng)紗維持恒定且為最低限的張力，并使回潮率保持不變，就必須對(duì)漿液的溫度、粘度、經(jīng)紗張力、烘干溫度、及回潮率進(jìn)行自動(dòng)控制。由于各部分受控對(duì)象處于分散控制狀態(tài)，漿紗過程中各種技術(shù)參數(shù)協(xié)調(diào)性不理想。漿紗機(jī)中各部分張力不均勻，會(huì)使經(jīng)紗的斷頭增加，影響漿紗機(jī)及織機(jī)的正常操作，并使織物在幅度和長(zhǎng)度方面產(chǎn)生差異。
為了解決上述問題，我們與紡織機(jī)械廠合作，利用了當(dāng)今世界頂級(jí)的西門子驅(qū)動(dòng)技術(shù)，把漿紗機(jī)的主傳動(dòng)從總軸驅(qū)動(dòng)方式改為分階段控制方式，即機(jī)器的各部分分別由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，開發(fā)了以西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品為基礎(chǔ)的雙漿槽七單元漿紗機(jī)變頻伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。我們采用變頻伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)各部分的電動(dòng)機(jī)，用可編程控制器（PLC）完成邏輯控制系統(tǒng)，協(xié)調(diào)各種技術(shù)參數(shù)，用操作控制單元處理系統(tǒng)信息，使整個(gè)系統(tǒng)的控制充分優(yōu)化。
本控制系統(tǒng)主要用于控制雙漿槽七單元漿紗機(jī)從紗線的退卷、經(jīng)過漿槽浸漿、烘房烘干、控制伸長(zhǎng)比并按要求的卷繞張力卷繞成軸。在這一工藝過程中，需要進(jìn)行溫度PID控制、壓漿輥壓力控制、伸長(zhǎng)率控制、張力／轉(zhuǎn)矩控制、計(jì)長(zhǎng)控制及邏輯聯(lián)鎖控制和實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的可讀性和可調(diào)整性，使紗成為具有所需要的溫度、濕度、伸長(zhǎng)率等使用價(jià)值的紗。
2、電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成
電氣控制系統(tǒng)主要由可編程控器（PLC）、操作控制單元（HMI）、變頻伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)以及回潮檢測(cè)控制儀等構(gòu)成。
2.1 　管理級(jí)
選用西門子最先進(jìn)的多功能操作控制面板SIMATIC Multi Panel MP370作為人機(jī)界面，12.1英寸液晶顯示、CCFL背光、TFT－256色、800×600像素，可以全面顯示漿紗機(jī)的工藝過程和工藝參數(shù)，具有設(shè)定和儲(chǔ)存漿紗品種的工藝參數(shù)，檢測(cè)全機(jī)各控制點(diǎn)的工藝參數(shù)，進(jìn)行分析計(jì)算和控制；歷史數(shù)據(jù)管理；在線顯示工況；故障診斷、效率分析等功能。
2.2 　控制級(jí)
可編程控制器（PLC）完成整個(gè)漿紗機(jī)的邏輯控制功能，如啟停控制，溫度、壓力、伸長(zhǎng)率、回潮率的控制，通訊控制，各過程量數(shù)據(jù)采集、設(shè)定參數(shù)下載等。同時(shí)，它也是現(xiàn)場(chǎng)總線的主站。PLC選用西門子公司S7-300系列PLC，選用硬件PID功能模塊進(jìn)行溫度控制。
利用當(dāng)今世界最先進(jìn)的德國(guó)mahlo回潮儀，在線測(cè)量紗線的回潮率，由回潮檢測(cè)控制儀輸出控制信號(hào)和參考信號(hào)，PLC自動(dòng)控制全機(jī)車速在設(shè)定范圍內(nèi)升降，以達(dá)到控制回潮率的目的。
2.3 　驅(qū)動(dòng)級(jí)
電氣驅(qū)動(dòng)采用西門子最新的“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)” MASTERDRIVER MC伺服驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)漿紗工藝過程的高速度和高精度。
變頻伺服驅(qū)動(dòng)器直接連接旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號(hào)，同時(shí)通過Profibus DP總線聯(lián)網(wǎng)，作為現(xiàn)場(chǎng)總線的從站，向PLC傳輸數(shù)據(jù)和接收控制信號(hào)，調(diào)節(jié)各單元伺服電機(jī)的速度。
2.4 　通訊協(xié)議
MP370控制操作面板、可編程控制器（PLC）、伺服驅(qū)動(dòng)器之間通過高速現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus DP連成現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，通訊速度高達(dá)12Mbps。
2.5 　機(jī)器操作
操作按鈕
蝸牛按鈕：機(jī)器車速等于2米/分時(shí),按此按鈕機(jī)器以1米／分車速運(yùn)行。
爬行按紐：任何情況下，按此按鈕機(jī)器以2米／分車速運(yùn)行。
升速按鈕：機(jī)器車速大于2米／分時(shí)按此按鈕機(jī)器點(diǎn)動(dòng)升速。
降速按鈕：機(jī)器車速大于2米／分時(shí)按此按鈕機(jī)器點(diǎn)動(dòng)降速。
停車按鈕：按此按鈕后機(jī)器車速0米/分，卷繞電機(jī)保持卷繞張力。
連鎖旋鈕：旋此旋鈕，全機(jī)任何一處都無法開機(jī)。
打印按紐：按此按鈕電磁鐵吸合打印。
伸縮筘旋扭：旋此旋扭伸縮筘或抬或落。
正、反轉(zhuǎn)旋扭：旋此旋鈕織軸馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
測(cè)長(zhǎng)棍旋鈕：旋此旋扭測(cè)長(zhǎng)棍抬起或落下。
剪切按鈕：在按過松紗按鈕卷繞張力減小為零，按此按鈕卷繞電機(jī)復(fù)位，機(jī)器處于安全割紗狀態(tài)。
松紗按鈕：在車速等于0米／分時(shí)，按此按鈕織軸卷繞張力減小為零。
卷繞使能按鈕：按此按鈕卷繞電機(jī)開始輸出扭矩，在拖引輥和織軸間建立卷繞張力。
小墻板Ⅰ0 Ⅱ?yàn)樾ぃ捍巳恍o選擇小墻板的三個(gè)運(yùn)行方式。
0位：小墻板單個(gè)運(yùn)行
Ⅰ位：小墻板同向運(yùn)行
Ⅱ位：小墻板反向運(yùn)行
左小墻板按紐：
←按紐：此按鈕控制左小墻板向左運(yùn)行（0位），或左右小墻板同時(shí)向左運(yùn)行（Ⅰ位），或左小墻板向左、右小墻板向右運(yùn)行（Ⅱ位）。
→按紐：此按鈕控制左小墻板向右運(yùn)行（0位），或左右小墻板同時(shí)向右運(yùn)行（Ⅰ位），或左小墻板向右、右小墻板向左運(yùn)行（Ⅱ位）。
落軸按鈕：此按鈕控制落軸氣缸落軸。
上軸按鈕：此按鈕控制上軸。
壓紗輥落：此按鈕控制壓紗輥落下。
壓紗輥抬：此按鈕控制壓紗輥抬起。
離合缸合按鈕：此按鈕控制離合抱緊，使織軸與電機(jī)軸連接。
離合缸分按鈕：此按鈕控制離合松開，使織軸與電機(jī)軸脫開。
右小墻板按鈕（與左小墻板相同）
中間操縱盒按鈕：
伸縮筘左按紐：控制右側(cè)伸縮筘馬達(dá)左移。
伸縮筘右按紐：控制左側(cè)伸縮筘馬達(dá)右移。
伸縮筘分按紐：控制左側(cè)伸縮筘馬達(dá)，使伸縮筘?cái)U(kuò)幅。
伸縮筘合按鈕：控制左側(cè)伸縮筘馬達(dá)，使伸縮筘收幅。