摘  要  将HOLLiAS-PLC应用于经编机自动化控制系统，根据工艺要求，提供了一种降低成本、提高效率、丰富花型的控制方案，并重点介绍了经编机梭节横移系统组成和方案设计思路。

　　关键词  经编机；控制系统；PLC；伺服电机

　　1 引言

　　织造工艺包括机织、针织、编织和非织造。针织又分为经编和纬编。经编用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入机器的所有工作针上，同时成圈而形成针织物，这种方法称为经编，形成的针织物称为经编织物。

　　经编机种类很多，按结构特点主要有特里科型和拉舍尔型两大类。在特里科经编机上，由织针引出的织物与针杆平面间夹角约为115°,织物由沉降片和牵拉辊一起牵拉，使刚形成的线圈转向针背，脱离编织区。这一类经编机一般使用钩针或槽针，机号和机速较高，适用于编织组织结构和花型比较简单的经编针织物。在拉舍尔经编机上，织物引出方向与针杆平面间夹角在140°以上,织物仅靠牵拉辊牵拉。拉舍尔经编机一般使用舌针或槽针，机号与机速较低，适用于编织组织结构和花型比较复杂的经编针织物。

　　贾卡经编机是拉舍尔经编机的一种，近年来贾卡经编机发展迅速，从机械式贾卡装置发展到电磁式控制的贾卡装置，再从电磁式发展到现在的压电式，使机器的速度提高了，可达1300转/分，而且贾卡提花原理得到进一步发展。传统的链条式经编机，由于其为机械主轴传动结构，没有导入电气传动，其机构的复杂性，致使复杂花型无法在链块机上进行生产。只能生产花型较简单的布料，不能满足越来越高的要求。全伺服经编机出现解决了编织机传动慢的难题，已在纺织中渐渐得到应用。现在全伺服的经编机在产量，效率，花型多样性，产品质量上都有很好的优势，因此将成为未来提花织布的主流。

　　2 经编机原理和结构

　　经编机的主要成圈机件有织针、导纱针、沉降片和压板（用于钩针机）。织针整列地装在针床上，随针床一起运动。导纱针装在条板上组成梳栉。经纱穿过导纱针的孔眼,随梳栉一起运动而绕垫在针上,通过织针、沉降片等成圈机件的相互配合运动而织成织物。

　　经编机主要由编织机构、梳栉横移机构、送经机构、牵拉卷取机构和传动机构组成。①编织机构包括针床、梳栉、沉降片床和压板，一般由凸轮或偏心连杆传动。凸轮常用于速度较低、成圈机件运动规律较复杂的经编机中。偏心连杆由于传动平稳，加工较简便，高速运转时磨损和噪音较小，因而在高速经编机上得到广泛应用。②梳栉横移机构，使梳栉在成圈过程中按照针织物组织的要求横移，将经纱垫于针上，以便织成具有一定组织结构的针织物。通常有花板式和凸轮式两种，花板式机构通过一定外形和尺寸的花板按针织物组织的要求串连成花板链条，使梳栉横移，适用于编织花纹比较复杂的组织，花型变换比较方便。在凸轮式机构中凸轮是按针织物组织所需梳栉横移规律而设计的，传动较平稳，能适应较高的编织速度。③送经机构，把经轴上的经纱退解下来，送入编织区。有消极式和积极式两类。消极式机构中经轴为经纱张力拉动而送出经纱，不需要专门的经轴传动装置，适用于机速较低、送经规律较为复杂的经编机。积极式送经机构采用专门的传动装置使经轴回转送出经纱，又有张力感应式和线速度感应式之别。张力感应式机构通过张力杆感应经纱张力的大小来控制经轴的转速。线速度感应式机构通过测速装置感应经纱运动速度的大小来控制经轴的转速。这类机构以预定线速度送出经纱，能在高速运转条件下稳定地工作，故在高速经编机上得到广泛使用。④牵拉卷取机构的作用是以预定的速度将织物从编织区牵引出来并卷绕成布卷。

　　经编机控制系统主要包括电子送经系统、电子提花系、梭节横移系统三个部分构成。

　　1）电子送经系统

　　电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力的控制，不至于将纱线送断，造成断纱而无法进行织花。电子送经系统可以分为单速或双速的 EBA 和多速的 EBC两种，采用PLC 、变频器、三相异步电机、伺服电机、编码器等组成闭环控制，来实现主轴恒速运转同时调节经轴转速，进而实现恒定送经。

　　2）电子提花系统

　　电子提花系统主要用来花型的提取，再配合梭节的横移以实现花型的成型。其主要由一个嵌入式系统来实现：提花数据是转换及提花的动作控制；执行动作由3146-4096个电磁阀来实现。由于电磁的动作响应速度较慢，现在慢慢地被动作响应快的压电陶瓷所取代。

　　3）梭节横移系统

　　经编机的梭节一般有56条或40条,目前最多的是56条。每条梭节由1个900W的伺服来控制。由于控制轴数太多,故采用分散控制。梭节横移系统是由和利时公司PLC和伺服电机所构成的系统，也是本文主要介绍的部分，框架详见梭节横移系统结构图。

　　3 系统介绍

　　经编机梭节横移系统由控制部分、驱动部分和监控部分组成，系统结构图见图1。

　　1）控制部分

　　主控制器要进行横移信号采集与处理，协调各分控制器的同步工作。系统采用和利时公司G5系列PLC，由一个CPU模块FM215-2BT02、两个16点开关量输入模块FM221-1BH00、三个16点开关量输出模块FM222-1BH00和一个16点继电器输出模块FM221-1HF00组成。

　　系统分控制器共有28个，每组分控制器控制两轴梭节伺服。分控制器采用和利时公司LM系列高速运动控制CPU模块LM3106A，CPU模块上集成14点输入和10点晶体管输出，具有一个RS232串行通讯接口，具有两路100KHz高速脉冲输出功能。分控制器通过RS232/RS485转换器以485通讯方式连接到上位计算机上，进行监控。

　　2）驱动部分

　　系统共有56条梭节，由和利时公司56套900W的森创交流伺服进行控制，伺服的动作根据织花转换程序事先转换好的存储在分控制器中花型数据进行动作。

　　3）监控部分

　　上位监控部份由一台研华触摸式平板电脑TPC-1261，配以监控软件来完成；同时电脑上还运行织花花型转换程序进行花型数据的转换与下载。

图1 经编机梭节横移系统结构图

　　4 经编机梭节横移系统过程介绍

　　每个梭节横移的速度及精度。经编机的主轴要求转速达到400转,主轴每转一周横移要动作一下,且动作时间只有1/3转的时间内要完成,否则横移失败。

　　花型是数据转化。由于织花的花型是由纺织CAD软件生成的。系统需要将纺织CAD生成的相关花型数据转换成PLC能识别的数据,进而进行梭节横移控制。目前系统编写了一个花型转换软件来完成花型数据的自动转换及数据的下载。　
　　　
　　监控软件采用和利时公司组态软件，完成整个系统的运行状态监控：伺服的运行状态，PLC、伺服的通讯状态，花型运行的梭节号等等运行状态；完成系统的参数设置：机械参数主要是主轴参数，运动参数主要是给PLC定位控制用的（脉冲频率，滤波时间，加减速时间等等）；另外完成工艺装针、故障处理、盘头控制、用户管理、帮助等功能。

　　5 结论

　　整套系统采用性价比极高的和利时机电产品提供了整体解决方案。在整个项目解决综合问题比较突出的显现和利时产品在系统整合上的优势。

　　系统采用和利时PLC作为控制器,利用本品伺服定位功能、丰富的内部数据资源、强大通讯功能，使得控制与驱动紧密结合，使系统控制的更好。