專利名稱：整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及紡織行業(yè)的整經(jīng)機控制，更具體地，是一種整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
整經(jīng)機作為紡織行業(yè)中的織前準備設(shè)備，其工作效果直接影響到后續(xù)的織布質(zhì)量及效率。用于織物的整經(jīng)機工藝示意圖如圖1所示，紗線1從紗架2輸出后，順次經(jīng)過帶制動離合器的導輥3、4，普通導輥5、壓輥6、設(shè)置于支架8上的導輥7、導輥8后，進一步穿過鋼扣10，并經(jīng)由被電動機12驅(qū)動的卷經(jīng)筒11，輸出到后續(xù)的設(shè)備進行處理。整經(jīng)機的傳動卷繞機構(gòu)的電動機12所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，需克服空載轉(zhuǎn)矩和動態(tài)轉(zhuǎn)矩， 剩下的轉(zhuǎn)矩才是產(chǎn)生張力力矩的，而動態(tài)轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩在運行中是要隨著卷經(jīng)筒11和電動機12運行速度的變化而變化的，當電動機12轉(zhuǎn)矩恒定時，這個變化會引起張力的波動，當張力變小時松卷，張力變大以致經(jīng)紗線被拉斷。特別是在整經(jīng)的過程中進行停止和啟動控制時，這個問題顯得更嚴重。所以在整經(jīng)生產(chǎn)中，必須采取措施以實現(xiàn)張力自動調(diào)節(jié)控制。傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)較多，如基于模擬電路的三相全控橋電流負反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 隨著卷經(jīng)筒上紗線的堆積，其半徑逐漸增大，這使得主電流增大，利用電流負反饋控制信號調(diào)節(jié)系統(tǒng)。同理，基于三相變頻控制電路，當卷經(jīng)筒半徑增大而使主電流增大，通過對變頻器參數(shù)的設(shè)置，利用變頻器具有的矢量控制方式和V/F控制特性以實現(xiàn)張力自動控制。但是，上述傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)中，準確性和精確度都存在著不足。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，在于克服現(xiàn)有張力控制系統(tǒng)中的上述缺陷，從而提供了一種新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)。本實用新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元、與該檢測單元相連接的可編程控制單元、與該可編程控制單元相連接的移相脈沖單元、與該移相脈沖單元相連接的可控硅整流單元以及與該可編程控制單元相連接的反饋單元，所述可編程控制單元進一步連接有調(diào)節(jié)氣閥。優(yōu)選地，所述可編程控制單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，所述檢測單元包括張力檢測器以及與該張力檢測器相連接的放大電路。優(yōu)選地，還包括與所述可編程控制單元相連接的參數(shù)設(shè)定單元以及顯示單元。優(yōu)選地，所述可控硅整流單元包括勵磁電源電路以及與該電路相連接的多個晶閘管。本實用新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，可通過可編程邏輯控制器的設(shè)計以及簡單的外圍電路，使張力系統(tǒng)達到穩(wěn)定、準確、快速的要求，實現(xiàn)了整經(jīng)機在卷繞經(jīng)紗過程中經(jīng)紗的精確張力自動控制。
圖1為整經(jīng)機的工作工藝示意圖；圖2為本實用新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)的示意圖；圖3為本實用新型的可編程控制單元的組成示意圖；圖4為本實用新型的檢測單元的組成示意圖；圖5為本實用新型的輸入輸出界面組成示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
，對本實用新型的組成和工作原理進行詳細說明。如圖2所示，本實用新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元100、與檢測單元100相連接的可編程控制單元200、與可編程控制單元200相連接的移相脈沖單元 300、與移相脈沖單元300相連接的可控硅整流單元400，該系統(tǒng)還包括與可編程控制單元 200相連接的反饋單元500，并且可編程控制單元200進一步連接有調(diào)節(jié)氣閥600。更具體地，如圖3所示，可編程控制單元200包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器210、數(shù)據(jù)處理器220 以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器230。可編程控制單元200利用可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)組成，通過程序編制，其可以形成模數(shù)轉(zhuǎn)換、中央處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及存儲等多個模塊。在本實用新型中，PLC可用于控制模擬量電壓輸出，以控制用于氣壓調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)氣閥600，以達到控制離合器30摩擦力的目的；其另一個作用，是利用輸出的電壓調(diào)節(jié)量，來控制整經(jīng)機驅(qū)動單元20中電動機的轉(zhuǎn)速，從而最終實現(xiàn)整經(jīng)機中離合器和直流電機的協(xié)調(diào)工作，達到張力自動控制的目的。對于可編程控制單元200，將在下文中進行更詳細描述。如圖4所示，檢測單元100包括張力檢測器110以及與該張力檢測器110相連接的放大電路120。張力檢測器110可以是常規(guī)的張力傳感器，其檢測出的張力信號經(jīng)過放大電路120放大后，輸入至可編程控制單元200的模數(shù)轉(zhuǎn)換器210，模數(shù)轉(zhuǎn)換器210將模擬量的張力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，進一步輸入到數(shù)據(jù)處理器220進行處理。移相脈沖電路300用于產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，其接收到可編程控制單元200經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出的電壓控制信號，對其進行移相處理后，輸出至可控硅整流單元400?？煽毓枵鲉卧?400包括勵磁電源電路以及與該電路相連接的多個晶閘管，其中勵磁電源電路用于單相電源整流以及提供失磁保護，并與多個晶間管形成三相全波橋式整流電路。通過可控硅整流單元400，可達到根據(jù)輸出的可控電壓信號對直流電動機的轉(zhuǎn)速進行控制的目的。反饋單元500由測速發(fā)電機和張力檢測電路組成，其將整經(jīng)機當前的各個參數(shù) (發(fā)動機轉(zhuǎn)速、張力等)反饋至可編程控制單元200，從而保證了調(diào)速系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中具有良好的機械特性和實際張力自動控制。另外，本實用新型的張力控制系統(tǒng)還可包括輸入輸出界面，以用于參數(shù)的輸入以及相關(guān)信息的顯示，如圖5所示，該張力控制系統(tǒng)包括與可編程控制單元200相連接的參數(shù)設(shè)定單元700以及顯示單元800。其中，參數(shù)設(shè)定單元700用于輸入張力、速度、圈數(shù)、長度等參數(shù)，顯示單元800可用于顯示系統(tǒng)中實時的張力。以下通過三菱公司的FX2n系列PLC構(gòu)建可編程控制單元的一個實施例，對本實用新型的原理進行進一步說明。如上所述，PLC張力自動控制系統(tǒng)的輸入輸出量均為模擬量，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量，因此，本實施例中，利用模擬量輸入模塊FX2n-4AD來進行A/D轉(zhuǎn)換，并利用模擬量輸出模塊FX2n-4DA來進行D/A轉(zhuǎn)換，它們都是12位的4通道變換模塊，相對于最大值， 精度可達1%。通過對PLC程序設(shè)計，工作時根據(jù)設(shè)定張力值上下限取平均值，和測量的張力值所產(chǎn)生的差提供二路控制電壓，一路在整經(jīng)機啟動和停止過程中控制離合器的摩擦力，控制經(jīng)紗張力不讓其急劇變化。另一路電壓在運行中，用PID控制算法計算。PID控制算法一般指比例項(P) +積分項(I) +微分項(D)，但在實際編程時可以只使用比例項，或使用比例 +積分項，或比例+積分+微分三項都用。積分項的作用是消除系統(tǒng)靜差，微分項可以改善系統(tǒng)的響應(yīng)速度，積分項有緩和輸出值激烈變化的效果。當計算出所需的調(diào)節(jié)量，由移相脈沖單元300產(chǎn)生六相雙脈沖移相信號，去觸發(fā)控制晶間管，當電樞電壓升到一定值后，通過調(diào)速電路繼續(xù)進行弱磁控制進行升降速，以此來實現(xiàn)直流電動機轉(zhuǎn)速的PID閉環(huán)控制，使張力棍上的線速維持穩(wěn)定，進而得到穩(wěn)定的張力。PID控制算法如下
權(quán)利要求1.一種整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測單元、與該檢測單元相連接的可編程控制單元、與該可編程控制單元相連接的移相脈沖單元、與該移相脈沖單元相連接的可控硅整流單元以及與該可編程控制單元相連接的反饋單元，所述可編程控制單元進一步連接有調(diào)節(jié)氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元包括張力檢測器以及與該張力檢測器相連接的放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述可編程控制單元相連接的參數(shù)設(shè)定單元以及顯示單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可控硅整流單元包括勵磁電源電路以及與該電路相連接的多個晶閘管。
專利摘要本實用新型公開了一種整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，包括檢測單元、與該檢測單元相連接的可編程控制單元、與該可編程控制單元相連接的移相脈沖單元、與該移相脈沖單元相連接的可控硅整流單元以及與該可編程控制單元相連接的反饋單元，所述可編程控制單元進一步連接有調(diào)節(jié)氣閥。本實用新型的整經(jīng)機張力自動控制系統(tǒng)，可通過可編程邏輯控制器的設(shè)計以及簡單的外圍電路，使張力系統(tǒng)達到穩(wěn)定、準確、快速的要求，實現(xiàn)了整經(jīng)機在卷繞經(jīng)紗過程中經(jīng)紗的精確張力自動控制。
文檔編號D02H13/14GK202116783SQ201120145539
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者朱宗民 申請人:上海金熊造紙網(wǎng)毯有限公司