紡織細紗機伺服控製係統設計案列

細紗機是紡織廠的專(zhuan) 用設備，要得到粗細相間的紗，隻需讓後輥子的轉速時快時慢即可。cy077設計一套機械差動齒輪減速箱，減速箱的兩(liang) 個(ge) 輸入：一是前輥子通過減速齒輪傳(chuan) 動後輥子的運動;另一是一台永磁同步伺服電機，通過伺服控製係統使其頻繁啟停控製。目前永磁同步電機伺服控製係統最大啟停次數可達280次/min。差動齒輪係的輸出端接後輥子。如伺服電機不轉，後輥子勻速旋轉，紡出的是普通紗，如伺服電機頻繁啟停，經差動輪係合成後，後輥子速度時快時慢，紡出來的就是花式紗了。根據生產(chan) 的需要，需要提高細紗機的車速，以提高紡紗的生產(chan) 率，為(wei) 保持原來花式細紗粗細相間的節距，後輥子轉速變化率需要提高到500次/min，要求伺服電機啟停率也要500次/min。目前，國內(nei) 外生產(chan) 的伺服驅動係統難以滿足要求。

套紡織細紗機伺服控製係統設計案列:采用兩(liang) 台永磁同步電機伺服係統，每台電機啟停250次/min，兩(liang) 台電機啟停時間錯開，通過機械裝置將其合成為(wei) 500次/min。

齒輪係的設計

差動齒輪係的工作原理如圖1所示，來自於(yu) 前輥子的轉速經過齒輪減速後作為(wei) 差動齒輪係的一個(ge) 輸入，另一個(ge) 輸入由兩(liang) 台伺服電動機通過機械合成而成，能實現啟停500次/min。從(cong) 圖可見，若兩(liang) 台伺服電動機不轉，差動齒輪係輸出到後輥子的為(wei) 一個(ge) 低於(yu) 前輥子的均勻速度，此時細紡機紡出為(wei) 普通紗。若兩(liang) 台伺服電機均啟停250次/min，且啟停時間錯開，通過機械合成後為(wei) 啟停500次/min，此時差動輪係輸出到後輥子的變化速度為(wei) 500次/min，細紡機紡出為(wei) 花式紗。

伺服控製係統硬件的設計

在紡紗過程中需要不斷地改變紗的粗細、紗的長度和節距3個(ge) 參數，要求伺服電機不斷改變啟停周期和速度，每種紗常有300多種變化組合，參數要求方便進行調整，而且工作環境較惡劣，可靠性要求高。根據以上要求本文選擇Mitsubishi的FX2N係列可編程控製器。

伺服係統電機采用Mitsubishi的低慣量永磁同步電機，其參數為(wei) 12Nm，22A，2.84KW，3000r/min。兩(liang) 套伺服係統的速度控製號由PLC模擬量I/O模塊FX2N-3A 輸出控製，其模擬電壓為(wei) 0～10V。A、B兩(liang) 套伺服係統的啟停控製信號

由PLC擴展的脈衝(chong) 輸出模塊FX2N-1PG輸出端控製，其相位相互錯開。

為(wei) 了調節紗的粗細、長度和節距，PLC需要不斷檢測前輥子的速度，根據設置的參數和檢測的前輥子速度計算出後輥子的速度和開關(guan) 頻率。本係統中前輥子速度和伺服電機速度的檢測采用光電編碼器，其輸出的脈衝(chong) 信號輸送到PLC的高速計數模塊FX2N-1HC進行計數從(cong) 而得到前輥子的速度以計算伺服電機速度和開關(guan) 頻率。另外PLC選用絕緣型RS232C通訊用適配器與(yu) 工控機進行通訊，以實現參數的設置和監控。工控機采用研華AWS-825，用VB開發工控機的監控程序和控製界麵。

程序設計

速度檢測采用M法測速，在固定的時間間隔Ts內(nei) 讀取速度信號的脈衝(chong) 數從(cong) 而計算出轉速的大小。設m1為(wei) 在固定時間間隔Ts內(nei) 讀取速度信號的脈衝(chong) 數，P為(wei) 電機光電編碼器每轉輸出的脈衝(chong) 數，在時間Ts內(nei) 共發出m1個(ge) 脈衝(chong) ，其速度為(wei) ：。

串行通信模塊數據傳(chuan) 送利用RS指令，其與(yu) 工控機進行串行通信時可以設置數據長度、奇偶性、波特率、停止位等。本係統設置的通信數據長度為(wei) 8位，采用偶校驗，設置1為(wei) 停止位，通信的波特率為(wei) 2400bps。

D/A模塊具有電壓輸出和電流輸出兩(liang) 種形式，電壓輸出可選0～10V和0～5V輸出，本係統選擇0～10V輸出控製伺服電機轉速從(cong) 0～3000r/min變化。數模轉換模塊采用FROM，TO指令，其中FROM控製A/D輸入，TO控製D/A輸出，編程指令包含選擇數模轉換通道和輸入輸出數據存放單元，設置數模轉換命令，輸出或讀入轉換結果等。

上位機的編程

在Windows下用VB實現串行通信有兩(liang) 種方法：一種為(wei) 使用Windows應用編程接口(API)。API提供了完備的應用程序接口函數和中斷方式的通信設備驅動程序(Comm.DRV)。另一種為(wei) 使用VB係統集成環境提供的串行通信控件(MSComm)。它包含了Windows API中串行通信的16個(ge) 函數所完成的功能，且含有使用戶設計方便的對象特性。本係統采用VB係統集成環境提供的串行通信控件(MSComm)實現串行通信。MSComm控件的通信功能的實現實際上是調用了API函數，API函數是由Comm.drv解釋並傳(chuan) 。

以上是紡織細紗機伺服控製係統設計案列， 伺服電機的應用領域就太多了。隻要是要有動力源的，而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如：機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產(chan) 線等。cy077免費提供伺服電機選型與(yu) 技術支持！

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