CN109056126A - 竹节雪尼尔纱电气控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹节雪尼尔纱电气控制系统和方法，包括供电电路和连接于所述供电电路的PLC控制系统，所述PLC控制系统依次通过变频器和交流接触器连接于主轴电机和罗拉电机，所述主轴电机输出端具有用于检测所述主轴电机输出端速度的速度传感器，所述速度传感器连接于所述PLC控制系统。本发明通过在主轴电机输出端设置速度传感器，能够保证在主轴电机不停车的情况下罗拉电机不会停车，避免出现主轴电机在罗拉电机停车的时候继续加捻导致布面出现捻度不均情况等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种竹节雪尼尔纱技术领域，特别是指一种竹节雪尼尔纱电气控制系统和方法。
背景技术
竹节雪尼尔纱线是一种利用普通变频器控制方式开发的纱线，因其竹节部分比常规部分略粗，形同鼓凸的肚子，所以也称“大肚雪尼尔纱线”，该产品的推出，更加丰富雪尼尔产品的种类，使布面具有了某种立体的效果。但在产品推出一段时间后，客户反映出在有些布面中出现“有规律的阶梯堆积现象”、“竹节重叠”、“竹节形似尖椒的怪异形状”和“竹节脱绒”等现象。
据分析布面出现上述问题的原因主要在以下几个方面：
A：竹节有规律的阶梯堆积和竹节重叠问题，基本是受变频器多段速段位不足，循环周期短等影响。
B：竹节形状怪异的问题，除与变频器多段速段位不足有关以外，还与简易循环过程有关。
C：竹节脱绒问题，主要有两方面原因：一是与染整工艺有直接关系，二是纺纱工艺的缺陷，即在生产过程中，由于工艺设计问题，在竹节处停顿稍长，造成短绒堆积过多，同时也将捻度传递至常规纱之中，造成常规纱捻度过高，而竹节处捻度偏低了，极易出现脱绒现象。
此外，现有技术中的罗拉电机采用按钮停止开关动作，主轴电机与罗拉电机使用同一启动按钮，在工作人员操作启动按钮后主轴电机与罗拉电机同时接收到启动命令并同时开始工作，同样地，在结束的时候，也同步停车，甚至出现罗拉电机先于主轴电机停车的情况，即使是同步停车但是罗拉电机和主轴电机的输出端在停止的时候通常会有惯性现象，在停止以后还会持续工作一段时间，并且工作人员无法控制两者完全停止的先后顺序，常常容易出现纱线捻度不均等情况，导致最后的布面成品存在质量问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种竹节雪尼尔纱电气控制系统；
本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种竹节雪尼尔纱电气控制方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种竹节雪尼尔纱电气控制系统，包括供电电路和连接于所述供电电路的PLC控制系统，所述PLC控制系统依次通过变频器和交流接触器连接于主轴电机和罗拉电机，所述主轴电机输出端具有用于检测所述主轴电机输出端速度的速度传感器，所述速度传感器连接于所述PLC控制系统。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述速度传感器设置在由主轴电机拖动的机械部处，以用于检测所述机械部的速度。
通过上述方案，能够直接检测主轴电机拖动的机械部分的速度，保证罗拉电机在这些机械部分停止后再停止动作，避免机械部分由于惯性作用而出现继续加捻导致布面出现捻度不均的情况。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述PLC控制系统连接有与所述速度传感器耦合的固态继电器，所述固态继电器连接在罗拉电机的供电端。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述PLC控制系统包括PLC控制器和连接于所述PLC控制器的控制系统；所述供电电路包括交流供电电路和直流供电电路，所述交流供电电路连接于接触器控制器和PLC控制器，所述接触器控制器连接于所述交流接触器，所述直流供电电路连接于控制系统和速度传感器。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述交流供电电路与PLC控制器之间连接有降压电路；所述直流供电电路包括第一输出电路和第二输出电路，所述第一输出电路连接于所述控制系统，所述第二输出电路连接于所述速度传感器。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述降压电路输出端电压为90～150V；所述第一输出电路输出端电压为24V，所述第二输出电路输出端的电压为6.3V。
通过上述技术方案，将市电220V降压至低后供PLC使用，能够PLC的使用寿命。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统中，所述交流接触器与主轴电机和罗拉电机之间均具有过热载继电器。
通过上述技术方案，过热载继电器对罗拉电机和主轴电机起到过载保护作用。
一种基于竹节雪尼尔纱电气控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S1.变频器接收PLC控制系统发送的启动命令，主轴电机进入至相应的工作状态，罗拉电机不工作；
S2.速度传感器检测主轴电机输出端的速度，当检测速度大于第一设定值时驱动罗拉电机进入工作状态；
S3.变频器接收PLC控制系统的控制命令以控制罗拉电机与主轴电机的工作状态；
S4.变频器接收PLC控制系统发送的停机命令，主轴电机停车，罗拉电机继续工作；
S5.当对于主轴电机输出端的检测速度小于第二设定值时，驱动罗拉电机停车。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制方法中，在步骤S3中还包括：
S31.通过PLC控制系统对变频器输出段速调整命令，将罗拉电机在竹节部分的纺纱频率调整为两个段速。
通过上述技术方案，由原来的一个段速调整为两个段速，减少在竹节处的停顿时间，同时使用了一个过渡频率，消除了断崖式的倒三角使竹节两端呈橄榄状，改善了纱线怪异的外观，同时使加在常规纱线上的捻度也相对分散。
在上述的竹节雪尼尔纱电气控制系统的控制方法中，在步骤 S1之前还包括：
S10.PLC控制系统接收任意多个常数值，并根据所述常数值确定纺纱的循环周期，且当其中任一常数值改变时，所述循环周期改变。
通过上述技术方案，通过改变常数值的方式改变循环周期，控制方便，使循环周期随时可变，不容易出现有规律竹节堆积、重叠等现象。
本发明的优点在于：避免了现有技术中因为单独使用变频器而使布面出现的一系列问题，使用本控制方式制成的布面具有捻度均匀，竹节不易堆积、重叠，外形漂亮等优点；同时使罗拉电机受主轴电机的输出速度控制，在主轴电机未停车的状态下，罗拉电机不会停车，保证不会因为罗拉电机先于主轴电机停机而出现的继续加捻导致布面出现捻度不均情况的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一中系统结构框图；
图2是本发明实施例二中的方法流程图；
图3是本发明实施例二中控制方法的部分梯形图。
附图标记：PLC控制系统1；变频器2；交流接触器3；主轴电机4；罗拉电机5；过热载继电器6；固态继电器7；速度传感器8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供了一种竹节雪尼尔纱电气控制系统，包括供电电路和连接于所述供电电路的PLC控制系统1，PLC 控制系统1依次通过变频器2、交流接触器3和过热载继电器6 连接于主轴电机4和罗拉电机5。过热载继电器6对罗拉电机5 和主轴电机4起到过载保护作用，主轴电机4与罗拉电机5可以使用同一个过热载继电器6，也可以分别单独使用一个过热载继电器6，另外，主轴电机4与罗拉电机5可以使用同一个交流接触器3连接，也可以分别单独使用一个交流接触器3。
特别地，主轴电机4输出端具有用于检测主轴电机4输出端速度的速度传感器8，速度传感器8连接于PLC控制系统1。优选地，这里的速度传感器8设置在由主轴电机4拖动的机械部处，以用于检测机械部的速度，这样可以直接检测主轴电机4拖动的机械部分的速度，保证罗拉电机5在这些机械部分停止或降到一定速度后再停止动作，避免机械部分在罗拉电机已经完全停止的情况下由于惯性作用而出现继续加捻导致布面出现捻度不均的情况。
进一步地，PLC控制系统1连接有与速度传感器8耦合的固态继电器7，固态继电器7连接在罗拉电机5的供电端。在启动时，当检测速度达到第一设定值时PLC触点接通，固态继电器7 动作，罗拉电机5受电工作，反之，在停机时，当检测速度低于第二设定值时PLC触点断开，固态继电器7复位，罗拉电机5断电从而实现停车。通过使用这一信号检测手段延长了罗拉电机5 的工作时间，不再是按钮开关动作罗拉电机5就停机，而是受主轴电机4的输出速度控制，在主轴电机4未停车的状态下，罗拉电机5不会停车。
具体地，PLC控制系统1包括PLC控制器和连接于PLC控制器的控制系统；供电电路包括交流供电电路和直流供电电路，交流供电电路连接于接触器控制器和PLC控制器，接触器控制器连接于交流接触器3，直流供电电路连接于控制系统和速度传感器 8。
优选地，交流供电电路与PLC控制器之间连接有降压电路；直流供电电路包括第一输出电路和第二输出电路，第一输出电路连接于控制系统，并输出2.4V电压为控制系统供电，第二输出电路连接于速度传感器8，并输出端6.3V电压为速度传感器8供电。
优选地，PLC控制器，即可编程序逻辑控制器，其本身需要采用交流电源供电其使用电压范围在90V～240V之间，但市电 220V电压波动较大，容易损坏PLC控制器的电源模块，使PLC控制器的使用寿命降低，所以这里采用了降压电路，并且这里的降压电路输出端电压为90～150V，具体可以为110V，将市电220V 降压至110V左右时，延长PLC控制器的使用寿命。
实施例二
如图2所示，本实施例提供了一种竹节雪尼尔纱电气控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S1.变频器2接收PLC控制系统1发送的启动命令，并将启动命令送于主轴电机4，主轴电机4接收到启动命令后进入相应的工作状态；
S2.速度传感器8检测主轴电机4输出端的速度，当检测速度大于第一设定值时驱动罗拉电机5进入工作状态；
S3.变频器2接收PLC控制系统1的控制命令以控制罗拉电机 5与主轴电机4的工作状态；
S4.变频器2接收PLC控制系统1发送的停机命令，并将停机命令送于主轴电机4，主轴电机4接收到停机命令后停止工作，进入停车状态，罗拉电机5继续工作；
S5.当对于主轴电机4输出端的检测速度小于第二设定值时，控制罗拉电机5停止工作，进入停车状态。
这里的第一设定值与第二设定值可以相等，也可以不相等，这里设置为相等，例如一个接近于零的速度，0.1r/S。
具体为，速度传感器8检测主轴电机4推动的机械部的运动速度，当这个运动速度大于第一设定值时，PLC与罗拉电机5相关的输出触点接通，固态继电器7动作，罗拉电机5受电工作，同时启动命令经过变频器2发送给罗拉电机5，使罗拉电机5根据变频器2发送过来的启动命令进入相应的工作状态；在停机的时候，停机命令通过变频器2发送给主轴电机4，主轴电机4随即停车，但是由于惯性存在，此时主轴电机4输出端仍然具有速度，只有当速度降低到第二设定值以下时，PLC与罗拉电机5相关的输出触点断开，固态继电器7闭合，罗拉电机5断电停车，从而保证罗拉电机5在主轴电机4停车后才停车，保证纱线捻度均匀。
目前变频器2多段速的段位有限20段位以内；竹节纱的组成是由竹节纱和常规纱两部分构成，在变频器2的段位中占用了两个段位，因此，一台提供15段速的变频器2，最多只能做7段纱线，所以单由变频器2控制的方式存在段位不足的问题。并且，使用变频器2纺纱过程中，每一个周期内的长度固定不变，这样周而复始以后，容易出现有规律竹节堆积、重叠等现象。
所以本实施例采用外部输入变频信号的方式保证足够的段位，即通过PLC控制系统1控制，具体在步骤S1之前执行：
S10.PLC控制系统1接收任意多个常数值，并根据所述常数值确定纺纱的循环周期，且当其中任一常数值改变时，所述循环周期改变。
如图3所示，这里使用8个常数值的方式，8个常数值分别为D0-D8，PLC控制系统的部分梯形图如图3所示，在控制程序中通过前述常数值获得循环周期和两个周期间的循环间隔，根据获得的循环周期和循环间隔向变频器2发出控制命令。若要改变循环周期，任意改变一个或多个常数值即可，使循环周期随时可变，不容易出现有规律竹节堆积、重叠等现象。
此外，因竹节部分在纺纱时，罗拉电机5使用的是慢速，即一段速，常规纱部分使用的是快速，在慢速转换到快速时，在竹节的尾部会出现“倒三角”的现象，使竹节纱与常规纱的连接处呈“断崖”式的徙变状态，使形状怪异。本实施例针对该问题做了改进，具体表现为：S31.通过PLC控制系统1对变频器2输出段速调整命令，将罗拉电机5在竹节部分的纺纱频率调整为两个段速。这里将竹节部分的纺纱频率由原来的一个段速调整为两个段速，减少在竹节处的停顿时间，同时在慢速转换快速的过程中使用了一个过渡频率，消除了断崖式的倒三角使竹节两端呈橄榄状，改善了纱线怪异的外观，使加在常规纱线上的捻度也相对分散。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了PLC控制系统1；变频器2；交流接触器3；主轴电机4；罗拉电机5；过热载继电器6；固态继电器7；速度传感器8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，包括供电电路和连接于所述供电电路的PLC控制系统(1)，所述PLC控制系统(1)依次通过变频器(2)和交流接触器(3)连接于主轴电机(4)和罗拉电机(5)，所述主轴电机(4)输出端具有用于检测所述主轴电机(4)输出端速度的速度传感器(8)，所述速度传感器(8)连接于所述PLC控制系统(1)。
2.根据权利要求1所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述速度传感器(8)设置在由主轴电机(4)拖动的机械部处，以用于检测所述机械部的速度。
3.根据权利要求2所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统(1)连接有与所述速度传感器(8)耦合的固态继电器(7)，所述固态继电器(7)连接在罗拉电机(5)的供电端。
4.根据权利要求1所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统(1)包括PLC控制器和连接于所述PLC控制器的控制系统；所述供电电路包括交流供电电路和直流供电电路，所述交流供电电路连接于接触器控制器和PLC控制器，所述接触器控制器连接于所述交流接触器(3)，所述直流供电电路连接于控制系统和速度传感器(8)。
5.根据权利要求4所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述交流供电电路与PLC控制器之间连接有降压电路；所述直流供电电路包括第一输出电路和第二输出电路，所述第一输出电路连接于所述控制系统，所述第二输出电路连接于所述速度传感器(8)。
6.根据权利要求5所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述降压电路输出端电压为90～150V；所述第一输出电路输出端电压为24V，所述第二输出电路输出端的电压为6.3V。
7.根据权利要求4所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统，其特征在于，所述交流接触器(3)与主轴电机(4)和罗拉电机(5)之间均具有过热载继电器(6)。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的竹节雪尼尔纱电气控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.变频器(2)接收PLC控制系统(1)发送的启动命令，主轴电机进入至相应的工作状态，罗拉电机(5)不工作；
S2.速度传感器(8)检测主轴电机(4)输出端的速度，当检测速度大于第一设定值时驱动罗拉电机(5)进入工作状态；
S3.变频器(2)接收PLC控制系统(1)的控制命令以控制罗拉电机(5)与主轴电机(4)的工作状态；
S4.变频器(2)接收PLC控制系统(1)发送的停机命令，主轴电机(4)停车，罗拉电机(5)继续工作；
S5.当对于主轴电机(4)输出端的检测速度小于第二设定值时，驱动罗拉电机(5)停车。
9.根据权利要求8所述的竹节雪尼尔纱电气控制方法，其特征在于，在步骤S3中还包括：
S31.通过PLC控制系统(1)对变频器(2)输出段速调整命令，将罗拉电机(5)在竹节部分的纺纱频率调整为两个段速。
10.根据权利要求8所述的竹节雪尼尔纱电气控制方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：
S10.PLC控制系统(1)接收任意多个常数值，并根据所述常数值确定纺纱的循环周期，且当其中任一常数值改变时，所述循环周期改变。
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