CN112609274A - 一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器 - Google Patents

一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器 Download PDF

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张亚飞
李占业
吴宗玲
辛东生
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Abstract

本发明涉及一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，该记录器包括触摸屏、控制器、n个设置为不同站点地址的远程IO模块、m×n个断纱检测器，每个远程IO模块输入通道并联连接m个断纱检测器的输出信号，m,n≥1；断纱检测器，用于检测每个锭位纺纱过程中是否断纱，当发生断纱时，持续输出高电平信号至远程IO模块，未断纱时输出低电平信号至远程IO模块，远程IO模块，将采集到的断纱检测器输入信号编码后得到断纱状态信息，将断纱状态信息反馈至控制器；控制器，根据锭位号与远程IO模块的编号及其输入通道号一一对应的关系，将各个远程IO模块发出的断纱状态信息解码后将是否断纱的状态对应到每一个锭位上，计算每一锭位的当前纺纱长度。

Description

一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器
技术领域
本发明属于玻璃纤维纺织机械控制领域，涉及一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，用于玻捻机纺纱过程中某锭位断纱后其纺纱长度的记录。
背景技术
玻捻机在对玻璃纤维进行加捻纺纱时通常只记录整台机的总体纺纱长度，不对单个锭位进行计长，总体纺纱长度只在设备停机时才停止更新。纺纱过程中某一锭位断纱后，由于整机未停，总体纺纱长度仍在累加，但该锭位已停止，实际纺纱长度不再增加，其长度只能由人工称重后，根据单位长度的纱线重量，粗略估算当前的纺纱长度。此方法误差较大，且用于记录和称重的劳动强度大。
随着工厂精细化管理的推进和深入，越来越多的玻捻机厂家需要准确获知每一锭位的纺纱长度。传统的依靠工人称重记录长度的方法，只能通过满车间巡检才能知道哪个锭位断纱，断纱锭位的当前纺纱长度只能通过人工称重测量，再根据单位长度的纱线重量，粗略估算出当前长度，准确性和效率非常低。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，实时记录每一锭位的纺纱长度，可准确得到断纱锭位的已纺纱长度，不必再采用传统的人工称重的方式估算纱线长度，减少人工工作量，显著提高计长准确性及工厂效率。
本发明解决技术的方案是：一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，该记录器包括触摸屏、控制器、n个设置为不同站点地址的远程IO模块、m×n个断纱检测器，每个远程IO模块输入通道并联连接m个断纱检测器的输出信号，m,n≥1；
断纱检测器，用于检测每个锭位纺纱过程中是否断纱，当发生断纱时，持续输出高电平信号至远程IO模块，未断纱时输出低电平信号至远程IO模块；
远程IO模块，集成有m路数字量输入通道且具有总线通讯功能，将采集到的断纱检测器输入信号编码后得到断纱状态信息，将断纱状态信息反馈至控制器；
控制器，根据锭位号与远程IO模块的编号及其输入通道号一一对应的关系，将各个远程IO模块发出的断纱状态信息解码后将是否断纱的状态对应到每一个锭位上，计算每一锭位的当前纺纱长度。
控制器为每一锭位建立单独的存储区，分别用于存储该锭位的锭位号、断纱状态、当前纺纱长度，并将所有锭位的锭位号、断纱状态及对应的纺纱长度在触摸屏上实时显示。
所述远程IO模块与控制器之间采用485串口通信方式进行通信。
所述控制器采用定时轮询的方式获取每个远程IO模块的状态信息，定时轮询周期可在控制程序中设置。
上述玻璃纤维单锭断纱长度记录器还包括编码器，编码器安装在送线电机轴上，送线电机通过齿轮副驱动送线罗拉运动，只要送线电机运动，编码器即输出脉冲至控制器，控制器采集编码器脉冲数并持续累加得到编码器脉冲总数N,通过如下公式即可计算出整机总体纺纱长度L：
总体纺纱长度L＝送线罗拉圈数n'×送线罗拉直径d×π；
送线罗拉直径d为常数，π为圆周率；
送线罗拉圈数n'＝齿轮比i×编码器脉冲总数N/编码器分辨率p；
齿轮比i为送线电机与送线罗拉之间齿轮副比值，为机械常数；
编码器分辨率p即编码器码盘旋转1圈输出脉冲数，为常数。
上述玻璃纤维单锭断纱长度记录器还包括机身控制电路，机身控制电路包括断路器和接触器，用于实现电机启停控制，在接触器控制回路里串联断纱检测器信号，当断纱检测器输出高电平信号时，接触器断开，从而停止该锭位电机运行。
所述触摸屏选用西门子MP277 10英寸触摸屏。
所述控制模块选用西门子公司的S7-300 PLC。
所述触摸屏通过MPI接口与控制器相连，并通过TAG标签与控制器行数据交换。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、采用本发明所提供的长度记录器，可以在纺纱过程中自动记录每一锭位对应的纺纱长度和断纱状态，并在触摸屏上实时显示。用户通过在触摸屏上查看相应页面，即可准确获知哪一锭位断纱，断纱时的纺纱长度是多少。
(2)、与现有通过人工观察和称重的方式相比，本发明能显著提高计长准确性及工厂效率。
附图说明
图1为本发明实施例单锭断纱计长硬件模块连接原理图；
图2为本发明实施例单锭断纱计长控制流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
实施例：
如图1所示，本发明一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，用于在纺纱过程中由控制系统自动记录每一锭位纺纱长度，该记录器包括触摸屏、控制器、机身控制电路、编码器、n个设置为不同站点地址的远程IO模块、m×n个断纱检测器，每个远程IO模块输入通道并联连接m个断纱检测器的输出信号，m,n≥1；本发明的某一具体实施例中，m为16，n为6。
断纱检测器，用于检测每个锭位纺纱过程中是否断纱，当发生断纱时，持续输出高电平信号至远程IO模块，未断纱时输出低电平信号至远程IO模块。
远程IO模块，集成有m路数字量输入通道且具有总线通讯功能(典型通讯总线为RS485)，将采集到的断纱检测器输入信号编码后得到断纱状态信息，将断纱状态信息反馈至控制器；所用该模块数量n视机台锭位数而定。如机台锭位数为96锭，远程IO模块上输入通道为16路，则需要96/16＝6个该模块。每一锭位占用该模块的一路数字量输入通道。
编码器，编码器安装在送线电机轴上，送线电机通过齿轮副驱动送线罗拉运动，只要送线电机运动，编码器即输出脉冲至控制器；
控制器，根据锭位号与远程IO模块的编号及其输入通道号一一对应的关系，将各个远程IO模块发出的断纱状态信息解码后将是否断纱的状态对应到每一个锭位上，计算每一锭位的当前纺纱长度，为每一锭位建立单独的存储区，分别用于存储该锭位的锭位号、断纱状态、当前纺纱长度，并将所有锭位的锭位号、断纱状态及对应的纺纱长度在触摸屏上实时显示；采集编码器脉冲数并持续累加得到编码器脉冲总数N，计算出整机总体纺纱长度L。
机身控制电路，包括断路器和接触器，通过断路器、接触器等器件实现电机启停控制，在接触器控制回路里串联断纱检测器信号，当断纱检测器输出高电平信号时，接触器断开，从而停止该锭位电机运行。
优选地，所述控制器采用定时轮询的方式获取每个远程IO模块的状态信息，定时轮询周期可在控制程序中设置。
优选地，所述触摸屏选用西门子MP277 10英寸触摸屏。
优选地，所述控制模块选用西门子公司的S7-300 PLC。
优选地，所述触摸屏通过MPI接口与控制器相连，并通过TAG标签与控制器行数据交换。
本实施例将断纱检测器的输出信号并联接至远程IO模块的输入通道上，每一锭位的断纱检测器输出信号接入一个远程IO模块的一路输入通道，集成m路数字量输入通道的远程IO模块可连接m个锭位，多个远程IO模块通过通讯总线连接至控制器，控制器再与触摸屏连接。连接关系如图1所示。
每个锭位均由一个断纱检测器检测其纺纱过程中是否断纱，当发生断纱时，断纱检测器可持续输出一个24V高电平信号。该高电平信号进入远程IO模块的数字量输入通道，远程IO模块内部将该通道状态由0改为1。当控制器查询该远程IO模块的状态时，该模块将其上所有m路通道的状态数据一起反馈给控制器。
本例采用的远程IO模块反馈至控制器的状态数据包含以下内容：指令字头(1字节)、有效数据(2字节)、校验码(1字节)、指令结束符(1字节)共5个字节。其中有效数据为2个字节的16进制数，字节位0表示未断纱，1表示断纱。
控制器接收到远程IO模块反馈的指令，将其中的2字节数据按位解码对应到当前模块连接的每一个锭位上，其中低字节数据对应小编号锭位，高字节数据对应大编号锭位。
假定控制器接收到的第1个模块返回的有效数据为十六进制053A，其对应的二进制数及锭位号如下表：
Figure BDA0002828540890000051
低字节数据(上例中3A)对应小编号锭位1～8，高字节数据(上例中的05)对应大编号锭位9～16。数据位0表示未断纱，1表示断纱。上述十六进制053A即对应锭位号2、4、5、6、9、11断纱，其他锭位未断纱。
控制器中为每一锭位建立单独的存储区，分别用于存储该锭位的锭位号、断纱状态、当前纺纱长度等信息，并将所有锭位的锭位号、断纱状态及对应的纺纱长度在触摸屏上实时显示。
控制器通过采集安装在送线电机轴上的编码器脉冲数，并根据传动机构齿轮副比、送线罗拉直径、编码器分辨率等参数计算出整台设备的总体纺纱长度。由于整台设备的送纱机构由一台电机驱动，在未发生断纱时，所有锭位的纺纱长度相同，即均为控制器记录的整台设备总体纺纱长度。
总体纺纱长度L＝送线罗拉圈数n'×送线罗拉直径d×π；
送线罗拉直径d为常数，π为圆周率；
送线罗拉圈数n'＝齿轮比i×编码器脉冲总数N/编码器分辨率p；
齿轮比i为送线电机与送线罗拉之间齿轮副比值，为机械常数；
编码器分辨率p即编码器码盘旋转1圈输出脉冲数，为常数。
本实施例中，启机纺纱时，断纱检测器检测该锭位是否断纱，远程IO模块采集断纱检测器信号，控制器采用定时轮询的方式查询每个远程IO模块的状态信息。未断纱时，控制系统将总体纺纱长度当作每一锭的实时纺纱长度在触摸屏上显示，并持续更新，直到设备停机；当控制器查询到某一锭位发生断纱时，该锭位立即停止运行，同时控制系统停止更新该锭位纺纱长度数值，并记录存储当前长度，触摸屏上该锭位号及其对应的断纱指示灯被点亮。单锭计长的控制流程如图2所示。
综上所述，本发明使用多个集成有m路数字量输入通道且具有总线通讯功能的远程IO模块采集每一个锭位的断纱检测器输出信号，获知该锭位是否发生断纱，并经由通讯总线将每一锭位是否断纱状态反馈至控制器。控制器采用定时轮询的方式查询每个远程IO模块的状态信息，将获取到的状态信息在控制程序中解码后即得到每一锭位的断纱状态，并将所有锭位的锭位号、断纱状态及对应的纺纱长度在触摸屏上实时显示。控制器可记录整台机从启机至停机的实时纺纱长度——统称为总体纺纱长度，未断纱时，将该纺纱长度当作每一锭的实时纺纱长度；当查询到某一锭位发生断纱时，控制系统停止继续更新该锭位纺纱长度数值，并将当前时刻的总体纺纱长度作为该锭位的纺纱长度存储并记录，同时在触摸屏上点亮该锭位号对应的断纱指示灯。
采用本发明所提供的记录器，可以在纺纱过程中自动记录每一锭位对应的纺纱长度和断纱状态，并在触摸屏上实时显示，与现有通过人工观察和称重的方式相比，显著提高计长准确性及工厂效率。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于包括触摸屏、控制器、n个设置为不同站点地址的远程IO模块、m×n个断纱检测器，每个远程IO模块输入通道并联连接m个断纱检测器的输出信号，m,n≥1；
断纱检测器，用于检测每个锭位纺纱过程中是否断纱，当发生断纱时，持续输出高电平信号至远程IO模块，未断纱时输出低电平信号至远程IO模块；
远程IO模块，集成有m路数字量输入通道且具有总线通讯功能，将采集到的断纱检测器输入信号编码后得到断纱状态信息，将断纱状态信息反馈至控制器；
控制器，根据锭位号与远程IO模块的编号及其输入通道号一一对应的关系，将各个远程IO模块发出的断纱状态信息解码后将是否断纱的状态对应到每一个锭位上，计算每一锭位的当前纺纱长度。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于控制器为每一锭位建立单独的存储区，分别用于存储该锭位的锭位号、断纱状态、当前纺纱长度，并将所有锭位的锭位号、断纱状态及对应的纺纱长度在触摸屏上实时显示。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于所述远程IO模块与控制器之间采用485串口通信方式进行通信。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于所述控制器采用定时轮询的方式获取每个远程IO模块的状态信息，定时轮询周期可在控制程序中设置。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于还包括编码器，编码器安装在送线电机轴上，送线电机通过齿轮副驱动送线罗拉运动，只要送线电机运动，编码器即输出脉冲至控制器，控制器采集编码器脉冲数并持续累加得到编码器脉冲总数N,通过如下公式即可计算出整机总体纺纱长度L：
总体纺纱长度L＝送线罗拉圈数n'×送线罗拉直径d×π；
送线罗拉直径d为常数，π为圆周率；
送线罗拉圈数n'＝齿轮比i×编码器脉冲总数N/编码器分辨率p；
齿轮比i为送线电机与送线罗拉之间齿轮副比值，为机械常数；
编码器分辨率p即编码器码盘旋转1圈输出脉冲数，为常数。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于还包括机身控制电路，机身控制电路包括断路器和接触器，用于实现电机启停控制，在接触器控制回路里串联断纱检测器信号，当断纱检测器输出高电平信号时，接触器断开，从而停止该锭位电机运行。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于所述触摸屏选用西门子MP277 10英寸触摸屏。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于所述控制模块选用西门子公司的S7-300 PLC。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维单锭断纱长度记录器，其特征在于所述触摸屏通过MPI接口与控制器相连，并通过TAG标签与控制器行数据交换。
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