CN114232182A - 一种基于pc的三维织机控制系统及织造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PC的三维织机控制系统，包括工业计算机，工业计算机内设置有软PLC和人机交互系统；人机交互系统包括：设计系统模块，用于三维织物组织结构的设计；系统参数模块，用于设置织造参数；数据管理模块，用于对织造过程中的历史数据进行查看、存储和报表。本发明公开了一种织造方法，包括织造主程序和织造子程序，织造主程序的流程依次包括设备初始化，织物组织结构设计和选择织造模式，织造模式包括全自动模式，全自动模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。本发明把控制、通信、人机界面及各种特定的应用全都合为一体，运用于同一个PC硬件平台上，能更好地满足三维织机自动化控制的要求。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种基于PC的三维织机控制系统及织造方法。
背景技术
三维织机主要包括送经、张力控制、拢纱、开口、引纬、打纬、锁边和卷取等机构，各机构遵循既定的工作时序，相互协调，完成织物的织造成形。张力控制机构，开口机构和锁边机构采用气缸驱动，送经机构，引纬机构，打纬机构和卷取机构采用伺服电机作为动力源。
在现有的三维织机的控制系统中，主控计算机作为数据管理的上位机，用于程序设计、修改三维织物的组织参数、数据显示、系统管理等方面，而不直接参与控制过程；PLC作为数据控制的下位机，用于程序运行，产生电信号控制织机各执行机构的实际动作，由传感器监测动作是否到位，再把信号传回给PLC，决定是否开始下一步动作。主控计算机与PLC之间通过串口方式通信，进行数据信息的交换。
公告号为CN103757818B的专利说明书中公开了一种碳纤维三维织物编织机，包括机架以及设置在机架上的碳棒固定架机构、碳棒固定架定位装夹机构、碳棒定量升降机构、编织物定量升降机构、碳棒固定架120°定位旋转机构、X向导纱运行机构和Y向导纱运行机构，机架的顶部平面为工作台面，机架的旁侧设置有电气控制箱和控制面板箱；电气控制箱内设置有电气控制系统，电气控制系统包括主控制器单元以及、碳棒升降控制单元、编织物升降控制单元、碳棒固定架旋转控制单元、X向导纱控制单元和Y向导纱控制单元，控制面板箱内设置有人机交互设备。
或如公告号为CN111733509B的专利说明书中公开了一种三维多层仿形织造过程多机协同智能控制系统，包括斜纱引导机构、综框、打纬机构、卷取机构、定型机构、织口、钢筘和垂纱引导机构，。该三维多层仿形织造过程多机协同智能控制系统，通过对三维多层仿形织造工艺技术的研究，在纱线阵列中沿z向加入定向纱线，以及在垂直于交织厚度方向的面内加入两组互相垂直的横向纤维和纵向纤维，形成三维5向纤维交织物。
上述两种系统均缺乏三维织物结构在线设计，织造程序在线设计与修改，织造过程大量数据存储与管理和与各种外围设备进行双向信息交流等重要功能，已不能满足三维织机快速反应生产的灵活性要求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种基于PC的三维织机控制系统，具有开放的体系结构、强大的网络通讯能力和数据处理能力，把控制、通信、人机界面及各种特定的应用全都合为一体，运用于同一个PC硬件平台上，能更好地满足三维织机自动化控制的要求。
一种基于PC的三维织机控制系统，包括工业计算机，所述工业计算机内设置有软PLC和人机交互系统；所述人机交互系统包括：
设计系统模块，用于三维织物组织结构的设计；
系统参数模块，用于设置织造参数；
数据管理模块，用于对织造过程中的历史数据进行查看、存储和报表。
本方案采用软PLC作为主站，把控制、通信、人机界面及各种特定的应用全都合为一体，运用于同一个PC硬件平台上，简化了三维织机控制系统的体系结构，实现了织造程序在线设计与修改，使用方便。
作为优选，所述人机交互系统还包括：
调试系统模块，用于调试所有执行元件的动作；
过程监控模块，用于实时显示织造过程中的数据；
故障诊断模块，用于监测传感器信号并显示故障信息。
作为优选，所述工业计算机通信连接有第一从站和第二从站；
所述第一从站通讯连接有操作按钮、传感器信号、操作指示灯、张力气动系统、开口气动系统和锁边气动系统；
所述第二从站通讯连接有送经伺服系统，引纬伺服系统，打纬伺服系统和卷取伺服系统。
作为优选，所述工业计算机内设置有用于通信连接其他外围设备的以太网通信卡。
本发明的另一目的在于提供一种织造方法，包括织造主程序和织造子程序，所述织造主程序的流程依次包括设备初始化，织物组织结构设计和选择织造模式，所述织造模式包括全自动模式，所述全自动模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。
作为优选，所述织造模式还包括单步模式，所述单步模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。
作为优选，所述织造模式还包括调试模式，所述调试模式包括调试运动机构。
作为优选，所述织造子程序的流程依次包括提综动作、剑杆前进、右侧锁边、左侧锁边、钢筘前进、钢筘退回、纬截面完成判断、织物卷取、产品完成判断。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用软PLC作为主站，把控制、通信、人机界面及各种特定的应用全都合为一体，运用于同一个PC硬件平台上，简化了三维织机控制系统的体系结构，实现了织造程序在线设计与修改，使用方便。
(2)本发明利用PC软硬件平台的优势，采用高级语言对人机交互系统进行定制化地开发，实现了三维织物结构在线设计和织造过程大量历史数据存储与管理。
(3)本发明采用软PLC平台把软件做成了标准的模块，面对不同的三维织物组织结构需求，只需要修改模块中的几个参数就能实现自动织造，提高了三维织物生产的灵活性和效率。
附图说明
图1为本发明总体结构框图；
图2为人机交互系统框图；
图3为织造主程序的流程框图；
图4为织造子程序的流程框图；
图5为一种实施例的纹板图和选纬图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于PC的三维织机控制系统，包括工业计算机，工业计算机内设置有软PLC、人机交互系统、现场总线通信卡和以太网通信卡；其中，软PLC与人机交互系统在工业计算机硬件平台上运行，现场总线通信卡与以太网通信卡安装在工业计算机硬件平台上，其他外围设备通过以太网通信卡相连接。
本实施例中，工业计算机还通信连接有从站1与从站2，从站1与从站2通过Profibus总线连接到现场总线通信卡，DI模块和DO模块与从站1相连接，DI模块上连接有操作按钮和传感器，DO模块上连接有操作指示灯、张力气动系统、开口气动系统和锁边气动系统，从站2下通过CAN总线连接有送经伺服系统、引纬伺服系统、打纬伺服系统和卷取伺服系统。
如图2所示，人机交互系统包括设计系统模块、系统参数模块、数据管理模块、调试系统模块、过程监控模块和故障诊断模块；其中，设计系统模块用于三维织物组织结构的设计；系统参数模块用于设置织造参数，织造参数具体包括纱线张力值，伺服运行距离、速度等；数据管理模块用于对织造过程中的历史数据进行查看、存储和报表；调试系统模块用于调试所有执行元件的动作；过程监控模块用于实时显示织造过程中的数据；故障诊断模块用于监测传感器信号并显示故障信息。
一种织造方法，包括织造主程序和织造子程序，如图3所示，织造主程序的流程依次包括设备初始化，织物组织结构设计和选择织造模式；织造模式包括全自动模式、调试模式和单步模式。其中，全自动模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造；调试模式包括调试运动机构；单步模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。
如图4所示，织造子程序的流程依次包括提综动作、剑杆前进、右侧锁边、左侧锁边、钢筘前进、钢筘退回、纬截面完成判断、织物卷取、产品完成判断。
具体地，第一步由开口机构的气缸驱动综框作升降运动，当综框运动到达规定的位置时，经纱之间形成多个梭口，此时气缸上的传感器发出到位信号；第二步引纬机构的伺服电机驱动多个剑杆从经纱的左侧向前运动，剑杆头牵引纬纱进入对应的梭口，直到纬纱到达经纱的右侧并形成织边三角区，同时传感器反馈一个剑杆到位信号；第三步右侧锁边机构开始运动，首先水平气缸驱动锁边针与垂直气缸作直线运动到达织边三角区的正上方，传感器发出到位信号，然后垂直气缸驱动锁边针向下运动，并套住剑杆头上的纬纱，传感器反馈到位信号；第四步剑杆退回到初始位置，给出到位信号；第五步左侧锁边机构开始运动，与右侧锁边机构作相同的运动，并判断到位；第六步左右两侧的锁边机构由各自的水平气缸驱动作直线运动，两侧的锁边针带着纬纱运动到织口，传感器发出到位信号；第七步打纬机构的伺服电机驱动钢筘将织口处的纬纱打紧，发出打纬到位信号，打纬完成后钢筘复位，发出复位到位信号；第八步判断一个纬纱截面是否织造完成，如果没有完成则返回第一步，如果完成则进入第九步；第九步送经伺服和卷取伺服启动，卷取机构运动指定的距离，将刚刚织造完成的纬纱截面引离织口，送经机构运动指定的距离，送出与卷取量相同的经纱，并反馈送经和卷取完成信号；至此一个织造循环结束。
本实施例中，提综动作中综框的升降顺序调用图5中的纹板图，剑杆前进动作中剑杆的选择调用图5中的选纬图。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于PC的三维织机控制系统，包括工业计算机，其特征在于，所述工业计算机内设置有软PLC和人机交互系统；所述人机交互系统包括：
设计系统模块，用于三维织物组织结构的设计；
系统参数模块，用于设置织造参数；
数据管理模块，用于对织造过程中的历史数据进行查看、存储和报表。
2.根据权利要求1所述的三维织机控制系统，其特征在于，所述人机交互系统还包括：
调试系统模块，用于调试所有执行元件的动作；
过程监控模块，用于实时显示织造过程中的数据；
故障诊断模块，用于监测传感器信号并显示故障信息。
3.根据权利要求1所述的三维织机控制系统，其特征在于，所述工业计算机通信连接有第一从站和第二从站；
所述第一从站通讯连接有操作按钮、传感器、操作指示灯、张力气动系统、开口气动系统和锁边气动系统；
所述第二从站通讯连接有送经伺服系统，引纬伺服系统，打纬伺服系统和卷取伺服系统。
4.根据权利要求1所述的三维织机控制系统，其特征在于，所述工业计算机内设置有用于通信连接其他外围设备的以太网通信卡。
5.一种织造方法，其特征在于，包括织造主程序和织造子程序，所述织造主程序的流程依次包括设备初始化，织物组织结构设计和选择织造模式，所述织造模式包括全自动模式，所述全自动模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。
6.根据权利要求5所述的织造方法，其特征在于，所述织造模式还包括单步模式，所述单步模式的流程依次包括读取织造参数，调用织造运动子程序和判断连续织造。
7.根据权利要求5所述的织造方法，其特征在于，所述织造模式还包括调试模式，所述调试模式包括调试运动机构。
8.根据权利要求5-7任一所述的织造方法，其特征在于，所述织造子程序的流程依次包括提综动作、剑杆前进、右侧锁边、左侧锁边、钢筘前进、钢筘退回、纬截面完成判断、织物卷取、产品完成判断。
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