方案原理圖

圖1　緊密紡細紗機傳動方案原理圖

在緊密紡細紗機的控制系統，采用了三套施耐德電氣公司的Twin Line系列伺服驅動系統和無刷伺服電機，分別控制前、后羅拉以及鋼領板；采用1臺ATV71變頻器控制主傳動電機，采用1臺ATV31變頻器控制風機；整個系統采用Micro PLC控制，Micro PLC與變頻器及伺服間采用高速CANopen總線進行通訊，同時采用XBT-G 5.7”黑白觸摸屏進行系統操作和監控。

Micro+ATV71+ATV31+TWLIN+XBTG方案硬件配置

控制特點

控制器：由Micro PLC實現整機的邏輯控制和參數計算，實現整機的最優控制。
Micro系列PLC是施耐德電氣公司推出的具有強大處理能力和較大的存儲空間的中小型PLC(I/O點最多256點)。通過Micro PLC準確的運算和高精度的模擬量輸出，控制Twin Line系列伺服系統，可以實現緊密紡細紗機所要求的前、后羅拉精密同步、以及鋼領板電子成形；Micro PLC的內存擴展功能也為緊密紡細紗機控制所需的大容量數據存儲區提供了有力的保障。

人機界面：由觸摸屏XBTG HMI實現紡紗參數的設定、顯示和故障監控。

錠子和羅拉的變頻調速（ATV71）
錠子利用變頻器的多段速功能很好地滿足了細紗的工藝要求,前后羅拉通過ATV71進行嚴格速度同步，實現對粗紗的精密牽伸。其主要優勢在于能夠根據落紗大、中、小紗的張力變化，實現自動無級變速，優化紡紗條件，以盡可能地保持紡紗各階段的張力穩定，對進一步降低斷頭，減少毛羽，實現優質高產，降低能耗和減輕值車工勞動強度都將起到積極作用。

ATV71系列變頻器是施耐德電氣公司推出的基于現代控制理論矢量控制技術的具有高性能和強大功能的全系列變頻器。調速范圍1～100(開環)，1～1000(閉環)；調速精度為10%(開環)， 0.01%(閉環)；過力矩能力為170%60s或220%2s。集成EMC A級濾波器，集成了Modbus和CANopen兩種工業現場總線。
風機的變頻調速（ATV31）: ATV31系列變頻器具有可靠性高、結構緊湊、便于使用等特點，內置A級EMC濾波器，集成了Modbus和CANopen兩種工業現場總線。

圖2　緊密紡細紗機錠子的多段速

細紗的成形：由伺服控制鋼領板升降。
應用伺服控制器的電子凸輪功能， 預先下載兩條曲線至伺服驅動器，在機器啟動后，伺服接受信號輸入啟動凸輪曲線后兩條曲線交替切換工作。用戶可從人機界面上輸入相關參數，然后通過通訊傳到伺服相關參數可以修正曲線以適應不同的產品需求。關于停電后恢復生產的功能，電子凸輪提供實時讀取當前主軸位置的功能，TLC6的內存區內可以提供若干斷電記憶的變量區間，我們利用這些功能將斷電前瞬間的位置記住，在恢復電源之后重新進行生產過程。

圖3  鋼領板升降電子凸輪曲線　

自動落紗:由位置型伺服實現細紗的高速、精準、全自動落紗。
應用伺服控制器的(位置型) 點到點精確定位，同時應用伺服控制器的內置編程功能實現停電時的位置記憶。

現場總線通訊：速率高達1M的CANopen總線。
CANopen總線是基于CAN BUS的高層協議，秉承了CAN總線的抗干擾性強、高速、實時的優點，另外CANopen應用PDO、SDO、NMT等通訊對象，方便了總線的管理和應用。施耐德的ATV31、ATV71及伺服系統TWLIN均內置了CANopen，因此，將CANopen應用于多電機傳動的緊密紡細紗機，不僅可獲得高性能的總線通訊，而且非常經濟。