伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用越來(lái)越多，這種應(yīng)用有利于提高紡織機(jī)械的生產(chǎn)效率，便于整個(gè)機(jī)器的維護(hù)。施耐德電氣運(yùn)動(dòng)控制部的產(chǎn)品應(yīng)用于紡織機(jī)械已經(jīng)有某交叉鋪網(wǎng)機(jī)，某工廠緊密紡細(xì)紗機(jī)，某廠細(xì)紗機(jī)等，某廠的拷貝型整經(jīng)機(jī)。我們的產(chǎn)品分為兩個(gè)系列，TWINLINE和LEXIUM，面對(duì)OEM客戶時(shí)，我們主推TWINLINE系列的產(chǎn)品。TWINLINE系列中的驅(qū)動(dòng)器部分又分為4種，分別是TLD：一般驅(qū)動(dòng);TLC4：具有特殊輸入輸出功能定義的數(shù)據(jù)設(shè)置型定位控制器;TLC5：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制的定位控制器;TLC6：可自由編程的定位控制器。

根據(jù)客戶對(duì)伺服系統(tǒng)功能的不同需要，我們選擇不同的驅(qū)動(dòng)器類型。本文以某廠拷貝型整經(jīng)機(jī)為例說(shuō)明TWINLINE產(chǎn)品的運(yùn)用。

機(jī)器及工藝

拷貝型整經(jīng)機(jī)設(shè)計(jì)工藝為：因?yàn)楸緳C(jī)器的生產(chǎn)產(chǎn)品是用于精編機(jī)的經(jīng)軸，而一臺(tái)精編機(jī)上需要多個(gè)線紗長(zhǎng)度，張力基本一致的經(jīng)軸，所以在生產(chǎn)的時(shí)候首先做出一個(gè)母盤(pán)頭，接下來(lái)的子盤(pán)頭要求實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度一致，張力波動(dòng)非常小。具體要求到PLC就是記錄每一段的紗線長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)子母盤(pán)之間的比較后根據(jù)各段的長(zhǎng)度狀況及累計(jì)的誤差狀況調(diào)整伺服的送料速度，送而實(shí)現(xiàn)張力波動(dòng)不大的情況下紗線總長(zhǎng)度基本一致。

在配置方面，經(jīng)軸主驅(qū)動(dòng)為ATV58F的變頻器驅(qū)動(dòng)經(jīng)軸，PLC選用了可以支持CANOPEN通訊的MICRO 3722型，伺服選用了TWINLINE的TLC53驅(qū)動(dòng)器外加SER3BD電機(jī)(2.2KW)。

客戶以前的類似機(jī)型是利用雙變頻結(jié)構(gòu)來(lái)完成整個(gè)工藝過(guò)程，利用模擬量控制變頻速度的方式來(lái)調(diào)節(jié)速度和張力，由于變頻的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以最終的產(chǎn)品效果并未達(dá)到用戶的期望，為了滿足動(dòng)態(tài)的相應(yīng)效果，用戶接受了我們使用伺服中電子齒輪功能進(jìn)行角度跟蹤的方案。

系統(tǒng)配置：

系統(tǒng)配置見(jiàn)圖2所示:

系統(tǒng)的功能說(shuō)明：

TLC5的功能非常豐富，它可以實(shí)現(xiàn)單軸運(yùn)動(dòng)控制所需的大部分功能，包括點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，手動(dòng)控制，速度控制，力矩控制，電子齒輪功能。

在本應(yīng)用中伺服工作在電子齒輪工作模式，經(jīng)軸上方有個(gè)測(cè)速羅拉，經(jīng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紗線帶動(dòng)測(cè)速羅拉轉(zhuǎn)動(dòng)，在測(cè)速羅拉上安裝有一個(gè)編碼器，伺服跟蹤該編碼器，按照設(shè)定的齒輪比進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。PLC程序計(jì)算子盤(pán)頭當(dāng)前的米數(shù)和記錄的母盤(pán)頭米數(shù)的偏差，如果子盤(pán)頭略少則增加伺服的供絲速度，反之則減少。這種做法的好處是測(cè)速羅拉的線速度基本上保持不變，從而角速度的變化也很小，通過(guò)微量調(diào)整伺服的齒輪比來(lái)改變伺服的速度既可以增加供絲量也可以減少?gòu)埩Φ牟▌?dòng)。

MICRO PLC與TLC53的連接通過(guò)CPP110通訊卡來(lái)實(shí)現(xiàn)，在SYCON軟件中，我們可以把伺服的使能控制，電子齒輪的開(kāi)關(guān)控制以及伺服的狀態(tài)配置為PDO的方式，這樣的配置保證了控制邏輯上最高的通訊優(yōu)先級(jí)。此外在程序中利用SDO方式發(fā)送電子齒輪比。

我們將通訊的建立模式改為程序延時(shí)建立，這樣做法保證了CANOPEN通訊在頻繁的斷電中仍然可靠地工作。

從用戶的初步試車結(jié)果來(lái)看，本系統(tǒng)的效果比起雙變頻的系統(tǒng)來(lái)講有了很大的提高，2萬(wàn)米的拷貝結(jié)果，誤差在3米以內(nèi)，只有以前雙變頻方案結(jié)果的十分之一左右，用戶對(duì)此結(jié)果是比較滿意的。

伺服系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)：

在以前的文章中，我曾經(jīng)敘述過(guò)在選用伺服系統(tǒng)時(shí)，不僅要考慮功率，更要考慮扭矩和負(fù)載系統(tǒng)的慣量。這是作為一個(gè)伺服選用的專業(yè)角度來(lái)考慮的問(wèn)題。伺服應(yīng)用有其慣量匹配的要求，在負(fù)載慣量和電機(jī)自身慣量比大于10的情況下，電機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)會(huì)很難調(diào)而且系統(tǒng)的穩(wěn)定性存在隱患。

此外考慮到系統(tǒng)工藝的要求分解到伺服系統(tǒng)的部分，我們應(yīng)該選擇合適的驅(qū)動(dòng)器類型與之匹配，這樣我們才能提供最適合并且最經(jīng)濟(jì)的方案。以本案為例，因?yàn)樾枰诳偩€通訊的情況下運(yùn)用電子齒輪的功能，所以選擇TLC5驅(qū)動(dòng)器。

作為功率器件的變頻和伺服，一定要做好接地，這是必須反復(fù)強(qiáng)調(diào)的常識(shí)但是經(jīng)常為我們所輕視。

總結(jié)

本文所說(shuō)的應(yīng)用案例是伺服系統(tǒng)比較典型的單軸應(yīng)用，施耐德伺服系統(tǒng)中的電子齒輪功能在這里得到了較好的應(yīng)用，各位同事如果有具體的應(yīng)用案例，盡管與我們聯(lián)系，歡迎各位批評(píng)指正。