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1、自動繞線機系統(tǒng)設計2014年11月28日目錄一.概述二.基本設計三.控制功能說明四.自動繞線機控制系統(tǒng)設計五.系統(tǒng)配置六.CAD圖七?梯形圖附錄控制系統(tǒng)說明一、概述本控制系統(tǒng)設計用于自動繞線機系統(tǒng)。自動繞線機系統(tǒng)擬采用電機控制旋轉臂纏繞紡線的方式，主要工作流程如下：紡線由導輪傳送至旋轉臂前端，進入纏繞前應先將受繞棒轉動至與線團夾板垂直并將紡線前端與受繞棒初步纏繞使其在接下來的纏繞過程中紡線不會松動。纏繞系統(tǒng)機械臂每次纏繞i團紡線。分解動作為有（系統(tǒng)初始化后，旋轉臂在初始纏繞位置等待，受繞棒轉動到纏
2、繞位置后）：旋轉臂慢速纏繞10圈并停止，閉合剪刀剪斷上一次纏繞好的線團，受繞棒轉動一定角度，旋轉臂快速纏繞紡線，一定時間后停止旋轉臂轉動（重復若干次轉角及繞線過程），線團成型后，旋轉臂停止，此時受繞棒與初始位置成90度（正對線團夾板），線團上夾板及剪刀打開，受繞棒向前移動，頂掉前一次繞好的線團，粘紙傳送帶將一片粘紙傳送至線團下夾板處，線團夾板壓緊，受繞棒向后移動與線團分離，線團夾板放松，將受繞棒轉動至初始纏繞位置等待。其中1.旋轉臂、受繞棒轉動控制擬采用伺服電機傳動控制（信號電壓為零時無自轉現象）
3、。2.粘紙傳送帶傳動擬采用無刷直流電機傳動控制。3.受繞棒前后移動，剪刀開閉，線團夾板壓緊和放松采用氣動控制。從旋轉臂旋轉動作開始，至受繞棒回復到初始等待位置準備下一次繞線動作為止，整個流程用時應不超過4分鐘，即每天生產360個線團左右（按每天24小時連續(xù)生產）。旋轉臂轉動示意圖受繞棒轉動及前后移動控制示意圖粘紙傳送帶示意圖二、基本設計1.概述本控制方案依據當今最新控制理念，采用貝加萊高性能的PCC(可編程計算機控制器)以及B&RAutomationStudio作為主控制單元，實現全套自動繞線機控
4、制系統(tǒng)的完美方案。貝加萊PCC與常規(guī)PLC相比較，最大的特點在于其類似于大型計算機的分時多任務操作系統(tǒng)和多樣化的應用軟件的設計，常規(guī)的PLC人多采用單任務的時鐘掃描或監(jiān)控程序，來處理程序本身的邏輯運算指令和外部的I/O通道地狀態(tài)采集與刷新，這樣處理，直接導致了真正意義上的“控制速度”依賴于應用程序的大小，這一結果，無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺，這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關，而是由操作系統(tǒng)
5、的循環(huán)周期決定，由此，它將應用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了真正實時控制的要求。貝加萊PCC的獨特硬件結構使其具備強大的復雜分析運算能力。在其核心的運算模塊內部，PCC為其CPU配備了數倍于常規(guī)PLC的人容量存儲單元(100K-16M),這無疑為強大的系統(tǒng)和應用軟件提供了監(jiān)視的硬件基礎。另外貝加萊控制系統(tǒng)提供了許多功能強大的專業(yè)化功能運動控制功能塊?如電子齒輪，電子凸輪，轉矩控制，觸發(fā)定位，鼓序列發(fā)生器,CNC等，可以方便的滿足各種控制需求，實現同步控制功能。即使對于遠距離的電
6、機，貝加萊控制系統(tǒng)也可以通過工業(yè)總線網絡通信方式實現和遠距離的電機同步調速，大大減少布線數量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。除了能完成同步控制外，貝加萊控制器還可實現梯度提速，用戶可以設定期望達到的速度和達到該速度所需的時間，PCC以固定的加速度達到設定速度。整個自動化系統(tǒng)由一套可編程計算機控制器PCC相連接。根據需要可選擇設置上位機（操作面板），主要用于整個自動化系統(tǒng)工藝過程及數據的動態(tài)顯示、系統(tǒng)主耍設備的停送電、工藝參數的設定、故障報警顯示、整個自動化系統(tǒng)監(jiān)控、生產報表打印以及生產管理等。由貝加萊可編程控制
7、器PCC（2003系列）組成全套自動繞線機系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，用于完成各部分中傳動裝置的速度設定、聯調，以及必要的手動操作、現場工藝數據的顯示等。伺服傳動裝置與PCC之間采用網絡通信，即工業(yè)現場總線（CANbus）的控制方式，以確保系統(tǒng)的調速性能。利用CAN-bus高速通信，可以克服模擬量、串行通訊及傳統(tǒng)的工業(yè)總線的缺陷，數據收發(fā)方式靈活，釆用非破壞性基于優(yōu)先權的總線仲裁技術，具有暫時錯誤和永久性故障節(jié)點的判別及故障節(jié)點的自動脫離功能，使系統(tǒng)其它節(jié)點的通信不受影響；同時CAN具有出錯幀自動重發(fā)功能
8、。2、傳動方式：旋轉臂、受繞棒轉動部分：采用伺服控制裝置單獨傳動方式。粘紙傳送帶傳動部分：釆用無刷直流電機控制裝置單獨傳動方式。受繞棒前后移動，剪刀開閉，線團夾板壓緊和放松部分：采用氣動控制方式。3、系統(tǒng)性能：伺服控制裝置是高性能的速度調節(jié)系統(tǒng)，可實現快速轉動，并保證定位的精度要求。伺服控制裝置接受來自PCC的位置給定值，并根據編碼測速裝置的反饋值，精確控制交流電動機的轉速。伺服控制裝置的堵轉電流可整定為電動機額定電流的1.5倍以上，保證充分利用電動機的過載能力。調速系統(tǒng)的靜態(tài)精度
