33h+ad型加弹机在线张力控制系统的设计

33h+ad型加弹机在线张力控制系统的设计

1系统中央控制装置—TCS系统的组成ssot系统由软件和硬件组成。软件包括张力控制系统程序TCS-MASTER和系统检测应用程序TCS-CHECK-TOOL两部分。硬件则包括以下五方面:(1)张力传感器(简称张力仪),每个锭位均配备了一只由村田公司自行研制生产的张力传感器,其测量范围为0～100g,传感器的检测频次为每秒钟30次;(2)高性能的上位PC机一台,采用英特尔奔腾3以上处理器,其操作系统为DOS6.22,安装了专用的TCS控制程序。该PC机作为整个系统中心,实现了张力监测和调节、参数设置、产品自动定等、历史数据存储等各种功能。(3)TCS从动板(又称内置PC板),在加弹机每节(由12个锭位组成)上各安装一块。它通过RS485通信接口及RS485/RS232C接口转换器与上位PC机进行数据通讯。一方面,将张力数据和张力调节记录,反馈到PC机中用于实时监控;另一方面,将PC机传送来的张力仪校验数据、工艺设定参数等数据存储在板上EPROM中,并根据工艺设定控制电磁阀的动作以自动调整丝条张力,在调节无效的情况下,根据PC机的控制指令自动切断DTY丝,从而使DTY丝的张力在加工过程中控制在工艺允许的范围内。(4)TCS输入/输出卡,每节各一块。其功能是将由张力传感器采集到的张力电信号通过模/数转换器变成数字信号,送入TCS从动板,由后者传送到PC机中。另外,将从动板送来的各种状态信息(如报警、丝张力状况等)用不同的状态指示灯表示出来。(5)张力自动调节系统,包括两路压力大小可调节的压空管线、每节由36只多功能电磁阀组成一体的压力调节装置(每台机共20组)、村田特有的皮圈式假捻机构、切丝器等。2工作原则和pss系统操作2.1ts控制机构的工作原理如图2所示,33H加弹机采用皮圈式假捻器,两根角度可调的假捻皮圈,将带有加捻张力(T1)的POY原丝夹持在中间进行假捻,从而形成类似搓绳所产生的夹持力,即长丝加工中的解捻张力T2。如图3所示,T2通过张力仪的线形转换变成电压信号输入到控制电路中。在生产过程中,如果T2过大,就会导致毛丝的增加、加弹机加工的DTY丝饼卷装过硬、筒管变形、染色不均等质量问题;而当T2过小时,又会导致未解捻点增多、DTY丝饼卷装发软且卷装直径过大。因此,控制好T2就能控制DTY产品的质量。由于村田33H加弹机特殊的结构,当皮圈转动时,丝束被夹持在具有接触压力的地方,丝束压力为P。当皮圈的接触压力(CP)增加时,皮圈之间的相对滑动减小,皮圈对丝束的推进力增大,丝束的解捻张力(T2)将下降;而皮圈的速度(VR)增加时,T2也将下降,皮圈的接触压力和转速对T2张力的影响如图4所示。因此当生产中如果解捻张力(T2)发生波动时,我们只需迅速适当地调整假捻皮圈接触压力或者假捻皮圈的传动速度即可达到精确控制张力的目标,这就是TCS控制机构原理。在实际应用中,是通过改变皮圈的接触压力来达到自动调节DTY丝束的张力的。2.2张力变化结果张力自动调节操作过程示意图如图5。当锭位生产正常时,TCS仅仅是将锭位张力经模数转换后送至控制电脑显示监视。当出现异常张力波动时,计算机系统通过比较计算,由从动控制板输出控制信号到多功能电磁阀组,使得假捻皮圈的接触压力随不同张力变化方向而得以改变,从而达到控制张力的目的。张力变化趋势与电磁阀动作的逻辑关系如表1。动作时间过程见图6。在张力传感器上有两只灯,当张力保持在目标值时,两灯灭,当张力增大时,V1打开,红色指示灯亮,当张力下降时,V2打开,绿色指示灯亮。所以,红灯亮表示张力偏大,绿灯亮表示张力偏小。在传感器检测到张力超出范围2.5s内,系统将再次检测,如张力正常,电磁阀不打开;如仍超出范围,电磁阀则打开,阀打开的时间一般设定为0.5s,在电脑上可以改变以上两个时间值(2.5s、0.5s),但是,如果阀打开的时间过长,则修正过大,易出现剧烈波动。如阀打开的时间过短,则修正次数增加,且不易修正好。当阀门打开10次之后仍未修正好,此时电磁阀处于连续打开状态,指示灯也一直常亮,此时应对该锭位的丝进行检查。3在线夹紧设备系统的功能介绍3.1张力数据显示在TCS控制电脑得电工作后,即自动进入张力显示菜单。此菜单实时显示了机台240锭的在线张力数据。在锭位号(SP)一栏,通过不同颜色的显示,来区分锭位在生产过程中的产品等级。在张力数据(TNSN)一栏,通过不同的显示颜色和不同的状态字,来表明当前每个锭位的张力值和锭位的当前状态,对应关系见表2。在实时张力数据菜单上还表明了该机台两面生产的丝束品种、张力目标控制范围、报警A1、报警A2范围,以及单面机台所有锭位的平均张力值以及平均偏差值CV%等参数。通过不同的功能键可实现多种显示模式之间的切换,例如按F9功能键即可显示当前某一指定锭位的张力曲线图形,F10键可实现屏幕数据打印。3.2般应进行质量定等正如前面所述,T2张力的好坏直接决定了加弹机加工产品(DTY丝)的质量。因此,我们可以通过对T2张力进行归类,从而对产品进行质量定等。TCS系统自动定等设定方法举例如下:如:(1)发生2次A1报警,第1次50m,第2次40m,则仍为A级品;(2)发生2次A1报警,第1次50m,第2次60m,则降为B级品;(3)发生2次A1报警,第1次110m,则直接降为B级品;(4)发生1次A2报警,如超过50m,则降为B级品。注意:在设定张力报警限上,目标值-A2报警值必须大于零。3.3张力事件的图形曲线查寻当加弹机某个锭位在生产过程中发生张力波动而超出目标范围时(称发生了张力事件),TCS系统就将此次张力事件的张力波动图形曲线记录存档,以便于事后工艺人员分析事件原因。查寻某一锭位张力事件图形曲线的方法是:在张力表界面上用键盘控制光标移至需查寻的锭位上,按“ENTER”键即进入此锭位张力事件的详细数据菜单。此菜单记录了该锭位的平均张力、最大张力、最小张力、电磁阀V1/V2的动作次数,以及张力事件报警的历史记录。历史记录以一表格的形式反映了报警的时间、报警等级、以及每次缺陷丝束生产的长度等详细数据,通过移动光标选择报警记录号,按“ENTER”键即可查寻到此次张力事件的图形曲线记录。张力事件图形曲线举例如图7。3.4水质管理系统以达到精确控制各锭位生产质量,每次更换品种时都应对以下参数进行修改和设置:(1)加工品种的批号、丝种、生产速度;(2)张力控制目标值,以及报警上下限值;(3)丝饼质量定等参数,在此可针对生产中丝饼发生张力波动的幅度、长度的不同情况对产品作出A、B、C、D、E五个等级的判定;(4)自动切丝功能,这是一个当发生质量事件降等时TCS自动切丝的使能选择。例如可设定当等级为C时TCS自动切丝,此时在张力表上显示降为C级,锭位为“CUT”,且一直保持到下次生头时才被更新;(5)设定每班次周期用以对每个班次设备的运行效率进行统计管理。最多每天可设定6班;(6)TCS控制权限管理,在此分为三级控制权:即系统权、设定权、报告数据权,分别设有不同的操作密码,有利于不同人员对TCS的使用管理,保证了各类设定数据的安全。3.5搭建了统一的工艺平台TCS系统在作张力监控的同时还兼备了对生产数据进行管理的功能。它通过与机台传动控制系统、自动落筒系统、定重计时器等模块的相互配合从而实现了对机台的锭位、质量以及生产效率等多方面的生产管理。在落筒数据菜单中可查看和打印机台每批产品的落筒数据:具体内容包括每批丝的卷装等级、断丝锭位、报警锭位、小卷锭位、控制阀动作次数以及各锭位的最大/最小张力等各类数据。在班次报告菜单中可查寻和打印每天各班的设备运转率。4sd系统维护4.1分款验出后u当某锭位出现张力测量数据偏差较大时,应对该锭位张力仪进行重新校验。张力仪校验的操作结构示意图如图8。校验方法为:首先在设定菜单中将张力仪校验程序转换到设定状态,然后对张力传感器进行人工校验。第一步,按下张力仪左侧红色按钮,当红色灯亮时松开按钮,则完成了对0g的校验。第二步,用一副100g的标准砝码挂在张力仪上,并模拟生产时丝束行走的方向轻移砝码,使两砝码基本处于同一水平。按下左侧绿色按钮,当绿色灯亮时松开,如此反复三次(取三次测量平均值),当最后一次为红色灯亮时即完成了100g的校验。由于张力仪在出厂时已校验成线性,因此保证了其数据测量的精度,校验完成后新的校验数据即送至计算机保存。此时要将校验程序转回到不设定状态,才真正完成对该锭位的校验。另外,如需对机台所有锭位进行0g校验时,可直接在PC机设定菜单中实现,但此时机台必须处于停机状态。4.2显示错误及其优先分析当TCS系统出现故障时,其具有的自诊断功能能够告诉我们一定的故障信息,并在屏幕的上方显示出来。以下列出了其6种错