作為典型的OEM行業(yè)，紡織機械行業(yè)涉及到了較多的工藝流程，包含諸多的工藝段。整體而言，大部分機械都是由PLC實施控制功能，并涉及到大量的傳動產(chǎn)品。從電氣控制分為PLC、觸摸屏(HMI)、低壓變頻器、伺服和低壓電器等。從工藝上又分為棉紡機械、織造準備機械、織造機械、針織機械、染整機械、化纖機械、非織造布機械等不同類型機械。而棉紡機械又分為如下圖的工藝流程，而粗紗機作為紡紗工藝的重要組成部分，有著舉足輕重的作用。

粗砂機工藝流程：

組成：喂入、牽伸、加捻、卷繞

流程：棉條自條筒12中抽出 —— 導(dǎo)條輥10 —— 輸出羅拉9 —— 翼錠拉伸裝置4 —— 粗紗筒子2 (如下圖所示)

粗砂機傳動軸功能：

翼錠拉伸裝置(簡稱錠翼)：用于加捻

——錠翼回轉(zhuǎn)，壓掌葉在壓掌桿的離心力和粗紗張力作用下壓向紗管表面，使粗紗卷繞緊密。

——改變粗紗在壓掌曲臂上的包繞圈數(shù)，可調(diào)節(jié)粗紗張力。

粗紗筒子(簡稱銅管)：用于繞紗

輸出羅拉(簡稱羅拉)：用于棉紗拉細拉長

下龍筋上升和下降(簡稱龍筋)：用于紗錠的上下成型。

傳動控制系統(tǒng)：

如下圖所示，四個同步傳動控制系統(tǒng)都由各自的電機進行驅(qū)動。分別為：錠翼(U1)、筒管(U2)、羅拉(U3)、下龍筋升降(U4)。

錠翼電機由8400 HighLine變頻器驅(qū)動，錠翼電機安裝了速度編碼器，構(gòu)成了速度上的閉環(huán)，同時編碼器上的脈沖信號分給筒管8400TopLine伺服控制器，作為速度給定的指令。通過筒管驅(qū)動器，利用8400TopLine伺服控制器特有的Axis bus 端子通過CANopen同步通訊功能，把驅(qū)動器從編碼器采集的速度信號傳送給羅拉(U3)和龍筋(U4)升降伺服控制器，完成分部速度同步功能。

在紡紗過程中，系統(tǒng)要求四個分部的電機同步運行，使紗的張力保持穩(wěn)定，并根據(jù)紗的卷繞直徑的變化，調(diào)整各電機的速度以及相互間的速比關(guān)系，使整個傳動系統(tǒng)動作協(xié)調(diào)，這就要求必須建立一套適合多電機之間進行數(shù)據(jù)傳遞的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，對各分部的動作進行實時的檢測和控制，以完成上位主機與各電機之間、各電機相互之間的數(shù)據(jù)交換，其通信系統(tǒng)要求具有可靠性高、適應(yīng)性好、擴展能力強和連接簡單等特性。

系統(tǒng)相關(guān)的Lenze倫茨產(chǎn)品簡介：

四電機分部傳動粗紗機的控制系統(tǒng)由觸摸屏、PLC、8400 HighLine變頻器、8400 TopLine伺服控制器和其他輔助器件組成。

8400 HighLine變頻器及8400 TopLine伺服控制器作為四電機分部傳動粗紗機的驅(qū)動部件。由于在電機尾端安裝了高精度的角度傳輸裝置旋轉(zhuǎn)變壓器，8400 HighLine變頻器和TopLine伺服控制器可利用旋轉(zhuǎn)變壓器反饋元件建立速度和位置反饋，使8400和電機之間構(gòu)成精確的伺服系統(tǒng)。利用伺服控制器內(nèi)部豐富的功能模塊庫，可靈活地配置控制功能與輸入、輸出信號。

PLC接收觸摸屏和CANopen網(wǎng)上各8400驅(qū)動器的數(shù)據(jù)信息，進行分析、處理，按照預(yù)定的數(shù)學(xué)模型和運行規(guī)則，向各8400驅(qū)動器發(fā)送控制指令，使整個系統(tǒng)正常協(xié)調(diào)地運轉(zhuǎn)。同時U2、U3、U4之間利用Axis bus端口，采用總線型的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，使3臺驅(qū)動器構(gòu)成了第二個數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)，傳輸數(shù)據(jù)。 采用CANopen同步的方式在伺服控制器之間建立連接，進行數(shù)據(jù)傳輸，這是Lenze新型伺服控制器一個較獨特的特性。它將上一級伺服控制器的速度或相位信號轉(zhuǎn)換為CANopen的數(shù)字信號，經(jīng)Axis bus端口，傳入下一級伺服控制器的Axis bus端口，并重新轉(zhuǎn)換和標準化為速度或相位的給定值，經(jīng)一定的運算處理，作為該級伺服電機的驅(qū)動與控制信號。Axis bus端口的信號傳輸是純粹的數(shù)字信號傳輸，沒有偏置和增益誤差，傳輸非常精確?？垢蓴_能力很強，可靠性很高，傳輸速度快。采用該方式進行伺服控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸，能很方便的實現(xiàn)各伺服電機之間的同步控制。

解決方案技術(shù)關(guān)鍵點：

1、雙總線結(jié)構(gòu)：Axis bus與CANopen總線并存，可以CANopen減輕總線的負擔(dān)，使整個系統(tǒng)配置更加靈活、運行更加可靠

2、斷電同步停車：即在設(shè)備意外斷電情況下，外部提供一個短時間的24伏電源，錠翼、筒管、羅拉、龍筋升降電機同步停車，斷電停車后，棉紗不會出現(xiàn)斷紗和細結(jié)，上電后能繼續(xù)紡紗

3、四電機的電子齒輪比設(shè)定：在驅(qū)動內(nèi)部提供了自由變量參數(shù)，可以由PLC進行自由設(shè)定，適時修改

4、8400HighLine變頻器功能全面：8400HighLine變頻器具有伺服控制方式，使電機在運行過程中，速度波動小，控制精度高

發(fā)展趨勢：

在紡織機械上用到了大量自動化產(chǎn)品，自動化產(chǎn)品分為觸摸屏、PLC、和大量的傳動產(chǎn)品，而傳動產(chǎn)品又分為低壓變頻器和伺服。低壓變頻器幾乎應(yīng)用在紡織機械的各個工序之中，包括開清棉機、梳棉機、條卷機、精梳機、并條機以及粗紗機、細紗機和絡(luò)筒機等。對于織造機械則有漿紗機、整經(jīng)機等。另外針織機、無紡布、化纖機械、印染機械上也大量使用了低壓變頻器。而伺服產(chǎn)品在紡織行業(yè)中主要用于張力控制，在紡機中的精梳機、粗紗機、細紗機、并條機、捻線機，織機中的無梭織機和印染設(shè)備上的應(yīng)用量最大。紡機中的精梳機、粗紗機、并條機、捻線機都已開始采用伺服產(chǎn)品來控制張力。在此案例中，不僅用到了Lenze倫茨新型8400 TopLine伺服控制器，在紡織機械高端機型中搶占了一席之地，同時也應(yīng)用到了8400HighLine變頻器，為其在紡織行業(yè)低端設(shè)備的廣泛應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。