剑杆织机运动控制系统设计毕业论文

1浙江工业职业技术学院毕业论文（2009届）剑杆织机运动控制系统设计学生姓名学号分院电气工程分院专业电气自动化技术指导教师完成日期2009年5月9日2剑杆织机运动控制装置研制摘要可编程控制器(简称PLC)以微处理器为基础,结合计算机技术、自动控制技术以及它面向控制过程,面向用户等特点。近年来,剑杆织机作为一种适应性最强的无梭织机，其发展方向为电子选纬、电子送经、电子卷取控制技术的研究和应用。国内许多纺织厂都把PLC应用于无梭织机的电气控制,用PLC控制系统控制织机的动作。PLC技术的应用在提高织机布面质量、扩大织物品种、提高织机的效率、简化操作、减轻劳动强度等方面起到了至关重要的作用。关键词智能化PLC织机目录引言..............................................................1第一章绪论........................................................21.1全自应用的现实意义.........................................21.2织机的分类.................................................31.3剑杆织机是新型织机的发展方向...............................4第二章织机工作原理分析............................................62.1织机的基本原理.............................................62.2剑杆织机的主轴一周角度安排.................................92.3剑杆织机的流程图..........................................11第三单系统硬件设计...............................................123.1PLC定义...................................................123.2PLC的内部结构.............................................123.3PLC的工作原理.............................................133.4PLC型号的选择.............................................143.5I/O分配...................................................153.5.1I/O定义及分配.......................................153.5.2PLC的外部接线图.....................................16第四章系统软件设计...............................................174.1梯形图程序设计.............................................174.2总程序.....................................................20结论.............................................................22致谢.............................................................23参考文献...........................................................241引言布料与人们的生活息息相关，目前随着人们生活质量的提高，对布料的需求量逐年增加，特别对高质量布料的需求不断扩大。但是我们因为的产品品种少、质量低、竞争力弱，不仅不能适应国外市场的要求，甚至不能满足国内生产的需要;如服装业每年仍需进口大量高档面料用于生产。造成我国纺织品质量不高的主要原因是生产工艺落后及设备陈旧，尤其是落后的设备制约了技术的发展。在纺织机产品上，与国际先进水平的差距还是相当大的，主要制约因素是在线自动控制及自动检测、关键零部件的精密程度不够两方面，而这也是我国整个机械制造业发展的瓶颈所在。因此，这么多的纺织机中，尤其是高档纺织机，从外国进口的比例大的惊人，即使有部分厂家生产高档织机，其电控制部分、检测、执行机构也主要依赖进口。因此，我们要自动控制及自动检测方面的技术水平，而PLC就是比较好的进行自动控制及自动检测提供了良好的硬件基础，为纺织行业品牌的开发和产品的创新提供了保障。本课题是对一台剑杆织机控制系统简单的设计与分析。2第一章绪论1.1全自应用的现实意义我国是纺织品的出口大国，每年供出口的纺织品量约占我国生产总量的1/4左右;但是，我国却不是纺织品出口的强国;因为我们的产品品种少、质量低、竞争力弱，不仅不能适应国外市场的要求，甚至不能满足国内生产的需要。如服装业每年仍需进口大量高档面料用于生产。造成我国纺织品质量不高的主要原因是生产工艺落后及设备陈旧，尤其是落后的设备制约了技术的发展。不难看出，改革开放以来我国纺织品出口逐年增长是依靠大量进口纺织机械进行技术改造带来的，所以要提高我国产品的竞争力，设备的更新换代是非常重要的。绍兴市是全国最大的纺织产业集聚地，纺织行业相当发达，纺织机械的用量极大。近年来，通过科技攻关、技术引进、消化吸收及合作生产，国产纺机的技术水平有了很大提高，传统纺织纤维加式机械基本实现了自给，能够满足国内中、低档和少部分高档产品的需要。尽管如此，在纺织机产品上，与国际先进水平的差距还是相当大的，主要制约因素是在线自动控制及自动检测、关键零部件的精密程度不够两方面，而这也是我国整个机械制造业发展的瓶颈所在。因此，这么多的纺织机中，尤其是高档纺织机，从外国进口的比例大的惊人，即使有部分厂家生产高档织机，其电控制部分、检测、执行机构也主要依3赖进口。纺织工业过去所取得的成就基本上是以量取胜，是低技术水平、劳动密集型、加工性的生产，是以低成本的比较优势取得的。而真正靠技术含量、靠品牌取得市场优势的却很少。因此，纺织行业在近几年一直着力于品牌的开发和产品的创新。包括纺织机械产品的大量进口，都是纺织行业为提高产品的技术含量面作的努力。1.2织机的分类织机的种类繁多，除广泛使用的常规织机外，还有各类特种织机。本文按照织机的引纬方式进行分类:有梭织机—有梭子引纬的传统织机;无梭织机—分喷气织机、喷水织机、剑杆织机、片梭织机等。１、喷水织机：利用水作为引纬介质，以喷射水流对纬纱产生摩擦牵引力，使固定筒子上的纬纱引入梭口。喷水织机是具有速度高、单位产量高的特点，主要适用于表面光滑的疏水性长丝化纤织物的生产。２、剑杆织机：用刚性或挠性的剑杆头、带来夹持、导引纬纱。剑杆织机除了适宜织造平纹和纹路织物外，其特点是换色方便，适宜多色纬织物，适用于色织、双层绒类织物、毛圈织物和装饰织物的生产。３、喷气织机：用喷射出的压缩气流对纬纱进行牵引，将纬纱带过梭口。喷气织机最大特点是车速快、劳动生产率高，适用于平纹和纹路织物、细特高密织物和批量大的织物的生产。4４、片梭织机：以带夹子的小型片状梭子夹持纬纱，投射引纬。片梭织机具有引纬稳定、织物质量优，纬回丝少等优点，适用于多色纬织物、细密、厚密织物以及宽幅织物的生产。1.3剑杆织机是新型织机的发展方向剑杆织机的特点：1、品种适应性好剑杆织机品种适应性好。剑杆织机上棉、毛、丝、麻都能织，且适织混纺织物，特别是织花色织物具有独特优势。2、速度快，效率高剑杆织机入纬率高，转速快，单位面积产量高。Vamatex公司的Leoardo剑杆织机最高转速达到830r/min，入纬率达到1500m/min，超过片梭织机，箱幅达到318m及更宽，纬纱可达12色。3、织造成本低在组织生产提花商标、领带、装饰织物和接小批量多品种的织物定单时，由于剑杆织机对钢箱的技术要求没有喷气织机高，国内采购渠道通畅，所用钢箱价格仅为喷气织机钢箱的5%，从而减轻了用户储备多种规格钢箱所需的资金压力，降低织造成本，因此，保持了自己难以替代的地位。进入WTO以后，外商纷纷在我国独资建厂，在市场竞争中我国的纺织机械企业如何树立发展意识、机遇意识、忧患意识和竞争意识，是当前我国纺织业面临的发展问题。5新型剑杆织机自动化水平主要表现在下11个方面:1、自动寻纬;2、电子送经、电子卷取；3、自动启动标记防护装置；4、自动控制正、反转速度；5、自动落布；6、自动包装供应系统；7、自动开启防开车痕控制系统；8、电子纬纱制动系统；9、自动张力补偿；10、自动改变纬密；11、电子选纬系统。6第二章织机工作原理分析2.1织机的基本原理一台织机由开口机构(凸轮和连杆开口、多臂开口、提花开口、连续开口)、引纬机构(剑杆引纬、喷气引纬、喷水引纬、片梭引纬)、打纬机构、送经机构和卷取机构组成。经纬纱通过这五大机构完成交织物，形成了织机运动的五大运动:开口、引纬、打纬、送经、卷取。织机织造原理如图2-1:图2-1织机的基本原型1、开口运动在织机上，要实现经、纬的交织必须把经纱按一定的规律分成上、下两层，形成能通过纬纱的通道一梭口，待纬纱引入梭口后，两层经纱再上下交替，互易位置，形成新的梭口如此反复循环，这就是经纱7的开口运动。它是由开口机构来完成的。开口机构不仅要使经纱上下分开形成梭口，同时还应根据纹板图所决定的提综顺序，控制综框(经纱)升降的次序，使织物获得所需的组织结构。2、引纬运动引纬是将纬纱引入由经纱所构成的梭口，以便和经纱交织、形成织物，引纬必须和经纱和开口相互配合。由于梭口开启有一定的时间，遵循某种开启规律，因此对引纬提出了准确和平稳的要求，以免产生经纱磨损、断头和纬缩、缺纬、组织错误等各种织物庇点。传统的梭织生产中，容量较大的纬纱卷装安放在梭子中，由梭子将纬纱引入梭口，梭子既是引纬器，又作存纬器用。在无梭织机发明以后，各种新型引纬器或流体引纬介质替代梭子将一定长度的纬纱引入梭口。由于这些引纬器不再载有纬纱卷装，或仅载有极小容量的纬纱卷装，使得引纬器重量及体积大大减少，例如梭子重量为4009左右，而片梭织机的片梭重量仅为4鲍左右。因此，无梭织机的引纬速度乃至织机速度得以数倍增长，以流体介质引纬的织机速度增长尤为显著，同时织机的噪声和振动也明显下降。与有梭引纬相比，无梭引纬的特点是以空气或水的射流或一种体积小，重量轻的引纬器来代替梭子引纬。部分引纬器的运动规律还受到控制，因此引纬动作比较缓和，纬纱所受张力也比较合理。入纬率也明显提高。3、打纬运动一根根引入梭口的纬纱，依靠打纬机构的前后的往复摆动，推向8织口，与经纱交织，构成织物。织物的幅宽和经纱密度，由打纬机构的钢箱来确定。织物中经纱的排列状态和经纬纱彼此屈曲的情况，则随打纬时经纬纱所具有的不同张力和变形能力而定。可见打纬一方面成了织机纵向振动的根源，但另一方面又是构成织物不可缺少的织机功能。打纬机构分连杆打纬和凸轮打纬。打纬运动时影响张力的一个重要因素。当钢箱打向纬线时，经纱的张力最大，织口附近的纬密也达到最大;反之钢箱回移时，纬纱也会有一定的回移，经纱张力和织口纬密都将减少。所以在织机上，纬纱并不是经过一次打纬就能达到规定的机上纬密，而是要经过若干次打纬后，才能达到所要求的机上纬密。综平以后，梭口逐渐开放，经纬纱开始相互屈曲抱合而产生阻碍纬纱向前移动的阻力。在初始阶段，由于箱至织口的距离相当大，经纬纱相互屈曲和摩擦的程度并不显著，几乎不受阻力的作用。但当纬纱被箱退到离织口很近即靠近前一根纬纱时，钢箱所受的阻力开始急剧增大，经纱张力也剧烈增大，打纬阻力开始急剧增大的那一瞬间称为打纬开始。当钢箱到达前死心位置时，阻力和经纱张力都达到最大值