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摘要：分析目前国内传统纺织行业落纱用工现状。针对FA506机型定制电气改造方案，通过加装西门子可编程控制器以及LUST伺服控制器对人字臂进行升降控制，分析比较PLC发送脉冲控制伺服驱动与LUST自带16步位置控制的区别。详细阐述了集体落纱的动作流程以及集体落纱的程序编写。
关键词：集体落纱；人工落纱；编程软件；伺服控制
Abstract：The analysis of the current employment situation of domestic traditional textile industry doffing.Customized electrical retrofit program for FA506 models，lift and control the herringbone arm by installing a SIEMENS programmable controller and a Lust servo controller，analyze and compare the difference between PLC transmit pulse control servo drive and 16 step position control.Describes the operation process of collective doffing and collective doffing program.
Key Words： collective doffing；Manual doffing；Programming software；Servo control
0 引言
随着传感器技术、伺服驱动控制及变频调速等高新技术与纺织生产电气控制的完美结合，使纺织技术取得了突飞猛进的发展。环锭纺细纱机是目前纺纱领域中用工最多的设备，用工需求量很大，人工落纱劳动强度比较高，因此如何将常规细纱机改造达到减少用工的目的，是国内众多纺纱企业所期盼的。
1.集体落纱改造市场分析
目前，国内环锭细纱机多于1亿锭，但是90%以上细纱机仍采用人工落纱方式。随着人工成本的逐年提高，在传统细纱机的基础上加装集体落纱装置可以有效地解决用工问题，提高生产效率。由于取消了人工落纱，自动集体落纱装置使落纱工的劳动强度减低，落纱工从原先6人减少到2人，三个班运转下来可节约落纱工12人。同时采用自动集体落纱，落纱停台时间比原来人工落纱缩短大约2-3分钟，有利于生产效率的提高。
2 电气改造方案
整套电气控制系统方案采用系统集成集中控制方式，利用原来的主PLC在此基础上增加四个扩展以及一个模拟量模块，通过主PLC与伺服控制器之间的开关量输入输出来完成集体落纱人字臂的16步定位控制。
在过去设计集体落纱伺服驱动系统中，一直采用外部脉冲控制伺服运行的位置，脉冲由外部可编程控制器给定，在系统的运行中，容易发生下列问题：系统抗干扰能力弱，由于脉冲在传送过程中，受其他器件的电磁干扰，出现控制位置出现偏差、失步。LUST伺服控制器内置16段表格定位，通过伺服控制器内置PLC编程功能来控制伺服电机的精确定位。
为了保证改造后的设备能适应各种纺纱品种的工艺需求以及开车留头率的问题，主电机以及钢领板电机均加装台达变频器用于速度的调整，整个纺纱过程中通过变速来控制锭子的转速，减少纱线的断头率。
3 电气控制系统改造选型
3.1 FA506原电气控制系统主要配置
常规细纱机集体落纱改造成本控制是非常关键的一个环节，所以作为集落电气设计人员要充分利用原来FA506机器上的电气元件，为客户大大地降低集落改造成本。原电气元件见表1：
3.2 FA506集体落纱装置新增电气主要配置
新增主要电气元件见表2：
4.程序编写
4.1编程软件系统
可编程控制器编程软件 西门子 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP7
LUST伺服控制器編程软件 DriveManager for c-line drives
触摸屏编程软件 MagicWorks HMI3.8.0
4.2集体落纱动作流程
当细纱机满纱信号发出后，首先落管系统会自动走1次，然后输送气缸处于气缸退到位位置，过几秒后伺服系统人字臂将按以下流程开始工作。
向左开始寻零点→下降抓空管充气→上升至零位→大气缸摆出至15度，7度小气缸返回至退到位位置→上升至寄存位上面一点→7度小气缸下降至进到位位置，大气缸摆进至大气缸中间位→下降至寄存位放气→上升至最高位→外摆到15度，7度小气缸返回至退到位位置， 此时将等待细纱机落纱完成，钢领板升至开车位→叶子板将自动延时翻起→大气缸摆进至0度位→下降至抓满管位置充气→上升至最高位→大气缸摆出至15度，7度小气缸下降至进到位位置→下降至零位（此时如果有满管未拔清，人字臂将停止在零位不动，故障画面会显示满纱管未拔清，待满纱管拔清后）→大气缸里摆至中间位→下降至凸盘寄放位放气→上升至零位→大气缸摆出至15度位置→上升至寄存位上面一点的位置→摆进至大气缸中间位→下降至抓空管位置充气抓管→上升至最高位外摆至15度→大气缸摆进至0度→人字臂下降至压管位→抓管器放气→上升至最高位→大气缸外摆至15度→人自臂下降至零位并摆进至中间位，同时叶子板自动落下，集体落纱完毕。
如果此时是自动开车状态，细纱机将自动开车运行。如果是半自动开车，细纱机不会自动开车。此时用户需到细纱机车头按钮面板，按风机启动按钮即可开机自动运行，钢领板自动上升至留头率位置，主机延时启动后下拉至始纺位置开始自动纺纱。
4.3集体落纱运行分类及程序编写
4.3.1集体落纱流程图
集体落纱动作过程分为手动方式与自动方式。见图1：
4.3.2集体落纱自动程序
集落自动运行程序通过满纱条件开始触发，编写程序时运用步进语句引导集落人字臂一步步地根据汽缸上的光电信号运行下去。步进STL前3步程序如下所示：
4.3.3集体落纱手动程序
当外部旋钮打到手动状态时，调用子程序SBR10，通过触摸屏调试画面里的软元件触摸按钮可进行人字臂的手动运行。STL程序语句如下：
5 小结
FA506细纱机改造电气控制系统采用了西门子PLC和台达变频器、LUST伺服控制器构成系统，结合目前集体落纱长机的电气控制原理进行开发，系统可靠性得到了保证。通过对原电气系统元器件的回收再利用，大大降低了客户的改造成本。在用户的使用过程中得到了下列结论：集体落纱机构电气运行可靠性最为关键，通过开发伺服系统内部PS曲线及具有可编程的输入输出端子，使集体落纱位置精确控制由伺服系统保证，克服以往靠PLC发送脉冲控制脉冲容易丢失的缺点，同时系统抗干扰能力增強，集落装置运行稳定可靠。
参考文献：
【1】赵志彬，刘君. LENZE交流伺服系统在细纱机集体落纱机构的应用.纺织机械，2007（1）
【2】邵伟华.环锭纺自动化生产线投资效益与用工分析【J】.棉纺织技术，2010，38（1）：39-42
【3】秦贞俊.精梳机粗纱机及环锭细纱机的发展【J】.棉纺织技术，2011，38（1）：61-64
关键词：集体落纱；人工落纱；编程软件；伺服控制
Abstract：The analysis of the current employment situation of domestic traditional textile industry doffing.Customized electrical retrofit program for FA506 models，lift and control the herringbone arm by installing a SIEMENS programmable controller and a Lust servo controller，analyze and compare the difference between PLC transmit pulse control servo drive and 16 step position control.Describes the operation process of collective doffing and collective doffing program.
Key Words： collective doffing；Manual doffing；Programming software；Servo control
0 引言
随着传感器技术、伺服驱动控制及变频调速等高新技术与纺织生产电气控制的完美结合，使纺织技术取得了突飞猛进的发展。环锭纺细纱机是目前纺纱领域中用工最多的设备，用工需求量很大，人工落纱劳动强度比较高，因此如何将常规细纱机改造达到减少用工的目的，是国内众多纺纱企业所期盼的。
1.集体落纱改造市场分析
目前，国内环锭细纱机多于1亿锭，但是90%以上细纱机仍采用人工落纱方式。随着人工成本的逐年提高，在传统细纱机的基础上加装集体落纱装置可以有效地解决用工问题，提高生产效率。由于取消了人工落纱，自动集体落纱装置使落纱工的劳动强度减低，落纱工从原先6人减少到2人，三个班运转下来可节约落纱工12人。同时采用自动集体落纱，落纱停台时间比原来人工落纱缩短大约2-3分钟，有利于生产效率的提高。
2 电气改造方案
整套电气控制系统方案采用系统集成集中控制方式，利用原来的主PLC在此基础上增加四个扩展以及一个模拟量模块，通过主PLC与伺服控制器之间的开关量输入输出来完成集体落纱人字臂的16步定位控制。
在过去设计集体落纱伺服驱动系统中，一直采用外部脉冲控制伺服运行的位置，脉冲由外部可编程控制器给定，在系统的运行中，容易发生下列问题：系统抗干扰能力弱，由于脉冲在传送过程中，受其他器件的电磁干扰，出现控制位置出现偏差、失步。LUST伺服控制器内置16段表格定位，通过伺服控制器内置PLC编程功能来控制伺服电机的精确定位。
为了保证改造后的设备能适应各种纺纱品种的工艺需求以及开车留头率的问题，主电机以及钢领板电机均加装台达变频器用于速度的调整，整个纺纱过程中通过变速来控制锭子的转速，减少纱线的断头率。
3 电气控制系统改造选型
3.1 FA506原电气控制系统主要配置
常规细纱机集体落纱改造成本控制是非常关键的一个环节，所以作为集落电气设计人员要充分利用原来FA506机器上的电气元件，为客户大大地降低集落改造成本。原电气元件见表1：
3.2 FA506集体落纱装置新增电气主要配置
新增主要电气元件见表2：
4.程序编写
4.1编程软件系统
可编程控制器编程软件 西门子 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP7
LUST伺服控制器編程软件 DriveManager for c-line drives
触摸屏编程软件 MagicWorks HMI3.8.0
4.2集体落纱动作流程
当细纱机满纱信号发出后，首先落管系统会自动走1次，然后输送气缸处于气缸退到位位置，过几秒后伺服系统人字臂将按以下流程开始工作。
向左开始寻零点→下降抓空管充气→上升至零位→大气缸摆出至15度，7度小气缸返回至退到位位置→上升至寄存位上面一点→7度小气缸下降至进到位位置，大气缸摆进至大气缸中间位→下降至寄存位放气→上升至最高位→外摆到15度，7度小气缸返回至退到位位置， 此时将等待细纱机落纱完成，钢领板升至开车位→叶子板将自动延时翻起→大气缸摆进至0度位→下降至抓满管位置充气→上升至最高位→大气缸摆出至15度，7度小气缸下降至进到位位置→下降至零位（此时如果有满管未拔清，人字臂将停止在零位不动，故障画面会显示满纱管未拔清，待满纱管拔清后）→大气缸里摆至中间位→下降至凸盘寄放位放气→上升至零位→大气缸摆出至15度位置→上升至寄存位上面一点的位置→摆进至大气缸中间位→下降至抓空管位置充气抓管→上升至最高位外摆至15度→大气缸摆进至0度→人字臂下降至压管位→抓管器放气→上升至最高位→大气缸外摆至15度→人自臂下降至零位并摆进至中间位，同时叶子板自动落下，集体落纱完毕。
如果此时是自动开车状态，细纱机将自动开车运行。如果是半自动开车，细纱机不会自动开车。此时用户需到细纱机车头按钮面板，按风机启动按钮即可开机自动运行，钢领板自动上升至留头率位置，主机延时启动后下拉至始纺位置开始自动纺纱。
4.3集体落纱运行分类及程序编写
4.3.1集体落纱流程图
集体落纱动作过程分为手动方式与自动方式。见图1：
4.3.2集体落纱自动程序
集落自动运行程序通过满纱条件开始触发，编写程序时运用步进语句引导集落人字臂一步步地根据汽缸上的光电信号运行下去。步进STL前3步程序如下所示：
4.3.3集体落纱手动程序
当外部旋钮打到手动状态时，调用子程序SBR10，通过触摸屏调试画面里的软元件触摸按钮可进行人字臂的手动运行。STL程序语句如下：
5 小结
FA506细纱机改造电气控制系统采用了西门子PLC和台达变频器、LUST伺服控制器构成系统，结合目前集体落纱长机的电气控制原理进行开发，系统可靠性得到了保证。通过对原电气系统元器件的回收再利用，大大降低了客户的改造成本。在用户的使用过程中得到了下列结论：集体落纱机构电气运行可靠性最为关键，通过开发伺服系统内部PS曲线及具有可编程的输入输出端子，使集体落纱位置精确控制由伺服系统保证，克服以往靠PLC发送脉冲控制脉冲容易丢失的缺点，同时系统抗干扰能力增強，集落装置运行稳定可靠。
参考文献：
【1】赵志彬，刘君. LENZE交流伺服系统在细纱机集体落纱机构的应用.纺织机械，2007（1）
【2】邵伟华.环锭纺自动化生产线投资效益与用工分析【J】.棉纺织技术，2010，38（1）：39-42
【3】秦贞俊.精梳机粗纱机及环锭细纱机的发展【J】.棉纺织技术，2011，38（1）：61-64