1貝加萊控制系統(tǒng)特點(diǎn)
1.1 貝加萊PCC的應(yīng)用優(yōu)勢
B&R可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）是一種面向運(yùn)動控制、過程控制和網(wǎng)絡(luò)控制的專用控制系統(tǒng)，是集標(biāo)準(zhǔn)PLC、數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)計(jì)算機(jī)的性能特點(diǎn)于一體的智能控制器。其模塊化的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的控制需要組合成具有廠家應(yīng)用特點(diǎn)的專用控制系統(tǒng)，并具有靈活自由的聯(lián)網(wǎng)和擴(kuò)展能力。其所有模塊（包括運(yùn)動模塊等智能模塊）與PCC通過系統(tǒng)總線進(jìn)行連接通訊，中間沒有接口，并且PCC的系統(tǒng)軟件采用分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定，由此，它將應(yīng)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(shí)時控制的要求。
基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，這樣給項(xiàng)目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來了了很大的便利，因?yàn)檫@樣可以方便地按控制項(xiàng)目中各部分不同的功能要求，如數(shù)據(jù)采集，報(bào)警，PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，通信控制等，分別編制出控制程序模塊(任務(wù))，這些模塊既相互獨(dú)立運(yùn)行，而數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試完成之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下，并行運(yùn)行，共同實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的控制要求。
PCC在編制不同的單個任務(wù)模塊時，具有靈活選用不同編程語言的特點(diǎn)，這就意味著不僅在常規(guī) PLC上一直為人們所熟悉的梯形圖、指令表語言可在PCC上繼續(xù)沿用，而且用戶還可采用更為高效直觀的高級語言(PL2000)，它是一套完全面向控制的文本語言，熟悉BASIC的技術(shù)人員會對它的語法有種似曾相識的感覺，它對于控制要求的描述非常簡便，直觀。除此之外，PCC的應(yīng)用軟件開發(fā)還具有集成“C”語言程序的能力，從而提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力。
在硬件結(jié)構(gòu)方面，PCC的特點(diǎn)是很顯著的。在其核心的運(yùn)算模塊內(nèi)部，PCC為其CPU配備了數(shù)倍于常規(guī) PLC的大容量存儲單元(100K-2G)，這無疑為強(qiáng)大的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件提供了運(yùn)算和監(jiān)視的硬件基礎(chǔ)。PCC在硬件上的特點(diǎn)，還體現(xiàn)在它為工業(yè)現(xiàn)場的各種信號設(shè)計(jì)了許多專用的接口模塊，如高頻脈沖，增量式和絕對值編碼器，溫度，稱重信號及超聲波信號接口模塊等。它們將各種形式的現(xiàn)場信號十分方便的聯(lián)入以PCC為核心的數(shù)字控制系統(tǒng)中，用戶可按需要對應(yīng)用系統(tǒng)的硬件I/O通道以單路，十余路或數(shù)十路為單位模塊，進(jìn)行數(shù)十點(diǎn)至數(shù)百點(diǎn)上千點(diǎn)的擴(kuò)展與聯(lián)網(wǎng)。在機(jī)械行業(yè)PCC以專用模塊的方式對高精度運(yùn)動控制功能如高速編碼計(jì)數(shù)、速度和位置補(bǔ)償、電子齒輪傳動、電子凸輪進(jìn)行了集成，在大大提高控制精度的同時，使編程更加方便。
1.2貝加萊ACOPOS驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn)。
1)速度和精確度。
速度和精確度是驅(qū)動技術(shù)的兩大指標(biāo)，速度是指伺服驅(qū)動對生產(chǎn)過程中的突變事件作出響應(yīng)的速度。ACOPOS的一個掃描時間和通訊時間循環(huán)是400微秒。
2)靈活性。
一個驅(qū)動對于新的工作環(huán)境應(yīng)該具有非常的靈活性和相當(dāng)?shù)恼{(diào)整能力，ACOPOS伺服驅(qū)動對于標(biāo)準(zhǔn)定位、電子齒輪和凸輪仿形都能作出配置，正是由于這種基本的驅(qū)動配置的靈活性，ACOPOS只需在應(yīng)用程序上作些改動，就能適應(yīng)任何任務(wù)。
3)完全的集成式。
伺服驅(qū)動與貝加萊所有產(chǎn)品（控制、顯示和驅(qū)動技術(shù)）完全兼容，Automation Software用于編程，集成式的優(yōu)點(diǎn)是：整個系統(tǒng)，包括系統(tǒng)中完美匹配的組件都來自同一個內(nèi)核—貝加萊Automation Studio系統(tǒng)。
4)安全操作。
在ACOPOS的開發(fā)過程中就經(jīng)過了完整的測試，包括惡劣環(huán)境下的測試，比如：劇烈震動、高溫等。為保證在任何狀態(tài)下統(tǒng)一的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量，貝加萊強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量保證和持續(xù)生產(chǎn)過程檢測的重要性。
2貝加萊控制系統(tǒng)在紡織機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用
2.2PCC在二紡機(jī)EJK211型粗紗機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前國內(nèi)四電機(jī)粗紗機(jī)多采用工控機(jī)和PLC或單板機(jī)相結(jié)合作為主控系統(tǒng)，由上位工控機(jī)完成運(yùn)算功能，PLC或單板機(jī)完成控制驅(qū)動。但由于工控機(jī)抗干擾能力不強(qiáng)，常常造成系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，而單板機(jī)的故障率又相對較高，因而使得粗紗機(jī)的綜合性能不盡人意，而且成本也相對較高。
二紡機(jī)EJK211型粗紗機(jī)采用高性能可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）的分布式模塊化控制結(jié)構(gòu)以及B&R Automation Studio系統(tǒng)，集分析運(yùn)算和控制驅(qū)動于一體，調(diào)速系統(tǒng)采用貝加萊ACOPOS系列伺服驅(qū)動器，通過CAN open總線控制方式，提高系統(tǒng)的綜合控制性能，降低故障率，實(shí)現(xiàn)EJK211型粗紗機(jī)控制系統(tǒng)的完美方案，并具有張力檢測與自動控制、自動落紗等功能，錠翼速度最高可達(dá)1800r/min。另外，通過軟件優(yōu)化性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)總功率最小化，整機(jī)功率22KW。
控制方案
主控制系統(tǒng)由B&R Power Panel(PP41)組成，完成粗紗機(jī)的各項(xiàng)電氣控制功能和數(shù)據(jù)運(yùn)算，通過人機(jī)界面進(jìn)行基本的工藝參數(shù)設(shè)定，如最高車速、支數(shù)、加捻度、徑向卷繞密度、軸向卷繞密度、卷繞系數(shù)、紡紗系數(shù)等，都可以隨時修改、調(diào)用和存儲。其他工藝參數(shù)也可以同樣操作。并且所有的參數(shù)對應(yīng)了一組參數(shù)也對應(yīng)于一種紗紡制，最多可以有30種配方可以使用。故障報(bào)警顯示、開車情況及效率顯示、數(shù)據(jù)查詢、粗紗機(jī)的調(diào)試及維護(hù)等任務(wù)也均通過PP41完成。其主要參數(shù)性能如下：
顯示界面。6英寸、QVGA240×320像素、黑白顯示。
共計(jì)40個鍵，其中16個鍵的標(biāo)識可按用戶要求更換并帶有LED指示。
1.5MB內(nèi)存、實(shí)時時鐘
參數(shù)存儲。2MB的存儲卡，可保存、調(diào)用必要參數(shù)。
系統(tǒng)自帶RS232及CAN BUS接口。
系統(tǒng)自帶10DI、9DO。
配置方案
1)主控制系統(tǒng)采用Power Panel（PP41）系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)采用ACOPOS多功能驅(qū)動器，CAN BUS（500K傳輸速率）總線控制方式。
2)應(yīng)用電子齒輪，虛擬軸等功能，實(shí)現(xiàn)虛擬主軸對等同步，驅(qū)動錠翼，筒管，羅拉，龍筋四電機(jī)同步運(yùn)行。
3)通過CAN bus，在ACOPOS1（錠翼）建立虛擬主軸，最快每400us向網(wǎng)上實(shí)軸發(fā)送(最高優(yōu)先級)位置指令，并由各ACOPOS驅(qū)動器完成同步實(shí)時控制。實(shí)際證明，循環(huán)周期為2ms時，已經(jīng)能夠滿足粗紗機(jī)的動態(tài)同步精度。
系統(tǒng)配置如下圖所示：
控制說明
本套控制系統(tǒng)通過CAN-BUS總線方式控制變頻器，實(shí)現(xiàn)四電機(jī)的有效同步。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(shù)據(jù)收發(fā)方式靈活，采用非破壞性基于優(yōu)先權(quán)的總線仲裁技術(shù)，具有暫時錯誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別及故障節(jié)點(diǎn)的自動脫離功能，使系統(tǒng)其它節(jié)點(diǎn)的通信不受影響；同時CAN具有出錯幀自動重發(fā)功能。信號傳輸用短幀結(jié)構(gòu)（8字節(jié)），實(shí)時性好，受干擾的概率低，且具有極好的檢錯效果。采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使各設(shè)備之間具有較好的互操作性和互換性，系統(tǒng)的通用性好。通訊介質(zhì)可采用雙絞線，無特殊要求，現(xiàn)場布線和安裝簡單，易于維護(hù)。CAN總線具有實(shí)時性強(qiáng)、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、互操作性好、利用PP41自帶CAN口不增加成本，在百米之內(nèi)最高波特率可以達(dá)到500K。能以最低廉的成本來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。
控制示意圖
以錠翼電機(jī)作為主動電機(jī)，使其按照設(shè)定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。筒管電機(jī)、羅拉電機(jī)和升降電機(jī)作為從動電機(jī)，由PCC根據(jù)錠翼電機(jī)轉(zhuǎn)速并附以紗線張力反饋，按照數(shù)學(xué)模型運(yùn)算后，得出它們的轉(zhuǎn)速，通過CAN BUS總線控制變頻器調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。由于上述CAN BUS總線所具有的獨(dú)到優(yōu)勢，可使粗紗機(jī)輕易地獲得良好的同步特性和升、降速時間。以錠翼電機(jī)轉(zhuǎn)速為1600rpm為例，升速時間可控制在10秒鐘以內(nèi)，減速為5秒鐘以內(nèi)。
另外，變頻器采用共直流母線方式聯(lián)接，也可大大提高升降速性能并同時降低系統(tǒng)能耗。
PEJK211型粗紗機(jī)采用B&R一體化配置控制系統(tǒng)的優(yōu)勢
1)作為一家專業(yè)的控制設(shè)備供應(yīng)商,貝加萊提供從控制器,人機(jī)界面到伺服驅(qū)動系統(tǒng)和變頻器全套控制方案，并同時集多項(xiàng)功能于一體。 這對于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性而言較使用多個公司的不同產(chǎn)品進(jìn)行組合更有優(yōu)勢。
2)EJK211粗紗機(jī)采用B&R一體化控制方案，通過CAN Open方式控制ACOPOS系列驅(qū)動系統(tǒng),充分發(fā)揮貝加萊ACOPOS系列驅(qū)動系統(tǒng)的處理能力,同時具有更快的響應(yīng)特
