貝加萊PCC控制系統(tǒng)成功運用于紡織機械設備上

1貝加萊控制系統(tǒng)特點

1.1 貝加萊PCC的應用優(yōu)勢

貝加萊 PCC 控制系統(tǒng) 是一種面向運動控制、過程控制和網絡控制的專用控制系統(tǒng)，是集標準PLC、數控系統(tǒng)和工業(yè)計算機的性能特點于一體的智能控制器。其模塊化的硬件和軟件結構，可以根據設計者的控制需要組合成具有廠家應用特點的專用控制系統(tǒng)，并具有靈活自由的聯網和擴展能力。其所有模塊（包括運動模塊等智能模塊）與PCC通過系統(tǒng)總線進行連接通訊，中間沒有接口，并且PCC的系統(tǒng)軟件采用分時多任務機制構筑其應用軟件的運行平臺，這樣應用程序的運行周期則與程序長短無關，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定，由此，它將應用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了真正實時控制的要求。

基于這樣的操作系統(tǒng)，貝加萊 PCC 控制系統(tǒng)的應用程序由多任務模塊構成，這樣給項目應用軟件的開發(fā)帶來了了很大的便利，因為這樣可以方便地按控制項目中各部分不同的功能要求，如數據采集，報警，PID調節(jié)運算，通信控制等，分別編制出控制程序模塊(任務)，這些模塊既相互獨立運行，而數據間又保持一定的相互關聯，這些模塊經過分步驟的獨立編制和調試完成之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務操作系統(tǒng)的調度管理下，并行運行，共同實現項目的控制要求。

貝加萊 PCC控制系統(tǒng) 在編制不同的單個任務模塊時，具有靈活選用不同編程語言的特點，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，從而提供了強大的數據運算和處理能力。

在硬件結構方面，貝加萊 PCC控制系統(tǒng)的特點是很顯著的。在其核心的運算模塊內部，PCC為其CPU配備了數倍于常規(guī) PLC的大容量存儲單元(100K-2G)，這無疑為強大的系統(tǒng)和應用軟件提供了運算和監(jiān)視的硬件基礎。PCC在硬件上的特點，還體現在它為工業(yè)現場的各種信號設計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場信號十分方便的聯入以PCC為核心的數字控制系統(tǒng)中，用戶可按需要對應用系統(tǒng)的硬件I/O通道以單路，十余路或數十路為單位模塊，進行數十點至數百點上千點的擴展與聯網。在機械行業(yè)PCC以專用模塊的方式對高精度運動控制功能如高速編碼計數、速度和位置補償、電子齒輪傳動、電子凸輪進行了集成，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驅動系統(tǒng)的特點。

1)速度和精確度。
　　速度和精確度是驅動技術的兩大指標，速度是指伺服驅動對生產過程中的突變事件作出響應的速度。ACOPOS的一個掃描時間和通訊時間循環(huán)是400微秒。

2)靈活性。
　　一個驅動對于新的工作環(huán)境應該具有非常的靈活性和相當的調整能力，ACOPOS伺服驅動對于標準定位、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動配置的靈活性，ACOPOS只需在應用程序上作些改動，就能適應任何任務。

3)完全的集成式。
　　伺服驅動與貝加萊所有產品（控制、顯示和驅動技術）完全兼容，Automation Software用于編程，集成式的優(yōu)點是：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)質產品質量，貝加萊強調產品質量保證和持續(xù)生產過程檢測的重要性。

2貝加萊控制系統(tǒng)在紡織機械設備上的應用

2.2PCC在二紡機EJK211型粗紗機控制系統(tǒng)中的應用

目前國內四電機粗紗機多采用工控機和PLC或單板機相結合作為主控系統(tǒng)，由上位工控機完成運算功能，PLC或單板機完成控制驅動。但由于工控機抗干擾能力不強，常常造成系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，而單板機的故障率又相對較高，因而使得粗紗機的綜合性能不盡人意，而且成本也相對較高。

二紡機EJK211型粗紗機采用高性能可編程計算機控制器（PCC）的分布式模塊化控制結構以及B&R Automation Studio系統(tǒng)，集分析運算和控制驅動于一體，調速系統(tǒng)采用貝加萊ACOPOS系列伺服驅動器，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，實現EJK211型粗紗機控制系統(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1800r/min。另外，通過軟件優(yōu)化性設計，實現了整機總功率最小化，整機功率22KW。

貝加萊 PCC控制系統(tǒng)控制方案

主控制系統(tǒng)由B&R Power Panel(PP41)組成，完成粗紗機的各項電氣控制功能和數據運算，通過人機界面進行基本的工藝參數設定，如最高車速、支數、加捻度、徑向卷繞密度、軸向卷繞密度、卷繞系數、紡紗系數等，都可以隨時修改、調用和存儲。其他工藝參數也可以同樣操作。并且所有的參數對應了一組參數也對應于一種紗紡制，最多可以有30種配方可以使用。故障報警顯示、開車情況及效率顯示、數據查詢、粗紗機的調試及維護等任務也均通過PP41完成。其主要參數性能如下：
 顯示界面。6英寸、QVGA240×320像素、黑白顯示。
 共計40個鍵，其中16個鍵的標識可按用戶要求更換并帶有LED指示。
 1.5MB內存、實時時鐘
 參數存儲。2MB的存儲卡，可保存、調用必要參數。
 系統(tǒng)自帶RS232及CAN BUS接口。
 系統(tǒng)自帶10DI、9DO。

貝加萊 PCC控制系統(tǒng)配置方案

1)主控制系統(tǒng)采用Power Panel（PP41）系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)采用ACOPOS多功能驅動器，CAN BUS（500K傳輸速率）總線控制方式。

2)應用電子齒輪，虛擬軸等功能，實現虛擬主軸對等同步，驅動錠翼，筒管，羅拉，龍筋四電機同步運行。

3)通過CAN bus，在ACOPOS1（錠翼）建立虛擬主軸，最快每400us向網上實軸發(fā)送(最高優(yōu)先級)位置指令，并由各ACOPOS驅動器完成同步實時控制。實際證明，循環(huán)周期為2ms時，已經能夠滿足粗紗機的動態(tài)同步精度。

貝加萊 PCC控制系統(tǒng)控制說明

本套控制系統(tǒng)通過CAN-BUS總線方式控制變頻器，實現四電機的有效同步。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，數據收發(fā)方式靈活，采用非破壞性基于優(yōu)先權的總線仲裁技術，具有暫時錯誤和永久性故障節(jié)點的判別及故障節(jié)點的自動脫離功能，使系統(tǒng)其它節(jié)點的通信不受影響；同時CAN具有出錯幀自動重發(fā)功能。信號傳輸用短幀結構（8字節(jié)），實時性好，受干擾的概率低，且具有極好的檢錯效果。采用統(tǒng)一的標準和規(guī)范，使各設備之間具有較好的互操作性和互換性，系統(tǒng)的通用性好。通訊介質可采用雙絞線，無特殊要求，現場布線和安裝簡單，易于維護。CAN總線具有實時性強、可靠性高、結構簡單、互操作性好、利用PP41自帶CAN口不增加成本，在百米之內最高波特率可以達到500K。能以最低廉的成本來實現最優(yōu)控制。

以錠翼電機作為主動電機，使其按照設定速度運轉。筒管電機、羅拉電機和升降電機作為從動電機，由PCC根據錠翼電機轉速并附以紗線張力反饋，按照數學模型運算后，得出它們的轉速，通過CAN BUS總線控制變頻器調整電動機轉速。由于上述CAN BUS總線所具有的獨到優(yōu)勢，可使粗紗機輕易地獲得良好的同步特性和升、降速時間。以錠翼電機轉速為1600rpm為例，升速時間可控制在10秒鐘以內，減速為5秒鐘以內。

另外，變頻器采用共直流母線方式聯接，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)的控制設備供應商,貝加萊提供從控制器,人機界面到伺服驅動系統(tǒng)和變頻器全套控制方案，并同時集多項功能于一體。 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品進行組合更有優(yōu)勢。

2)EJK211粗紗機采用B&R一體化控制方案，通過CAN Open方式控制ACOPOS系列驅動系統(tǒng),充分發(fā)揮貝加萊ACOPOS系列驅動系統(tǒng)的處理能力,同時具有更快的響應特性和控制精度。

3)貝加萊PCC的獨特硬件結構使其具備進行復雜分析運算的能力。在其核心的運算模塊內部，PCC為其CPU配備了數倍于常規(guī) PLC的大容量存儲單元(100K-16M)，這無疑為控制系統(tǒng)和應用軟件提供了監(jiān)視的硬件基礎。

4)貝加萊變頻控制系統(tǒng)提供了許多功能強大的專業(yè)化功能運動控制功能塊.如電子齒輪,電子凸輪,轉矩控制,觸發(fā)定位,鼓序列發(fā)生器,CNC等，可以方便的滿足各種控制需求，實現同步控制功能。除了能完成同步控制外，貝加萊控制器還可實現梯度提速，用戶可以設定期望達到的速度和達到該速度所需的時間，PCC以固定的加速度達到設定速度。

5)專業(yè)的品質統(tǒng)計管理系統(tǒng)，自動監(jiān)控生產過程中的各種重要數據，方便用戶進行質量管理。

6)貝加萊強大的內嵌式網絡功能，可將該單機設備方便的連接到生產過程控制網絡，進行生產過程監(jiān)控。PCC在遠程通信方面的靈活性，是區(qū)別于常規(guī)PLC的一大顯著標志，作為未來構成分布式現場I/O控制的主要角色之一，PCC為此提供了十分靈活多樣的解決方案。Ethernet，現場總線如：Powerbbbb 、CAN、 ProfiBus (FMS, DP)、 INA2000、 RS485等，可實現多層次網絡結構(管理層,控制層和現場層).

7)完善的報警系統(tǒng)。PCC提供了有效的功能，可以實時監(jiān)測外部參數。發(fā)現異常參數時可顯示故障名稱，故障發(fā)生時間和消除時間，并采取相應措施。此外PCC能對硬件模塊進行自檢。及時發(fā)現硬件本身的錯誤。
8)豐富的在線幫助系統(tǒng)。PCC提供了豐富的在線幫助系統(tǒng)，幫助客戶了解整個系統(tǒng)的操作方法。并可指導用戶在系統(tǒng)報警時采取相應的措施。

9)貝加萊有功能強大的軟件開發(fā)平臺,能夠為用戶開發(fā)出具有個性化的控制軟件。

10)一套軟件適應多種機型,且系統(tǒng)為軟硬件模塊化，隨意擴展。

11)遠程診斷功能和機群網絡功能。

通過MODEM或Internet的Web Server遠程功能，可以實現對任何地方的機器在線診斷與調試。另外控制系統(tǒng)上的Ethernet接口可以實現機群聯網，實現工廠自動化。

目前的實踐證明，新一代貝加萊 PCC控制系統(tǒng)完全適用于高檔棉紡粗紗機的控制系統(tǒng)，它不僅保證了良好的紡紗性能，同時還相應提高了系統(tǒng)的綜合控制功能，降低了故障率，配以經濟實用的人機界面，使操作變得更加簡單方便，使整個設備的檔次有了較大提高。另外，由于PCC具有強大的網絡通訊功能，能夠方便地實現織機的遠程計算機集中監(jiān)控功能，增強管理的科學性，提高管理效率。