1貝加萊控制系統特點

1.1 貝加萊PCC的應用優勢

　　B&R可編程計算機控制器（PCC）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，是集標準PLC、數控系統和工業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，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通過系統總線進行連接通訊，中間沒有接口，并且PCC的系統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，而是由操作系統的循環周期決定，由此，它將應用程序的掃描周期同真正外部的控制周期區別開來，滿足了真正實時控制的要求。

　　基于這樣的操作系統，PCC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，在多任務操作系統的調度管理下，并行運行，共同實現項目的控制要求。

　　PCC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 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，PCC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 PLC的大容量存儲單元(100K-2G)，這無疑為強大的系統和應用軟件提供了運算和監視的硬件基礎。PCC在硬件上的特點，還體現在它為工業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中，用戶可按需要對應用系統的硬件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是400微秒。

2)靈活性。
　　一個驅動對于新的工作環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，集成式的優點是：整個系統，包括系統中完美匹配的組件都來自同一個內核—貝加萊Automation Studio系統。

4)安全操作。
　　在ACOPOS的開發過程中就經過了完整的測試，包括惡劣環境下的測試，比如：劇烈震動、高溫等。為保證在任何狀態下統一的優質產品質量，貝加萊強調產品質量保證和持續生產過程檢測的重要性。

2貝加萊控制系統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，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，常常造成系統穩定性較差，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，集分析運算和控制驅動于一體，調速系統采用貝加萊ACOPOS系列伺服驅動器，通過CAN open總線控制方式，提高系統的綜合控制性能，降低故障率，實現EJK211型粗紗機控制系統的完美方案，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，通過軟件優化性設計，實現了整機總功率最小化，整機功率22KW。

控制方案

　　主控制系統由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。
 系統自帶RS232及CAN BUS接口。
 系統自帶10DI、9DO。

配置方案

1)主控制系統采用Power Panel（PP41）系統，驅動系統采用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向網上實軸發送(最高優先級)位置指令，并由各ACOPOS驅動器完成同步實時控制。實際證明，循環周期為2ms時，已經能夠滿足粗紗機的動態同步精度。

系統配置如下圖所示：

控制說明

　　本套控制系統通過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、串行通訊及傳統的工業總線的缺陷，數據收發方式靈活，采用非破壞性基于優先權的總線仲裁技術，具有暫時錯誤和永久性故障節點的判別及故障節點的自動脫離功能，使系統其它節點的通信不受影響；同時CAN具有出錯幀自動重發功能。信號傳輸用短幀結構（8字節），實時性好，受干擾的概率低，且具有極好的檢錯效果。采用統一的標準和規范，使各設備之間具有較好的互操作性和互換性，系統的通用性好。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控制。

控制示意圖

　　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能耗。

PEJK211型粗紗機采用B&R一體化配置控制系統的優勢

1)作為一家專業的控制設備供應商,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。 這對于提高系統的穩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,充分發揮貝加萊ACOPOS系列驅動系統的處理能力,同時具有更快的響應特