1貝加萊控制系統(tǒng)特點
1.1 貝加萊PCC的應用優(yōu)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(wǎng)絡控制的專用控制系統(tǒng)，是集標準PLC、數(shù)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(jù)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(lián)網(wǎng)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)，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(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(shù)據(jù)采集，報警，PID調(diào)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(shù)據(jù)間又保持一定的相互關聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試完成之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下，并行運行，共同實現(xiàn)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(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(shù)據(jù)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(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(xiàn)在它為工業(yè)現(xiàn)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(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，進行數(shù)十點至數(shù)百點上千點的擴展與聯(lián)網(wǎng)。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(shù)、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(qū)動系統(tǒng)的特點。
1)速度和精確度。
速度和精確度是驅(qū)動技術的兩大指標，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)境應該具有非常的靈活性和相當?shù)恼{(diào)整能力，ACOPOS伺服驅(qū)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(qū)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(qū)動與貝加萊所有產(chǎn)品（控制、顯示和驅(qū)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(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(nèi)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(qū)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(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，實現(xiàn)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(xiàn)了整機總功率最小化，整機功率22KW。
控制方案
主控制系統(tǒng)由B&R Power Panel(PP41)組成，完成粗紗機的各項電氣控制功能和數(shù)據(jù)運算，通過人機界面進行基本的工藝參數(shù)設定，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)對應了一組參數(shù)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(shù)據(jù)查詢、粗紗機的調(diào)試及維護等任務也均通過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(nèi)存、實時時鐘
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)應用電子齒輪，虛擬軸等功能，實現(xiàn)虛擬主軸對等同步，驅(qū)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(wǎng)上實軸發(fā)送(最高優(yōu)先級)位置指令，并由各ACOPOS驅(qū)動器完成同步實時控制。實際證明，循環(huán)周期為2ms時，已經(jīng)能夠滿足粗紗機的動態(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，實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(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。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(nèi)最高波特率可以達到500K。能以最低廉的成本來實現(xiàn)最優(yōu)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(zhuǎn)。筒管電機、羅拉電機和升降電機作為從動電機，由PCC根據(jù)錠翼電機轉(zhuǎn)速并附以紗線張力反饋，按照數(shù)學模型運算后，得出它們的轉(zhuǎn)速，通過CAN BUS總線控制變頻器調(diào)整電動機轉(zhuǎn)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(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(qū)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(chǎn)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(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特
