CAN總線解決方案在拉絲機上的應用

　　調節伺服驅動器直徑接收拉絲伺服電機高速脈沖的信號，按一定的電子齒輪比跟隨運行，很好的保證了出絲的線速度，同時與卷繞伺服做到了很好的協調，保證系統張力控制的穩定性。

　　小結：調節伺服驅動器直徑接收拉絲伺服電機高速脈沖的信號，按一定的電子齒輪比跟隨運行，很好的保證了出絲的線速度，同時與卷繞伺服做到了很好的協調，保證系統張力控制的穩定性。

　　3、卷繞伺服的恒線速度（恒張力）控制

　　該電機的控制是整個系統的重中之重，要想繞出來的線平滑、不塌邊，那么就要求卷繞電機的線速度與調節電機的線速度相等。而要實現恒線速度控制，必須通過一個反饋回路來檢測實際的繞線輪的線速度，以前的系統是通過張力桿來完成的，張力桿反饋回去的是個張力信號，而且張力桿還有個中間過度環節，如果卷繞電機的線速度與調節電機的線速度相差比較大時，通過機械結構先行補償，然后再加上電氣補償，這就相當于兩個補償環節，減小了斷線的機率。這樣的系統在目前很多拉絲機中使用。而當前這臺拉絲機是專門用來拉金絲的，金絲要求很高的潔凈度，需要盡量減少中間過度環節，所以客戶取消了張力桿，而直接采用了測速輪來作為反饋回路。這樣就增加了控制難道。

　　而測速輪是通過光電開關來采集每轉一周的時間，這樣來算出測速輪的線速度，然后再把這個線速度與調節輪的線速度進行比較，得到一個誤差，在這個誤差的基礎上再通過PID計算，再把最后的得到的結果補償到當前卷繞輪速度上去。

　　卷繞電機也不是完全跟隨著調節輪旋轉，因為隨著絲的繞制，卷繞電機的半徑會不段增大，而這個時候調節輪的線速度是個比較恒定的值（因為放絲電機以恒速度拉絲），那么就要求卷繞電機的轉速變小，這樣才能保證與調節輪的線速度相近。在這里又出現一個問題，即怎么樣計算當前卷繞輪應該轉的大致轉速呢?如果不計算這個大致轉速，直接通過采集回來的誤差進行PID計算能不能滿足要求呢?答案是如果不計算大致轉速，直接通過PID計算來補償線速度的誤差是不可以的，這樣卷繞輪就會一直跟隨著調節輪運行，當半徑變大時，采集到誤差值就非常大。如果先通過層數來大致計算下繞線輪的半徑，然后再得到大致的卷繞電機的轉速，最后再加上PID誤差計算結果，這樣得到的線速度才是比較精確，也就是線速度差才最小。而層數的來源是通過CAN總線從擺線伺服得到的。

　　小結：PLC具有高速脈沖計數能力，能夠采集通過電眼傳過來的高速脈沖信號，從而計算出金絲線速度，然后通過PDO傳送給收卷伺服驅動器，該伺服驅動器根據此轉速自動調節自身轉速，從而達到控制線張力的目的;

　　4、擺絲伺服的位置控制;

　　擺絲伺服的控制主要是保證繞制出來的線均勻的排列在線軸上，下圖是要求的排絲效果圖：

這個驅動器控制的難點就在于換向部分，為了在換向處平滑過度，而不出現螺紋，電機在換向的時候要滿足在最后一圈時，要進行每層最后半圈的絕對定位，而這個圈數是可以算出來的，計算過程如下：

　　設最下層繞線的長度為S0（這個長度在按復位鍵后，電機自動回到原點，然后再從這個原點開始，以HMI上輸入有的長度作為第一層排線寬度S0來開始排線，那么繞線的圈數就等于R1=S0/（D+W），這里的W是指兩線邊緣距離。

　　當繞第2層時，繞線的長度為S1，S1=S0-2＊1/3＊D＊L;L=1　1/3＊D為絲上一層與下一層的邊緣距離

　　當繞第3層時，繞線的長度為S1，S1=S0-2＊1/3＊D＊L;L=2

　　當繞第N層時，繞線的長度為S1，S1=S0-2＊1/3＊D＊L;L=N-1

　　那么就可以算出第N層應該繞的圈數=[S0-2＊1/3＊D＊（N-1）]/（D+W）;

　　圈數=[S0-2＊△L＊（N-1）]/（D+W）

　　如果以XY軸的交點為原點，那么在剛開始運行的時候以跟隨來運行，電子齒輪比=（D+W）/P;當到最后一圈時，要進行絕對定位，而這個其始位置可以通過如下的方法得出：

　　不管轉速有多快，那么轉一圈排線電機應該走的距離是D+W;所以半圈就是（D+W）/2，那么這個其始位置就是：

　　S左：Xn1+（D+W）/2

　　S右：Xn2-（D+W）/2

　　也就是可以通過一個比較當前的位置與要求的位置的差是否小于（D+W）/2來實現模式的切換;在絕對定位完成后，要立即跟隨上主軸的速度才可以。該伺服就采用了在跟隨和絕對定位兩種模式，伺服在這兩種模式間交替工作即可繞制出符合規定的線型。

　　小結：排繞伺服驅動器通過自身內部算法自動計算當前每層應該繞的圈數，然后把當前圈數自動通過PDO傳送給卷繞伺服驅動器，卷繞伺服驅動器根據這個參數通過內部算法自動得到電機應該運行的轉速，從而到達精確控制張力的目的;

五、結語

　　1、該系統為用戶帶來了效率（拉絲速度）、質量（拉絲直徑）的提高，同時也降低了系統綜合成本;

　　2、伺服內部算法自動計算自身轉速，系統響應及時，張力控制得當，即使拉3絲的金絲也不會出現踏邊的現象;

　　3、系統采用CAN總線通訊，增強了系統的抗干擾能力;

　　4、該系統已經安全運行一年的時間，未出現任何故障，拉制出來的成品絲已經達到了3絲，在拉制3絲時的轉速達到了400R/MIN，比普通使用張力桿做反饋回路的機械提高了7個絲，速度快了近70R/MIN，且拉制出的絲表面平整光滑，完全符合客戶要求。