本實用新型涉及紡絲領(lǐng)域，尤其是一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一條生產(chǎn)黑色絲的POY生產(chǎn)線，共有12個部位，每個部位包含2根計量泵軸，而每個電機通過連接裝置驅(qū)動相鄰的4根計量泵軸，整條生產(chǎn)線由6個電機來驅(qū)動24根計量泵軸。現(xiàn)有的紡絲注射機控制模式是根據(jù)計量泵軸的開停根數(shù)來決定注射機的轉(zhuǎn)速。24根軸的開停由24個開關(guān)信號表示，每根軸的啟停通過人工撥動相應一個開關(guān)將信號傳送到PLC控制器的接口，PLC根據(jù)24路開關(guān)信號中“接通”的總路數(shù)，輸出對應的頻率給變頻器，變頻器再驅(qū)動注射機的電機。這種控制模式存在如下缺點：

計量泵軸開停后，工人沒有及時撥動相應的輔助開關(guān)，PLC就沒有及時調(diào)整注射機的轉(zhuǎn)速，引起添加劑供給不均；有時工人忘記撥動輔助開關(guān)，造成添加劑的供給長時間不準確：停軸后忘記斷開輔助開關(guān)，添加劑則會過量；開軸后忘記接通開關(guān)，添加劑就欠量。

人工停止計量泵軸，就是將計量泵軸與離合器脫離，使其失去電機的驅(qū)動力。但是在紡絲熔體的推動下，失去電機驅(qū)動力的計量泵軸還有一定的轉(zhuǎn)速（各軸轉(zhuǎn)速不一致）。原控制模式中，人工停一根軸后，工人就關(guān)斷一位開關(guān)，PLC就把該軸當做完全停止對待，會降低注射機轉(zhuǎn)速，這種情況下注射機的轉(zhuǎn)速與目標值相比是偏慢的，這樣就導致添加劑欠量（多根軸停止時更明顯）。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)，所述紡絲注射機的控制系統(tǒng)可實現(xiàn)開或停各根計量泵軸后不再需要人工撥動開關(guān)來控制注射機的轉(zhuǎn)速，不會出現(xiàn)原控制模式中人工操作不及時或者忘記操作所帶來添加劑過量或者欠量的問題，還可以解決計量泵軸失去電機驅(qū)動力后還有一定的轉(zhuǎn)速，但原控制模式中把該軸當做完全停止所帶來的添加劑欠量的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)，包括用于測量計量泵軸轉(zhuǎn)速的計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備、控制器、注射機變頻器、注射機電機、注射機，所述計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備的輸出端與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與注射機變頻器的輸入端連接，所述注射機變頻器的輸出端與注射機電機的輸入端連接，所述注射機電機的輸出端與注射機的輸入端連接；

所述計量泵軸上經(jīng)銑床加工有凹槽，所述凹槽對應有凸起。

進一步地，所述計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備包括接近開關(guān)和單片機，所述接近開關(guān)的輸出端與單片機的輸入端連接，所述單片機的輸出端與控制器的輸入端連接。

進一步地，所述凹槽包括平分計量泵軸軸截面的凹平面。

進一步地，所述控制器包括電腦、筆記本電腦。

進一步地，所述一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)還包括報警設(shè)備，所述控制器的輸出端與報警設(shè)備的輸入端連接。

進一步地，所述計量泵軸包括4個平分計量泵軸軸截面的凹平面。

本實用新型的有益效果是：本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)通過計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備檢測各根計量泵軸的實際轉(zhuǎn)速，控制器根據(jù)計量泵軸的實際轉(zhuǎn)速控制注射機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)開或停各根計量泵軸后不再需要人工撥動開關(guān)來控制注射機的轉(zhuǎn)速，不會出現(xiàn)原控制模式中人工操作不及時或者忘記操作所帶來添加劑過量或者欠量的問題，還可以解決計量泵軸失去電機驅(qū)動力后還有一定的轉(zhuǎn)速，但原控制模式中把該軸當做完全停止所帶來的添加劑欠量的問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的計量泵軸的一具體實施例示意圖；

圖3是圖2在A-A方向上的剖視圖；

圖4是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)中接近開關(guān)與計量泵軸的安裝示意圖；

圖5是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的控制步驟流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)，參考圖1，圖1是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括用于測量計量泵軸轉(zhuǎn)速的計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備、控制器、注射機變頻器、注射機電機、注射機，所述計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備的輸出端與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸出端與注射機變頻器的輸入端連接，所述注射機變頻器的輸出端與注射機電機的輸入端連接，所述注射機電機的輸出端與注射機的輸入端連接；

所述計量泵軸上經(jīng)銑床加工有凹槽，所述凹槽對應有凸起。

在本實施例中，計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備測得計量泵軸的轉(zhuǎn)速，并將其發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速計算注射機變頻器應該運行的頻率，并將此頻率值發(fā)送給注射機變頻器，注射機變頻器根據(jù)應該運行的頻率控制注射機電機，進而控制注射機的轉(zhuǎn)速。由此，計量泵軸的轉(zhuǎn)速變化可以直接影響注射機的轉(zhuǎn)速，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的人工操作不及時或者忘記操作所帶來添加劑過量或者欠量的問題，還可以解決計量泵軸失去電機驅(qū)動力后還有一定的轉(zhuǎn)速，但原控制模式中把該軸當做完全停止所帶來的添加劑欠量的問題。

計量泵軸本身是光滑的圓軸，需要在軸上增加帶凹凸點的裝置或在軸上銑凹平面才會有凹凸點。因為檢修時經(jīng)常要拆、裝計量泵軸，而拆、裝計量泵軸時必須拆除計量泵軸上的附加部件。為了方便以后的檢修，本實用新型沒有在軸上增加帶凹凸點的裝置，而是在圓形計量泵軸上經(jīng)銑床加工凹槽，所述凹槽對應有凸起，利用所述凸起即可以檢測計量泵軸的轉(zhuǎn)速，而且方便日后設(shè)備的維修。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述凹槽包括平分計量泵軸軸截面的凹平面。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述計量泵軸包括4個平分計量泵軸軸截面的凹平面。

在軸上某一位置銑符合測速檢測要求的凹平面，會降低軸的強度，凹平面越多，強度越低；但如果凹平面過少，測速的靈敏度偏低，在本實施例中，參考圖2和圖3，圖2是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的計量泵軸的一具體實施例示意圖，圖3是圖2在A-A方向上的剖視圖，經(jīng)過綜合考慮軸的強度和控制的靈敏度兩個因素，決定在每根圓軸上選定一個位置（該位置便于接近開關(guān)的安裝）沿圓周方向銑出4個等分計量泵軸軸截面的凹平面，則可以在計量泵軸1上加工得到內(nèi)立方體2，通過在計量泵軸1上銑凹平面得到凹槽和凸起，所述凸起為相鄰凹平面相交得到的棱邊。其他根據(jù)相同原理改造計量泵軸后達到相同效果的技術(shù)方案也在本實用新型申請的保護范圍之內(nèi)。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述計量泵軸轉(zhuǎn)速測量設(shè)備包括接近開關(guān)和單片機，所述接近開關(guān)的輸出端與單片機的輸入端連接，所述單片機的輸出端與控制器的輸入端連接。

在本實施例中，參考圖4，圖4是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)中接近開關(guān)與計量泵軸的安裝示意圖，在計量泵軸上銑四個平分計量軸軸截面的凹平面，每個凹平面的寬度為20mm,這樣選用直徑≤12mm的接近開關(guān)也能正確測量。如圖4所示，在圓形計量泵軸1對稱銑了四個凹平面后，該部分計量泵軸就變成了方形，即內(nèi)立方體2，接近開關(guān)3通過固定支架4固定，調(diào)整接近開關(guān)3與固定端的水平距離L1，使接近開關(guān)3在垂直方向上正對著計量泵軸的內(nèi)立方體2的位置，然后給接近開關(guān)3提供24V直流電壓，再調(diào)整接近開關(guān)3與內(nèi)立方體2的垂直距離L2，使得內(nèi)立方體2的棱邊（凸起部分）靠近接近開關(guān)3，進入接近開關(guān)3的感應范圍時，接近開關(guān)3輸出高電平；當內(nèi)立方體2的棱邊（凸起部分）離開接近開關(guān)3的感應范圍時，接近開關(guān)3輸出低電平。這樣計量泵軸轉(zhuǎn)一圈（內(nèi)立方體2的四條棱邊依次經(jīng)過接近開關(guān)3），接近開關(guān)3就交替輸出高、低電平四次，相當于輸出四個脈沖信號。

接近開關(guān)所輸出的脈沖信號被單片機所接收，經(jīng)單片機處理后，將脈沖信號處理后的信息傳送給控制器進行處理后得到計量泵軸的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速控制注射機的轉(zhuǎn)速。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述控制器包括電腦、筆記本電腦。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)還包括報警設(shè)備，所述控制器的輸出端與報警設(shè)備的輸入端連接。

在本實施例中，所述報警設(shè)備為單片機、驅(qū)動板及報警燈，所述控制器為電腦，電腦通過RS232九針串行接口與單片機連接。

參考圖5，圖5是本實用新型一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的控制步驟流程圖，包括以下步驟：

S1、測量計量泵軸的轉(zhuǎn)速；

S2、根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速控制注射機的轉(zhuǎn)速。

在本實施例中，通過測量計量泵軸的轉(zhuǎn)速，進而控制注射機的轉(zhuǎn)速，不僅實現(xiàn)簡單，而且可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的人工操作不及時或者忘記操作所帶來添加劑過量或者欠量的問題，還可以解決計量泵軸失去電機驅(qū)動力后還有一定的轉(zhuǎn)速，但原控制模式中把該軸當做完全停止所帶來的添加劑欠量的問題。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、接近開關(guān)檢測計量泵軸上的凸起并輸出與凸起個數(shù)相應的脈沖信號；

S12、單片機接收接近開關(guān)輸入的脈沖信號以測量每個脈沖信號的周期，并將測量結(jié)果發(fā)送到控制器；

S13、控制器采取進一丟一的方式計算與凸起個數(shù)相應的脈沖信號的周期，根據(jù)脈沖周期得到計量泵軸的轉(zhuǎn)速，并記錄計量泵軸的轉(zhuǎn)速。

在本實施例中，以24根計量泵軸為例，接近開關(guān)檢測計量泵軸上的凸起并輸出與凸起個數(shù)想對應的脈沖信號，采用3塊單片機來接收24個接近開關(guān)輸出的脈沖信號，一塊單片機接收8路接近開關(guān)輸出的脈沖信號，單片機檢測每路脈沖信號的脈沖周期并將脈沖周期的時間值發(fā)送到電腦，由電腦中的上位機程序進行處理。

具體地，考慮到機械加工凹平面時，每根計量泵軸上的4個凹平面在圓形計量泵軸軸截面上不可能完全等分，因此電腦上的上位機程序是連續(xù)測量4個脈沖信號的脈沖周期之和，作為該軸轉(zhuǎn)一圈所需時間，在時間不為零的前提下將其取倒數(shù)，就得到相應計量泵軸的轉(zhuǎn)速。為了提高控制系統(tǒng)的響應速度，采取進一丟一的辦法：假定已測量4個連續(xù)的脈沖周期，編號是1-4號，當?shù)?個脈沖周期進來時，丟掉原來的1號脈沖周期，將原來的2-4號變?yōu)?-3號，新進的第5個脈沖周期變成4號，這樣就保證用來計算的4個脈沖總是連續(xù)的，而當?shù)?個脈沖周期與原來的1號脈沖周期不等時，就表示計量泵軸轉(zhuǎn)一圈所需時間發(fā)生變化，也即是該計量泵軸的速度發(fā)生變化，則電腦，即控制器就會作出相應的反應，相當于泵軸轉(zhuǎn)四分之一圈，控制器就會做出相應的反應，控制精度更高。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述步驟S2包括以下步驟：

S21、根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速利用F_R=（V_R*F_S）/V_S得到注射機變頻器應該運行的頻率F_R，記錄頻率F_R，其中，F(xiàn)_S為根據(jù)工藝要求，全部計量泵軸均運行時，注射機變頻器的運行頻率，V_S為當注射機變頻器的運行頻率為F_S且全部計量泵軸均運行時，全部計量泵軸的轉(zhuǎn)速之和，V_R為實際生產(chǎn)時，全部計量泵軸的實際轉(zhuǎn)速之和，F(xiàn)_R為實際生產(chǎn)時，注射機變頻器應該運行的頻率；

S22、根據(jù)注射機變頻器應該運行的頻率F_R控制注射機的轉(zhuǎn)速。

在本實施例中，根據(jù)得到的每根計量泵軸的轉(zhuǎn)速按照F_R=（V_R*F_S）/V_S可以計算得到注射機變頻器應該運行的頻率F_R，注射機變頻器按照頻率F_R控制注射機電機，進而控制注射機的轉(zhuǎn)速。因此，不僅可以實現(xiàn)當人工開停計量泵軸時，控制器接收單片機發(fā)送的檢測信號，自動計算并調(diào)節(jié)注射機轉(zhuǎn)速，保證添加劑的均勻供給；而且單片機會檢測失去電機驅(qū)動力的計量泵軸的緩慢轉(zhuǎn)速，控制器的上位機程序計算時也考慮了這些慢轉(zhuǎn)速度，因此對注射機的控制精度更高，添加劑供給更準確。

本實用新型記錄計量泵軸的轉(zhuǎn)速，因為頻繁開停計量泵軸會影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且在同一時間段內(nèi)若有過多計量泵軸停止運行，擠壓機可能跳閘停機，造成整條生產(chǎn)線停產(chǎn)。增加對計量泵軸的轉(zhuǎn)速的記錄，以便于管理人員檢查生產(chǎn)狀況，督促員工按規(guī)程操作，也便于產(chǎn)品質(zhì)量的追溯。在本實施例中，還可以以曲線形式記錄各根計量泵軸的實際轉(zhuǎn)速、24根計量泵軸的轉(zhuǎn)速之和及注射機變頻器應該運行的頻率值，可以很方便地從曲線中查到各根計量泵軸的開停情況。不僅可以實現(xiàn)控制功能，還可為車間的生產(chǎn)管理提供客觀的依據(jù)。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的控制步驟還包括：

S3、根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速監(jiān)控生產(chǎn)異常并進行報警。

在本實施例中，計量泵軸與離合器的連接需要一根金屬鍵銷來固定，當這根鍵銷斷裂但未完全裂開，或者裂開后但斷口兩面有許多大小不一的劍突，兩面的劍突還會發(fā)生咬合作用，這時計量泵軸還接受電機的驅(qū)動，但轉(zhuǎn)速比鍵銷斷裂前的正常轉(zhuǎn)速慢些，如果操作工不細心檢查，不容易發(fā)現(xiàn)軸的速度變慢，就會造成添加劑長時間過量。這種情形在實際生產(chǎn)中已發(fā)生多次，造成整條生產(chǎn)線的絲餅顏色偏深，斷了鍵銷的計量泵軸所生產(chǎn)出來的兩個絲餅纖度也會偏小。本實用新型可在檢測到鍵銷斷裂時計量泵軸轉(zhuǎn)速異常后及時報警，可避免斷鍵銷引起的質(zhì)量問題。

計量泵軸轉(zhuǎn)速異常的判斷依據(jù)是：同一部位的兩根計量泵軸的設(shè)定速度是一樣的，當檢測到其中一根計量泵軸以設(shè)定速度運行，但另一根計量泵軸的實際速度大于設(shè)定速度的80%，而且小于設(shè)定速度的95%，這種情形如果維持超過5秒，則判斷低速運行的軸有問題，同時發(fā)出報警信號提醒操作人員去檢查處理，可通過發(fā)出聲音報警信號或者文字報警信號進行提醒。

作為技術(shù)方案的進一步改進，所述一種紡絲注射機的控制系統(tǒng)的控制步驟還包括：

S4、根據(jù)計量泵軸的轉(zhuǎn)速和生產(chǎn)參數(shù)統(tǒng)計消耗的原料。

在本實施例中，生產(chǎn)車間原來由人工統(tǒng)計各班組的原料消耗，本實用新型中根據(jù)預設(shè)的工藝參數(shù)和計量泵軸的實際轉(zhuǎn)速值，自動統(tǒng)計各班組每天和每月所消耗的原料。本實用新型自動統(tǒng)計原料消耗，提高統(tǒng)計效率；同時為管理人員提供圖形和數(shù)據(jù)，可督促員工嚴格按規(guī)程操作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料的消耗，也便于產(chǎn)品質(zhì)量的追溯。

更進一步地，電腦顯示各種生產(chǎn)信息，電腦顯示器的主界面大致分為四個區(qū)域：左上方顯示各根計量泵軸轉(zhuǎn)一圈所用的時間；左下方包含密碼輸入?yún)^(qū)，同時顯示注射機變頻器的額定運行頻率和實際運行頻率值；右上方是24根計量泵軸的參數(shù)設(shè)定區(qū)；右下方是報警記錄及原料消耗方面的數(shù)據(jù)，整個界面顯示的內(nèi)容豐富而且清晰。

作為技術(shù)方案的進一步改進，由于生產(chǎn)期間關(guān)閉上位機程序可能會引起質(zhì)量問題。為此本實用新型控制控制器的輸出電壓，同時利用報警設(shè)備檢測控制器的輸出電壓，當輸出電壓發(fā)生變化時，報警設(shè)備進行報警。

在本實施例中，通過程序控制電腦的RS232九針串行接口的第四針輸出電壓，并用單片機檢測該針的電壓，當上位機程序關(guān)閉時，串行接口的第四針輸出電壓將發(fā)生變化，單片機會發(fā)出報警信號，提醒操作人員檢查。

以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。