Řídicí systémy tkalcovských stavů

Úvod 

Následující odstavce mají za cíl seznámit širší veřejnost s použitím řídicích systémů firmy SofCon s.r.o. v oblasti textilních strojů se zaměřením na řízení pneumatických tkalcovských stavů.

Navržené sestavy řídicích systémů jsou určeny pro řízení všech druhů tkalcovských stavů a v současné době byly aplikovány na vysoce produktivní pneumatické tryskové stavy BETA a VEGA, které vyvíjí a dodává Výzkumný Ústav Textilních Strojů Liberec a.s.

Tkalcovské stavy BETA Leno jsou určeny pro tkaní perlinkových vazeb. Dosahují rychlosti tkaní až 500 prohozů za minutu s minimální velikostí dostavy 10 prohozů na 10 cm. Šířka tkaniny se může pohybovat v rozmezí 220 až 400 cm. Tkalcovské stavy VEGA jsou určeny pro tkaní plátnové vazby a objemovaných materiálů. Dosahují rychlosti tkaní až 600 prohozů za minutu s minimální velikostí dostavy 10 prohozů na 10 cm. Šířka tkaniny se může pohybovat do 240 cm. Všechny typy stavů umožňují zpracování skelného, umělého nebo přírodního materiálu.

Z pohledu řídicích systému obsahuje tkalcovský stav následující části:

• Řízení pohonů - Jednotlivé pohony stavu mohou být spřažené mechanicky od hlavního pohonu nebo mohou být jednotlivé pohony ovládány řídicím systémem odděleně. U většiny nových strojů je použit druhý princip a obsahuje následující pohony a regulátory.
  
  • pohon osnovního válu - zajišťuje požadované napnutí osnovních nití. Do regulátoru vstupuje údaj o požadovaném a skutečném napnutí osnovních nití, výstupem je rychlost otáčení osnovního válu. Regulátor je vybaven řadou speciálních algoritmů, které umožňují pracovat od minimálních napnutí osnovních nití. Činnost regulátoru je sychronizována každou otáčkou stroje, v případně že stroj stojí, je regulátor periodicky spouštěn od času. Údaje o napnutí osnovních nití jsou získávány z tenzometrického snímače osnovní svůrky.
  • pohon přírazového mechanizmu - zajišťuje přimáčknutí prohozené osnovní nitě k utkanému materiálu. V označování je spíše uváděn jako hlavní pohon. Vstupem do regulátoru jsou požadované a skutečné otáčky, výstupem je rychlost otáčení hlavního pohonu.
  • pohon prošlupního mechanizmu - zajišťuje rozvírání osnovních nití pro prohoz útku. U některých stavů je prošlupní mechanizmus mechanicky spojen s hlavním pohonem, u jiných je pohon spřažen s hlavním pohonem elektronicky.
  • pohon trysek přífukových sekcí - zajišťuje schování přífukových trysek před přírazem paprsku. U některých stavů je vysouvání trysek prováděno vačkovou skříní poháněnou hlavním hřídelem, u jiných je vysouvání trysek realizováno pohonem vytvářejícím elektronickou vačku.
  • pohon velkonábalu - zajišťuje navíjení materiálu do velkonábalu požadovanou silou. Do regulátoru vstupuje údaj o požadovaném a skutečném napnutí tkaniny, výstupem je rychlost otáčení válů navíječe. Regulátor je vybaven řadou speciálních algoritmů a jeho činnost je sychronizována s tkalcovským stavem. Údaje o napnutí tkaniny jsou získávány z tenzometrických snímačů na levé a pravé straně navíječe. Regulovat je možné na průměr nebo maximální hodnotu obou tenzometrů. Dle druhu tkaniny je možné vytvářet velkonábaly o délce až 5500m, průměru 140cm a váze 2000kg.
• Řízení mechanizmů spjatých s úhlem natočení hlavního hřídele - Jedná se o spouštění strhu 1 až 4 odměřovačů, zapínání 1 až 4 hlavních trysek, zapínání trysek 7 až 15 přífukových sekcí, stříhání dvou nůžek a ovládání dvou zakladačů krajů. Každý z mechanizmů je sepnut a rozepnut v požadovaných úhlech natočení hlavního hřídele.
• Řízení mechanizmů spjatých s průletem útkové nitě - Jedná se o zapínání brzdiček útkových nití, regulace doletu útků a párače útků (AFR). Brzdičky umožňují zpomalit rychlost pohybu útkové nitě v okamžiku doletu, aby se útkové nitě v odměřovačích nepoškozovaly vlivem rychlého zastavení. Regulátory doletu útků se snaží pro každou trysku zvlášť udržet nastavený úhel doletu útku. Do regulátorů vstupují požadované a skutečné dolety útku, výstupem regulátorů je ovládání tlaku vzduchu pro jednotlivé hlavní trysky. Párač útků se uvede v činnost po nedoletu útku. Párač může vypárat i několik posledních prohozených útků. Celý párací cyklus je maximálně automatizován, po úspěšném vypárání stav pokračuje ve tkaní a nevyžaduje zásah obsluhy.

Aby bylo možno zohlednit jednotlivé odlišnosti stavů, případně bohatost jejich výbavy, jsou řídicí systémy navrženy variabilně a modulárně. Vlastní systém tkalcovských stavů je složen z ovládacího panelu TERM10 a řídicího systému KIT386EX.

Řídicí systém obsahuje analogové a digitální vstupy a výstupy, rychlé digitální vstupy a výstupy, moduly výkonových tranzistorů a komunikační sběrnice CAN a RS485. Jeho hlavní činností je vyhodnocovat vstupní analogové a digitální signály a ovládat chod jednotlivých pohonů, ventilů a mechanizmů na základě zadaných technologických parametrů stroje. Řídicí systém kromě vlastního řízení shromažďuje a archivuje podrobné statistické údaje o průběhu tkaní.

Pro zadávání technologických parametrů, zobrazování provozních stavů a pro ovládání stavu je použit panel TERM10. Pomocí něj je možno vytvářet, vybírat a upravovat technologické předpisy pro tkaní, osnovní a útkové vzorování, časování ventilů a předpisy pro navíjení tkaniny. Systém uchovává pro každý typ až deset uživatelem definovaných předpisů. Ovládacím panelem lze rovněž nastavit servisní režimy, které slouží pro vyzkoušení všech jednotlivých činností stavu a případnou lokalizaci vzniklých poruch. Po komunikační lince RS485 je možno všechny statistické, technologické a servisní údaje předávat do nadřízeného počítače a naopak.