一、長嶺噴氣織機電控系統(tǒng)簡介
    長嶺紡電涉足噴氣織機電控系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)始于上世紀八十年代。1992年國家開始了“兩機”專項項目，作為重要核心子項的電控系統(tǒng)設(shè)計、制造技術(shù)與主機同時從日本津田駒公司引進，由長嶺（集團）股份有限公司負責實施。經(jīng)過二十年的不懈努力，長嶺紡電在噴氣織機電控系統(tǒng)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)，歷經(jīng)兩代人，在電控箱的軟、硬件系統(tǒng)均作出了自己的特點，做到了國內(nèi)獨樹一幟。電控系統(tǒng)批量生產(chǎn)至今，我們累計售出各型電控系統(tǒng)5000多臺（套），滿足了全國100多家用戶的需求，開創(chuàng)了國產(chǎn)噴氣織機電控系統(tǒng)的新紀元。
長嶺PZK電控系統(tǒng)采用多微處理器、分散式控制方式，按噴氣織機系統(tǒng)功能劃分為幾個或多個模塊，每個模塊形成獨立的微處理器控制單元，完成規(guī)定部分的系統(tǒng)功能。模塊之間通過I/O信號或通訊線傳遞命令或信息，使各模塊有效、協(xié)同工作，完成主機織造任務(wù)。在部分較獨立的模塊采用了ARM、CPLD、FPGA等技術(shù)。特點是硬件及軟件從底層做起，研發(fā)貫穿全過程，掌握全部核心技術(shù)，系統(tǒng)可靠性較高，完全實現(xiàn)自由采購。
    相關(guān)的軟件系統(tǒng)形成了我們具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的可剝奪型嵌入式多任務(wù)實時操作系統(tǒng)M12RTOS。目前，按發(fā)展的順序形成了三個系列的噴氣織機電控系列產(chǎn)品。PZK3系列（與津田駒IIIA電控系統(tǒng)相當）、PZK5系列、PZK系列。
二、PZK303噴氣織機控制系統(tǒng)框圖
    PZK3系列噴氣織機控制系統(tǒng)根據(jù)其控制動作和功能大致可分為五部分：數(shù)據(jù)設(shè)定和生產(chǎn)統(tǒng)計系統(tǒng)；織機順序動作控制系統(tǒng)；送經(jīng)控制系統(tǒng)；引緯控制系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如下：圖中虛線以內(nèi)為控制系統(tǒng)，虛線以外左側(cè)為輸入檢測對象，右側(cè)為輸出控制對象。
1、強電結(jié)構(gòu)
    電控箱強電結(jié)構(gòu)主要分為兩部分，一是主電機控制和保護部分，包括馬達專用斷路器（容量25A，安裝位置在電控箱右側(cè)小門內(nèi)，也是整個電控箱的主電源開關(guān)），主交流接觸器MSM，Δ接法交流接觸器MSD，Y接法交流接觸器MSS，正點動交流接觸器MSF，反點動交流接觸器MSR，超啟動力矩切換交流接觸器MSV；另一部分為控制系統(tǒng)提供電源和保護，包括電控箱內(nèi)塑殼斷路器和電源變壓器，提供剎車高壓、剎車低壓、三相AC200V，AC100V電源。電源變壓器上裝有熔斷保險絲，從左到右依次為：圖1 CBB剎車高壓保險絲8A、CBL剎車低壓保險絲5A、CB100  AC100V保險絲5A、CBT三相AC200V  T相保險絲5A、CBR三相AC200V  R相保險絲5A。剎車高壓有三種電壓AC100V、AC80V、AC60V，可根據(jù)需要的剎車力矩選擇，出廠接在AC60V上，剎車低壓為AC24V，AC100V為交流接觸器和控制部分提供交流電源，三相AC200V為儲緯變頻器和伺服驅(qū)動器提供電源。
2、系統(tǒng)功能
（1）電子探緯: 通過對緯紗到達狀態(tài)的檢測，有效地防止缺緯、短緯、斷緯，長緯。
（2）電磁閥引緯控制：實現(xiàn)主噴嘴與輔噴嘴電磁閥的順序開啟控制和FDP擋紗銷的開閉定時控制及自動角度調(diào)整；織機啟動進行第一緯投緯主噴嘴的延遲處理以防止缺緯和松緯；織機停止時控制所有的噴嘴停止噴射以便節(jié)氣；控制“齊噴”、“順序噴”用于測試和進行一根緯紗的投緯試驗；提供織機所需的各種定時信號。
（3）緯紗選擇：可實現(xiàn)2C定交換/自由交換的緯紗選擇。
（4）儲緯測長：控制與驅(qū)動儲緯電機與織機同步運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)儲緯鼓上卷繞圈數(shù)的控制；通過對擋紗銷的控制，準確地解舒并測長織物幅寬量的緯紗，減少緯長度的誤差。
（5）電子送經(jīng)：通過張力檢測、PID運算、卷經(jīng)檢測調(diào)節(jié)送經(jīng)量，控制與驅(qū)動送經(jīng)電機，保持織機運行時經(jīng)紗張力恒定；織機停車后再啟動控制送經(jīng)電機的“反沖反轉(zhuǎn)”以避免稀擋的發(fā)生。
（6）織機動作控制：包括織機超力矩啟動、定位停車、自動對梭口等自動控制功能。
（7）故障檢測與自動停車：通過對各種傳感器地檢測，在發(fā)生經(jīng)紗斷、邊紗斷、投緯失誤等故障時，自動控制織機在設(shè)定位置停車并顯示停車原因。
（8）信息管理功能：可進行控制數(shù)據(jù)的設(shè)定，控制狀況的顯示，各種生產(chǎn)信息的統(tǒng)計、檢查與顯示并可與主計算機進行聯(lián)網(wǎng)。
（9）其他：定長停車、停電檢測、織機參數(shù)的掉電保護以及電氣的自我診斷等。
三、各部分功能及控制原理
1、數(shù)據(jù)設(shè)定和生產(chǎn)統(tǒng)計系統(tǒng)
    數(shù)據(jù)設(shè)定和生產(chǎn)統(tǒng)計系統(tǒng)包括i-鍵盤、LDMC織機數(shù)據(jù)存儲卡和通信系統(tǒng)。i-鍵盤有一個單獨的盒體，安裝在織機的左前側(cè)，通過光纜（Fiber Cable）與電控箱通信，i-鍵盤為上位機，具有最初發(fā)信權(quán)，可自動識別電控箱的配置并顯示相應(yīng)設(shè)定界面。數(shù)據(jù)設(shè)定有兩種方法，一是通過鍵盤設(shè)定，另一種是用LDMC卡從已設(shè)定好的機器上讀取參數(shù)，再將參數(shù)寫入要設(shè)定的機器中。這部分工作框圖如圖2。圖中信號NMI為掉電信號，是非屏蔽中斷；LOM為織機運轉(zhuǎn)信號，上升沿運轉(zhuǎn)，下降沿停止；CE為i-鍵盤允許信號；CPK為傳感器定時信號，在此用作緯紗記數(shù)；SIO1、SIO2、SG、SIO3、SIO4電控箱內(nèi)部串行通信總線，SIO1、SIO2為下行數(shù)據(jù)線，SIO3、SIO4為上行數(shù)據(jù)線，SG為公共線。采用分層的通信協(xié)議，物理層采用RS-422A協(xié)議，數(shù)據(jù)鏈路層采用織機串行通信協(xié)議。
2、織機順序動作控制系統(tǒng)
    織機順序動作控制系統(tǒng)主要控制織機的正點動、反點動、運轉(zhuǎn)、停止等動作。另外，為了使機器能夠協(xié)調(diào)工作，還要為系統(tǒng)提供必要的握手信號。這部分主要包括可編程控制器SQC和剎車單元SBU，工作框圖如圖3。為了操作安全，運轉(zhuǎn)、正點動、反點動采用雙手操作按鈕，PBX為雙手互鎖按鈕。ACK為預(yù)備信號通知有關(guān)單元做預(yù)備動作，LOM信號為運轉(zhuǎn)信號通知各控制單元進入運轉(zhuǎn)狀態(tài)，RN信號為送經(jīng)系統(tǒng)準備好，NE信號為引緯系統(tǒng)準備好，織機的啟動過程如圖4。SQC響應(yīng)到運轉(zhuǎn)按鈕信號后發(fā)出ACK信號，ELO收到ACK信號后做反沖（Kick Back）動作，若反沖動作在2s內(nèi)完成，ELO則發(fā)出RN信號，若SVU準備好并且收到RN信號的后，則發(fā)出NE信號，SQC收到NE信號后發(fā)出LOM信號，通知各控制單元進入運轉(zhuǎn)狀態(tài)。圖4 織機的停車動作分為兩種，定位停車和緊急停車，手動停、經(jīng)停、緯停、反點動停等屬于定位停車，各種故障停車屬于緊急停車。定位停車在正轉(zhuǎn)定時信號FT的上升沿施加剎車高壓，停止后自動反轉(zhuǎn)到設(shè)定位置。自動反轉(zhuǎn)停車位置由RT1和RT2兩個反轉(zhuǎn)定時信號決定，RT1為反點動和緯停以外其他定位停車的自動反轉(zhuǎn)定時信號，RT2為緯停時自動反轉(zhuǎn)定時信號。BON、BON0為剎車高壓信號，F(xiàn)S為緯停信號，DR為經(jīng)停信號，SE為經(jīng)向傳感器允許信號。
3、送經(jīng)控制系統(tǒng)
   送經(jīng)控制系統(tǒng)通過檢測經(jīng)紗張力和織機主軸轉(zhuǎn)速，在保持經(jīng)紗張力恒定的情況下，不斷地將經(jīng)紗送入織口，這部分主要包括送經(jīng)單元ELO3、伺服驅(qū)動器Servodriver、伺服電機Servomotor，這是一個典型地伺服控制系統(tǒng)，伺服驅(qū)動器和伺服電機構(gòu)成速度環(huán)和電流環(huán)，加上送經(jīng)單元進一步構(gòu)成位置環(huán)和張力環(huán)。工作示意如圖5。送經(jīng)單元ELO3通過檢測織機主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)緯密計算出送出基本速度，再檢測經(jīng)紗實際張力，與目標張力比較后得出速度偏差，對基本速度進行修正，將速度指令送到伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器根據(jù)速度指令控制伺服電機精確運轉(zhuǎn)，伺服電機通過減速機構(gòu)傳動經(jīng)軸送出經(jīng)紗。
4、引緯控制系統(tǒng)
   引緯系統(tǒng)是噴氣織機與其他類型織機的最大區(qū)別，它是靠氣流與紗線的摩擦力，用壓縮空氣作為緯紗載體進行引緯織造的一種無梭織機。PZK303噴氣織機電控箱的引緯控制系統(tǒng)適用于異形筘+主噴嘴+副噴嘴的引緯系統(tǒng)。這部分主要由電磁閥引緯控制單元SVU3.2和探緯單元FU203組成。SVU3.2通過控制電磁閥的開閉順序，使各種噴嘴順序噴射，完成接力引緯。FU203用于緯紗到達的探測，將緯紗的到達時刻傳給SVU3.2，SVU3.2根據(jù)緯紗到達時刻的早或晚對電磁閥的開閉時間進行修正，將緯紗的到達時刻控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。系統(tǒng)工作示意如圖6。H1T、H2T為H1、H2探緯定時信號，在這兩個定時信號有效期間檢測緯紗到達，WSIG為緯紗達到信號，SVU3.2根據(jù)WSIG信號來確定緯紗的達到時刻。另外，SVU3.2還要檢測與織機主軸同步的編碼器信號，為其他單元提供運行所需的同步定時信號。
5、緯紗控制系統(tǒng)
    緯紗控制系統(tǒng)主要包括選緯系統(tǒng)和儲緯系統(tǒng)，由選色單元EPC3、儲緯單元FCU3D、變頻單元INV3D組成。系統(tǒng)框圖如圖7。