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)設計、制造技術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。經過二十年的不懈努力，長嶺紡電在噴氣織機電控系統(tǒng)領域的研發(fā)、生產，歷經兩代人，在電控箱的軟、硬件系統(tǒng)均作出了自己的特點，做到了國內獨樹一幟。電控系統(tǒng)批量生產至今，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。在部分較獨立的模塊采用了ARM、CPLD、FPGA等技術。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，系統(tǒng)可靠性較高，完全實現自由采購。
    相關的軟件系統(tǒng)形成了我們具有獨立知識產權的可剝奪型嵌入式多任務實時操作系統(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)根據其控制動作和功能大致可分為五部分：數據設定和生產統(tǒng)計系統(tǒng)；織機順序動作控制系統(tǒng)；送經控制系統(tǒng)；引緯控制系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如下：圖中虛線以內為控制系統(tǒng)，虛線以外左側為輸入檢測對象，右側為輸出控制對象。
1、強電結構
    電控箱強電結構主要分為兩部分，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小門內，也是整個電控箱的主電源開關），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2C定交換/自由交換的緯紗選擇。
（4）儲緯測長：控制與驅動儲緯電機與織機同步運轉，實現儲緯鼓上卷繞圈數的控制；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：通過張力檢測、PID運算、卷經檢測調節(jié)送經量，控制與驅動送經電機，保持織機運行時經紗張力恒定；織機停車后再啟動控制送經電機的“反沖反轉”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)生經紗斷、邊紗斷、投緯失誤等故障時，自動控制織機在設定位置停車并顯示停車原因。
（8）信息管理功能：可進行控制數據的設定，控制狀況的顯示，各種生產信息的統(tǒng)計、檢查與顯示并可與主計算機進行聯網。
（9）其他：定長停車、停電檢測、織機參數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、數據設定和生產統(tǒng)計系統(tǒng)
    數據設定和生產統(tǒng)計系統(tǒng)包括i-鍵盤、LDMC織機數據存儲卡和通信系統(tǒng)。i-鍵盤有一個單獨的盒體，安裝在織機的左前側，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，可自動識別電控箱的配置并顯示相應設定界面。數據設定有兩種方法，一是通過鍵盤設定，另一種是用LDMC卡從已設定好的機器上讀取參數，再將參數寫入要設定的機器中。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為織機運轉信號，上升沿運轉，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；SIO1、SIO2、SG、SIO3、SIO4電控箱內部串行通信總線，SIO1、SIO2為下行數據線，SIO3、SIO4為上行數據線，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，數據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、停止等動作。另外，為了使機器能夠協(xié)調工作，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、正點動、反點動采用雙手操作按鈕，PBX為雙手互鎖按鈕。ACK為預備信號通知有關單元做預備動作，LOM信號為運轉信號通知各控制單元進入運轉狀態(tài)，RN信號為送經系統(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響應到運轉按鈕信號后發(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。定位停車在正轉定時信號FT的上升沿施加剎車高壓，停止后自動反轉到設定位置。自動反轉停車位置由RT1和RT2兩個反轉定時信號決定，RT1為反點動和緯停以外其他定位停車的自動反轉定時信號，RT2為緯停時自動反轉定時信號。BON、BON0為剎車高壓信號，FS為緯停信號，DR為經停信號，SE為經向傳感器允許信號。
3、送經控制系統(tǒng)
   送經控制系統(tǒng)通過檢測經紗張力和織機主軸轉速，在保持經紗張力恒定的情況下，不斷地將經紗送入織口，這部分主要包括送經單元ELO3、伺服驅動器Servodriver、伺服電機Servomotor，這是一個典型地伺服控制系統(tǒng)，伺服驅動器和伺服電機構成速度環(huán)和電流環(huán)，加上送經單元進一步構成位置環(huán)和張力環(huán)。工作示意如圖5。送經單元ELO3通過檢測織機主軸轉速，根據緯密計算出送出基本速度，再檢測經紗實際張力，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動器，伺服驅動器根據速度指令控制伺服電機精確運轉，伺服電機通過減速機構傳動經軸送出經紗。
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的范圍內。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。