細紗機是紡織廠的專用設備，具有前后兩個輥子。由于前面輥子的速度比后面輥子快，從前輥子進去的粗紗在兩個輥子之間得到拉延，從后面輥子輸出的紗就變細了。花式紗不是均勻粗細，而是粗細相間。要得到粗細相間的紗，只需讓后輥子的轉速時快時慢即可。 1. 差動齒輪系的設計 來自于前輥子的轉速經過齒輪減速后作為差動齒輪系的一個輸入，另一個輸入由兩臺伺服電動機通過機械合成而成，能實現啟停500次/min。若兩臺伺服電動機不轉，差動齒輪系輸出到后輥子的為一個低于前輥子的均勻速度，此時細紡機紡出為普通紗。若兩臺伺服電機均啟停250次/min，且啟停時間錯開，通過機械合成后為啟停500次/min，此時差動輪系輸出到后輥子的變化速度為500次/min，細紡機紡出為花式紗。 2. 控制系統硬件的設計 在紡紗過程中需要不斷地改變紗的粗細、紗的長度和節距3個參數，要求伺服電機不斷改變啟停周期和速度，每種紗常有300多種變化組合，參數要求方便進行調整，而且工作環境較惡劣，可靠性要求高。 伺服系統電機采用低慣量永磁同步電機。兩套伺服系統的速度控制號由PLC模擬量I/O模塊輸出控制。兩套伺服系統的啟停控制信號由PLC擴展的脈沖輸出模塊輸出端控制，其相位相互錯開。 為了調節紗的粗細、長度和節距，PLC需要不斷檢測前輥子的速度，根據設置的參數和檢測的前輥子速度計算出后輥子的速度和開關頻率。前輥子速度和伺服電機速度的檢測采用光電編碼器，其輸出的脈沖信號輸送到PLC的高速計數模塊進行計數從而得到前輥子的速度以計算伺服電機速度和開關頻率。另外PLC選用絕緣型通訊用適配器與工控機進行通訊，以實現參數的設置和監控。通過HMI，單獨機器部件的狀態用圖表界面簡單明了的變現出來，使得操作和配置更加容易。 貝加萊X20系統能夠實現高速低成本的I/O控制，降低了線纜的費用，其模塊化設計讓系統具有超群的擴展能力，緊密的硬件設計則節省了面板的安全空間。 3．程序設計 速度檢測采用M法測速，在固定的時間間隔Ts內讀取速度信號的脈沖數從而計算出轉速的大小。串行通信模塊數據傳送利用RS指令，其與工控機進行串行通信時可以設置數據長度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模塊具有電壓輸出和電流輸出兩種形式。數模轉換模塊采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D輸入，TO控制D/A輸出，編程指令包含選擇數模轉換通道和輸入輸出數據存放單元，設置數模轉換命令，輸出或讀入轉換結果等。 貝加萊系統每一個完整的控制系統的操作配置都集成在一個自動化軟件Automation Studio中，不僅加快了工程進度也節省了成本。 4．結論 該紡織專用細紗機控制系統采用PLC加差動齒輪加伺服電機的設計，后輥子速度變化頻率可達500次/min，充分滿足了細紗機生產的需要。運行表明，該系統設計合理、工作可靠。