淺談臺達(dá)自動化產(chǎn)品在粗紗機控制系統(tǒng)上整合應(yīng)用-技術(shù)方案

淺談臺達(dá)自動化產(chǎn)品在粗紗機控制系統(tǒng)上整合應(yīng)用-技術(shù)方案1前言

近十多年來，我國紡織機械行業(yè)的自動化水平有了明顯的提高，在新型紡織機械上普遍采納了自動化技術(shù)。自動化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，它和掌握論、信息論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)、自動掌握等都有著非常親密的關(guān)系，而其中又以掌握理論和計算機技術(shù)對自動化技術(shù)的影響。隨著科技的不斷進(jìn)展進(jìn)步，各種食品加工品的消失，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的挑戰(zhàn)，包裝自動化技術(shù)在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈，將來的包裝機械將協(xié)作產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，進(jìn)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備。機電一體化是將來包裝機械進(jìn)展的趨勢。一個完整的機電一體化系統(tǒng)，一般包括微機、傳感器、動力原、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等部分，它摒棄了常規(guī)包裝機械中的繁瑣和不合理部分，而將機械、微機、微電子、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給包裝機械在設(shè)計、制造和掌握方面都帶來了深刻的變化，從根本上轉(zhuǎn)變了包裝機械的現(xiàn)狀。目前包裝機械廠家普遍使用PLC動力負(fù)載掌握器，雖然PLC彈性很大，但仍未具有電腦（含軟件）所擁有的強大功能。將來包裝機械必需具備多功能化、調(diào)整操作簡潔等條件，基于電腦的智能型儀器將成為食品包裝掌握器的新趨勢。

近幾年來，重定量高效工藝的廣泛應(yīng)用，使得紡紗新技術(shù)推向了更高的進(jìn)展水平，本文闡述整合DVP系列PLC和變頻器等臺達(dá)自動化產(chǎn)品的某型粗紗機掌握系統(tǒng)，設(shè)備應(yīng)用高效紡紗工藝技術(shù)，不僅提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率，而且完善了掌握系統(tǒng)技術(shù)配置方案，提高了粗紗機設(shè)備工作穩(wěn)定性和高效性，同時改善了紗錠產(chǎn)品的質(zhì)量，也體現(xiàn)了掌握系統(tǒng)較高的性價比，值得同行推廣應(yīng)用。

2工藝分析

某型粗紗機運用了高效工藝以及配置技術(shù)參數(shù)合理選擇，進(jìn)行了精細(xì)剖析并經(jīng)過試驗優(yōu)化出恰當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)參數(shù)，合理配置粗紗定量、粗紗后區(qū)牽伸倍數(shù)、羅拉隔距、上羅拉定位、粗紗捻系數(shù)、鉗口隔距等高效工藝參數(shù)是改善粗紗條和提高成紗質(zhì)量的保證。

其技術(shù)特性如下：

適紡線密度（tex）200-1250

適紡纖維長度（mm）22-65

牽伸倍數(shù)（倍）4.2-12

機械錠速（r.min-1）1600

工藝錠速（r.min-1）1200

捻度范圍（捻/m）18-80

卷裝尺寸（mm）ф150×400

錠距（mm）220

牽伸形式四羅拉雙短皮圈

加壓形式TexPartsPK-1500或YJ4-190×4

下羅拉直徑（mm）ф28.5ф28.5ф28.5ф28.5

皮輥直徑（mm）ф28ф28ф25ф28

3掌握系統(tǒng)

3.1掌握系統(tǒng)配置

技術(shù)方案配置詳見表1所示：

表1技術(shù)方案配置表

上述表格僅列舉出掌握系統(tǒng)主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、電磁接觸器、電磁繼電器、儲能直流電容器、按鈕、指示燈等）、檢測傳感器（接近開關(guān)、行程開關(guān)等），此處均不予贅述。

3.2掌握系統(tǒng)原理及框圖

掌握系統(tǒng)上位機采納臺達(dá)10.4寸65536色真彩觸摸屏，人機界面通過COM1通訊口以RS232C方式和下位掌握器PLC進(jìn)行實時通訊，實現(xiàn)粗紗機設(shè)備運行參數(shù)信息顯示，運轉(zhuǎn)參數(shù)指令輸入，設(shè)備報警信息顯示等功能；下位掌握器PLC執(zhí)行用戶規(guī)律梯形圖程序，依據(jù)設(shè)備工藝技術(shù)條件，采集輸入點數(shù)字量信號，程序處理執(zhí)行后，刷新輸出點狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)輸出動作，通過PLC自身集成的COM2通訊口以RS485方式向臺7.5KW的變頻器發(fā)送頻率命令，PLC高速脈沖輸入接口同時接收7.5KW變頻器拖動主電機軸端的編碼器脈沖信號，采集高速脈沖信號PLC程序進(jìn)行運算處理；7.5KW主電機軸端編碼器脈沖輸出信號同時驅(qū)動其次臺2.2KW卷繞變頻器，2.2KW卷繞變頻器集成速度閉環(huán)PG卡，自身構(gòu)成閉環(huán)速度掌握系統(tǒng)，PG反饋卡接收7.5KW主電機編碼器的脈沖輸入作為頻率指令，PG卡分頻輸出自身編碼器高速脈沖信號給第三臺1.5KW升降變頻器；1.5KW升降變頻器集成速度閉環(huán)PG卡，自身構(gòu)成速度閉環(huán)掌握系統(tǒng)，PG反饋卡接收2.2KW卷繞電機編碼器的脈沖輸入為頻率指令。

值得一提的是，編碼器信號輸出類型選擇為差分信號線驅(qū)動型（LineDriver），臺達(dá)DVP32EH00M型號PLC可以直接接收線驅(qū)動差分形式的高速脈沖信號，PG速度閉環(huán)反饋卡也選擇接收差分形式脈沖信號，采納線驅(qū)動差分形式的高速脈沖信號有效地克服了工業(yè)現(xiàn)場各類雜訊干擾導(dǎo)致高速脈沖信號丟失或者失真的現(xiàn)象。掌握系統(tǒng)原理框圖如圖1所示：

圖1掌握系統(tǒng)原理框圖

3.4變頻PLC技術(shù)的運用

該型高速懸錠式粗紗機采納了PLC作為主控器，三軸聯(lián)動的變頻傳動技術(shù)，三電機聯(lián)動傳動分別由兩條H型同步帶傳送，其獨特的傳動技術(shù)特性使該機經(jīng)過變頻調(diào)速實現(xiàn)不同的錠子速度和羅拉速度，完成牽伸和加捻工藝；掌握龍筋升降速度以及主軸恒速與相關(guān)的分速度合成的卷繞速度使其完成了成形和卷繞任務(wù)。PLC主要是指數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)的可編程規(guī)律掌握器，用于掌握機械的生產(chǎn)過程。也是公共有限公司、電源線車等的名稱縮寫。PLC可編程規(guī)律掌握器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采納一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行規(guī)律運算，挨次掌握，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面對用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出掌握各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)掌握的部分。早期的可編程掌握器稱作可編程規(guī)律掌握器（ProgrammableLogicController,PLC），它主要用來代替繼電器實現(xiàn)規(guī)律掌握。隨著技術(shù)的進(jìn)展，這種采納微型計算機技術(shù)的工業(yè)掌握裝置的功能已經(jīng)大大超過了規(guī)律掌握的范圍，因此，今日這種裝置稱作可編程掌握器，簡稱PC。但是為了避開與個人計算機（PersonalComputer）的簡稱混淆，所以將可編程序掌握器簡稱PLC,plc自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制消失，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序掌握器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。

3.5自由換向技術(shù)的運用

該型粗紗機取百家之長自主開拓了自由換向PLC掌握程序，使升降變頻電機的轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)了紡紗過程的自由換向，百毫秒的換向時間達(dá)到了快速自由換向的技術(shù)要求。

3.6D型牽伸的運用

該型粗紗機采納了四羅拉雙短皮圈的D型牽伸型式，在三羅拉雙短皮圈的牽伸型式的基礎(chǔ)上，在前方增加一對集束羅拉：即在前羅拉和二羅拉之間形成了一個整理集束區(qū)，該區(qū)加裝了集合器這樣就使二、三羅拉之間成為主牽伸區(qū)，三、四羅拉之間成為后區(qū)副牽伸區(qū)，因此使?fàn)可旌图碛猛緟^(qū)分開來。

3.7設(shè)備意外斷電停機處理

由于粗紗機使用現(xiàn)場電源可能會消失意外停電，假如設(shè)備沒有后備電源，那么設(shè)備意外停機時，PLC、HMI和變頻器瞬間掉電會使設(shè)備驅(qū)動電機以自由停車方式運行，此時掌握系統(tǒng)無法記憶當(dāng)前運行位置信息和運轉(zhuǎn)參數(shù)信息，再次啟動系統(tǒng)會消失參數(shù)混亂狀況，所以粗紗機系統(tǒng)勢必要加裝電源儲能裝置，以備在電源意外斷電狀況下釋放電能，保證PLC、HMI和變頻器在設(shè)備正常停車之前電源穩(wěn)定供應(yīng)?？紤]到經(jīng)濟成本，采納直流大電容作為儲能元件要比選用大功率UPS節(jié)約成本，而且UPS的響應(yīng)時間要比電容器長，綜合考慮采納大容量直流電容器作為儲能元器件，實踐證明完全滿意技術(shù)要求，電源停電后，通過大容量電容器釋放電能供應(yīng)PLC和變頻器，PLC能夠持續(xù)運行60S，變頻器也能夠持續(xù)運行50S，這些時間足夠有效處理意外停電后設(shè)備正常停機工藝動作。需要留意的是，對于臺達(dá)PLC直流供電，直流電源正極接到N端子，直流電源負(fù)極接到L端子；而對于三臺變頻器則要求共直流母線DC-BUS，也就是三臺變頻器直流母線并聯(lián)在一起，統(tǒng)一連接在大容量儲能電容器組件上面。

4變頻器調(diào)試后參數(shù)：

（1）主電機7.5KW變頻器參數(shù)調(diào)整如表2所示：

表2主電機7.5KW變頻器參數(shù)調(diào)整

（2）卷繞電機2.2KW變頻器參數(shù)調(diào)整如表3所示：

表3卷繞電機2.2KW變頻器參數(shù)調(diào)整

（3）升降電機1.5KW變頻器調(diào)整參數(shù)如表4所示：

表4升降電機1.5KW變頻器調(diào)整參數(shù)

5結(jié)語

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