1 引言
梳棉機(jī)是將開清棉機(jī)械制成的棉層進(jìn)行開松、除雜,、梳理和混合,。該機(jī)主要用于纖維長(zhǎng)度為22~76mm的純棉、化纖及其它混紡纖維的開松,、除雜和梳理,。
傳統(tǒng)梳綿機(jī)的錫林為單獨(dú)電機(jī)傳動(dòng),恒速運(yùn)轉(zhuǎn),,道夫和給棉羅拉共用一臺(tái)電機(jī)傳動(dòng),,采用變頻調(diào)速控制。道夫通過長(zhǎng)軸傳動(dòng)給棉羅拉,。隨著梳棉機(jī)產(chǎn)量的提高,,運(yùn)轉(zhuǎn)速度的提高,長(zhǎng)軸的剛性,,穩(wěn)定性較差,,噪聲較大。因此,,fa218c等多種梳棉機(jī)已將道夫和給棉羅拉改為單獨(dú)電機(jī)傳動(dòng),,并用變頻調(diào)速控制。
2 控制系統(tǒng)
2.1 控制功能
全機(jī)采用plc控制各電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和工藝參數(shù),。觸摸屏用于設(shè)定和顯示道夫運(yùn)轉(zhuǎn)速度,,加減速時(shí)間,牽伸比等工藝參數(shù)和電機(jī)啟動(dòng),、停止,,速度的調(diào)整等操作信號(hào),通過plc將開關(guān)信號(hào)等送至各變頻器,,控制變頻器的啟停,。變頻器和電動(dòng)機(jī)等報(bào)警信號(hào)送至觸摸屏顯示故障類別等。
plc和觸摸屏之間采用rs-485通訊口通訊,,上述工藝參數(shù)和操作信號(hào)通過rs-485通訊口送至plc,,經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析計(jì)算后,由plc的rs-485通訊口輸出,,以控制相應(yīng)變頻器和電動(dòng)機(jī)的啟停和運(yùn)轉(zhuǎn)速度,,另一方面梳棉機(jī)道夫、給棉羅拉的速度等運(yùn)行狀況,,以及各變頻器的頻率,、電壓,、電流和各報(bào)警信號(hào)由plc的另一rs-485通訊口送至觸摸屏以數(shù)據(jù)或圖文形式顯示,以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè),??刂葡到y(tǒng)方框圖如圖1所示,道夫和給棉羅拉正常生產(chǎn)的程序流程圖如圖2所示,。道夫運(yùn)轉(zhuǎn)速度,、牽伸比等工藝參數(shù)在觸摸屏上設(shè)定,送至plc經(jīng)數(shù)據(jù)處理計(jì)算后控制給棉羅拉變頻器輸出頻率和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,。
tp—觸摸屏;
v1,v2—分別為道夫,,給棉羅拉變頻器;
b1,b2—分別為道夫,給棉羅拉電機(jī)編碼器;
m1,m2—分別為道夫,,給棉羅拉傳動(dòng)電動(dòng)機(jī),。
2.2 適宜選用的變頻器
該機(jī)選用矢量控制變頻器,采用速度閉環(huán)控制,。矢量控制基本原理是控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈,,以轉(zhuǎn)子磁通定向,然后分解定子電流,,使之成為轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,,經(jīng)過坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制,矢量控制變頻器雖動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,,調(diào)速特性硬,,但變頻器矢量控制系統(tǒng)中需設(shè)置轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器,這增加了麻煩,,也降低了工作可靠性,。
該機(jī)更適宜選用直接轉(zhuǎn)矩控制或無速度傳感器矢量控制變頻器。如abb公司的acs600系列直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器,,已達(dá)到小于2ms的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度和±0.1%的速度控制精度(不帶速度反饋時(shí)),,轉(zhuǎn)矩可達(dá)100%,低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩增量可在1ms時(shí)間內(nèi)得到控制,。安川vs-676h5系列無速度傳感器矢量控制變頻器,,可達(dá)到100ms的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度和±0.2%的速度控制精度。
選用直接轉(zhuǎn)矩控制或無速度傳感器矢量控制變頻器控制,,電動(dòng)機(jī)只需開環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn),,便可獲得很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和速度控制精度,足以滿足梳棉機(jī)的技術(shù)要求,。
3 高檔梳棉機(jī)的控制系統(tǒng)
高檔梳棉機(jī)產(chǎn)量達(dá)40~100kg/h,,出條速度最高達(dá)300m/min,多電機(jī)傳動(dòng),,變頻調(diào)速,,如錫林為5.5kw異步電動(dòng)機(jī),,道夫?yàn)?.3kw異步電動(dòng)機(jī),給棉羅拉為 0.75kw異步電動(dòng)機(jī),,蓋板清潔輥為0.37kw異步電動(dòng)機(jī),,圈條器為1.4kw伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),以上均為一般通用變頻器控制,,其中道夫和給棉羅拉為速度閉環(huán)控制,,其余為開環(huán)運(yùn)行。該機(jī)設(shè)有長(zhǎng),、短片段混合環(huán)自調(diào)勻整裝置,即通過檢測(cè)喂入棉層厚度和輸出棉條重量等參數(shù),,送plc進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算后,,控制給棉羅拉轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)棉條的勻整,,改善條干均勻度,。
jwf120梳棉機(jī)采用can(control area network)總線的分布式電機(jī)控制系統(tǒng),can總線上的各部件或裝置必須具有can標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,,所有can接口的data+和data-分別連在一起, 通訊兩端配置終端電阻120ω,。梳棉機(jī)各變頻器、伺服控制器與上位機(jī)ipc或plc組成的can總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示,。上位機(jī)采用can通訊適配卡與can總線連接,。
圖3中:上位機(jī)—工控機(jī)ipc或可編程控制器plc;
v1-4—分別為給棉羅拉,道夫,、錫林,、蓋板清潔輥?zhàn)冾l器;
sk—圈條器伺服控制器。
plc的主要控制功能為:
(1) 控制道夫和給棉羅拉傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和比例跟蹤運(yùn)轉(zhuǎn),,給棉羅拉速度同步跟隨道夫運(yùn)轉(zhuǎn)速度;
(2) 控制圈條器伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)并確保其與道夫同步運(yùn)轉(zhuǎn);
(3) 控制滿筒后自動(dòng)換筒;
(4) 根據(jù)給棉棉層厚度和出條棉條重量等數(shù)據(jù),,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算后控制給棉羅拉轉(zhuǎn)速,達(dá)到棉條的勻整,,改善條干均勻度;
(5) 與觸摸屏進(jìn)行通訊,。
4 結(jié)束語
梳棉機(jī)采用變頻調(diào)速多電機(jī)傳動(dòng),已成為發(fā)展趨勢(shì),,這將不僅大大簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,提高車速,降低噪聲,,變更生產(chǎn)品種簡(jiǎn)便,,而且能提高單機(jī)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。梳棉機(jī)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在棉紡機(jī)械中尚屬首例,,它將為棉紡車間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化提供了條件,,是有益的探索,。