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    丹佛斯FC360在卷染機上的應用
    作者:admin      發布日期:2019-10-18
    詳情

    丹佛斯FC360在卷染機上的應用

         

    摘要:目前,在紡織品加工市場中,布匹染色是重要的一道工序。卷染機主要實現對成品坯布進行漂白、上色、整壓磨面等相關紡織品加工工藝的完成。

    卷染機控制方面要求具備自動計數(上布道數)、自動掉頭(來回多次漂白或染色)、自動停車(急停且穩定,不能有布匹松弛或下垂)等功能。在整個加工工藝過程中,要求保持布匹的拉伸張力和線速度恒定,因此對整個機械傳動系統的自控控制水平要求較高。

           丹佛斯FC360優異轉速,轉矩控制對卷染機進行恒線速度和恒張力控制,同時也可以滿足印染廠潮濕,腐蝕的惡劣環境。

    1.系統構成

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    卷染機的控制示意圖

    2.控制方式

    1)該卷染機使用兩臺4KW電機,實現中心軸卷曲控制。成品坯布首先通過上布電機勻速卷到其中的一個滾筒上,滾筒的傳動軸上安裝有計數用的接近開關(即滾筒每旋轉一卷,接近開關產生一個脈沖),此時卷染機控制器計下一整匹坯布的道數。上卷完畢后,采用人工的方式把布匹的一頭,穿過染池、連動軸,卷到另外一個滾筒上面并纏緊,開動卷染機,便可進行坯布的染色。此時兩個滾筒朝著同一個方向運轉,控制的要求是始終要保持坯布上的拉伸張力恒定,并且坯布經過染液的時間一致,也就是線速度要保持恒定。這是一個沒有線速度反饋,同樣,也沒有張力反饋的驅動控制系統,因此,控制系統需要適當調整放卷變頻器的輸出頻率以及 收卷變頻器的輸出轉矩來達到該種獨特的要求。

    2)該卷染機以西門子S7-1200 PLC控制器作為主控制器,采用觸摸屏作為人機界面,它主要完成的是布匹張力、運行線速度、布匹厚度、來回卷染次數的設定,放卷電機的運行頻率、收卷電機輸出轉矩的計算,自動調頭、自動停車等相關邏輯動作的控制。變頻器和控制器之間采用網絡通訊PROFINET。

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    3)由控制示意圖可見:兩臺完全一樣的變頻器(4kw),它們均工作于矢量帶反饋控制模式下。上布時刻,卷染機plc控制器記錄下卷在滾筒上面的布匹圈數,然后由操作工測量該布匹的厚度,把這個值輸入到控制器,控制器將根據坯布的厚度和布匹的圈數,可以精確計算出滾筒的直徑。采用這種方法可以輕松獲得時實轉動半徑,且誤差較小??刂破魍ㄟ^實轉動半徑,用戶設定的張力、線速度,準確計算出相應的轉矩(收卷電機)和匹配頻率(放卷電機),通過網絡通訊PROFINET,傳輸給FC360變頻器作為控制收、放卷電機的基本參數。從而保證了恒線速度與恒張力的控制,其中,恒張力控制是利用Fc360變頻器的轉矩控制來實現的。

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    4)由卷染機的工作原理可知,放卷側的電機始終處于發電狀態,通常的做法都是采用制動單元加制動電阻,將負載回饋給變頻器的電能以熱量的形式消耗掉。對于卷染機這樣長期工作在發電狀態下的設備來說,這種方式對電能的浪費是很大的,同時,也因為要配備大的電阻箱而占用電氣控制柜的空間。FC360變頻器可以方便支持公用直流母線,將兩臺變頻器的直流母線直接并聯,這樣卷染機正常工作時,因為放卷制動所產生的電量通過并聯的母線又回饋到收卷的電機上,從而使電能得到充分利用,極大地提高了電能的使用效率。但是在快速停車的時候,兩臺電機都處于發電狀態,在其中的一臺變頻器上面仍舊并了一個制動電阻,這個制動電阻的工作是短時的,能耗很小,主要是防止在系統停車時造成的變頻器過壓故障。

    3.恒轉矩控制

          放卷變頻器工作在力矩模式下,在轉矩控制模式下,要保證放卷輥恒張力運行,變頻器轉矩給定必須滿足下列計算公式:

    T=T0 *R/R0

    T0 光輥時的轉矩=F* R0F運行張力)

    R 當前放卷輥半徑

    R0光輥半徑

    4.恒線速度控制

    收卷變頻器工作在閉環速度模式下,在速度控制模式下,要保證收卷輥恒線速運行,變頻器轉速給定必須滿足下列計算公式:


    n =( V*N)/(π*D)


    V 設定的線速度

    N 傳動比

    D 當前收卷輥直徑

    5.系統的特點

       1)采用西門子S7-1200和丹佛斯Fc360網絡通訊;實現生產過程中數據的快速交換;減少柜體的走線,變頻器的接線;減少PLC的編程和避免干擾;

      2)自動化程度較高:可自動計圈,計道,自動倒卷,自動升溫,工人勞動強度小,一人可看多臺機器;溫度自動控制,可有效克服普通大卷裝染色的匹差。

      3)丹佛斯Fc360標配IP20防護等級,可采用獨立的選件升級到IP21;輕巧的設計還能夠實現零間隙的并排安裝;簡單的參數設置,支持中英文的圖形控制面板,電路板3C3涂層,最大55℃的工作溫度。

    4)品種適應性強:由于采用PLC優化程序控制,實踐證明丹佛斯變頻器FC360用在雙變頻器卷染機上,適應品種能力強,布的薄厚都不影響運行。

    5)各種故障自動識別,自動報警,動作連鎖,安全性好。

    6)丹佛斯FC360變頻器RFI濾波器符合C3等級;22KW以下內置制動斬波器;與控制卡集成的現場總線(Profibus  Profinet





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