系統(tǒng)概述 粗紗工序是紡制細紗前的準備工序，主要包括以下四個主要工序： （1）.牽伸（羅拉）:進行5～12倍的牽伸，分擔細紗機的牽伸比。 （2）.加捻（錠翼）:給牽伸后的須條加上適當捻度，使紗具有一定的強度。 （3）.卷繞（筒管）:將加捻后的粗紗卷繞在筒管上，便于貯存、搬運。 （4）.成形（龍筋）:卷繞成兩端成錐形的粗紗，便于細紗機的退繞喂入。 近年來，隨著電力電子與自動化技術(shù)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用與深入普及，為滿足進一步提高紡機競爭力的內(nèi)在要求，實現(xiàn)粗紗機高速、高效、高度機電一體化已是國內(nèi)外粗紗機發(fā)展的必然趨勢。代表當今最高技術(shù)的新型粗紗機的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1所示，整機采用四臺變頻控制的電機分別來實現(xiàn)粗紗的牽伸、加捻、卷繞、成型工序。 圖1　四電機粗紗機傳動原理圖 方案原理圖 圖2　四電機粗紗機傳動方案原理圖 在四電機傳動粗紗機的控制系統(tǒng)中，采用Unity Premium PLC（TSX P57 0244M）作為控制器, 進行粗紗機工藝數(shù)學模型的計算和速度閉環(huán)和張力閉環(huán)控制。四臺施耐德電氣公司的高性能、高精度ATV71變頻器分別控制羅拉電機、錠翼電機、筒管電機及龍筋電機，以實現(xiàn)粗紗機的牽伸、加捻、卷繞成形等工藝要求。同時配Magelis XBT-G 10.4” 彩色STN觸摸屏（XBT G5230）進行操作和系統(tǒng)監(jiān)控。整個系統(tǒng)通過Unity Premium PLC和ATV71組成通訊速率高達1M的CANopen現(xiàn)場總線。 Premium+ATV71+XBTG方案硬件配置 控制特點 控制器：Premium PLC完成數(shù)學模型計算、邏輯控制、張力閉環(huán)及CANopen通訊，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，編程簡單。 為保證粗紗質(zhì)量，四臺電機的調(diào)速和同步控制要求數(shù)據(jù)刷新速度至少為50ms，通過Unity Premium PLC和ATV71組成CANopen現(xiàn)場總線，應(yīng)用Unity Premium PLC的高效的數(shù)據(jù)處理能力和處理速度，以及CANopen總線高速傳輸和周期性、同步數(shù)據(jù)交換功能，可以很好地滿足四電機傳動粗紗機的實時調(diào)速及同步要求。 速度環(huán)：4臺ATV71（采用編碼器反饋的矢量控制模式），由ATV71自身完成。 ATV71系列變頻器是施耐德電氣公司推出的基于現(xiàn)代控制理論矢量控制技術(shù)的具有高性能和強大功能的全系列變頻器，功率范圍0.37～500KW，頻率范圍0～1000Hz（≤37KW），0～500Hz （>37KW） ；調(diào)速范圍1～100（開環(huán)），1～1000（閉環(huán)）；調(diào)速精度為？10%（開環(huán)）， ？0.01%（閉環(huán)）；過力矩能力為170%60s或220%2s。具有開環(huán)/閉環(huán)切換、擺頻功能、給定值存儲、PID調(diào)節(jié)以及各種保護等先進功能；集成EMC A級濾波器；無傳感器電機控制；內(nèi)置可編程控制卡。在四電機傳動粗紗機控制系統(tǒng)中，ATV71采用電流矢量閉環(huán)控制模式，可以實現(xiàn)零速度下滿力矩，滿足了粗紗機對低頻傳動的特定要求。 張力環(huán)：通過CCD反饋，由Premium PLC完成。 通過CCD反饋檢測粗紗張力的變化，應(yīng)用Premium PLC的PID函數(shù)功能，對四臺變頻器之間的速度比進行實時修正，能有效克服由于溫度、濕度及紗線品質(zhì)不一致引起的張力波動，達到恒張力紡紗的目的。 高速通信：速率高達1M的CANopen總線。 CANopen總線是基于CAN BUS的高層協(xié)議，秉承了CAN總線的抗干擾性強、高速、實時的優(yōu)點，另外CANopen應(yīng)用PDO、SDO、NMT等通訊對象，方便了總線的管理和應(yīng)用。CANopen應(yīng)用于四電機的粗紗機，可確保四電機之間速度的同步。