1 引言 梳棉機(jī)是將開(kāi)清棉機(jī)械制成的棉層進(jìn)行開(kāi)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(kāi)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(guò)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，F(xiàn)A218C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(guò)PLC將開(kāi)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(lèi)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(guò)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(xiàn)監(jiān)測(cè)。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。 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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)速度傳感器矢量控制變頻器控制，電動(dòng)機(jī)只需開(kāi)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(mǎn)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(kāi)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(guò)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(xiàn)的分布式電機(jī)控制系統(tǒng)，CAN總線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)連接。 4 結(jié)束語(yǔ) 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(chē)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(xiàn)技術(shù)在棉紡機(jī)械中尚屬首例，它將為棉紡車(chē)間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化提供了條件，是有益的探索。