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施耐德 Micro PLC在緊密紡細(xì)紗機(jī)中的應(yīng)用

時間:2007-10-10 10:55:00來源:mawei

導(dǎo)語:?優(yōu)化的閉環(huán)控制系統(tǒng),降低成本,提高了質(zhì)量。
1.引言 細(xì)紗工序是成紗的最后一道工序,是將粗紗進(jìn)一步牽伸30~50倍并加捻,紡成具有一定特數(shù)、符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)紗,供捻線、機(jī)織或針織使用。紡織廠生產(chǎn)規(guī)模的大小是以細(xì)紗機(jī)總錠數(shù)表示的;細(xì)紗產(chǎn)量是決定各工序數(shù)量的依據(jù);細(xì)紗的質(zhì)量水平、原料物料耗電量等指標(biāo)、勞動生產(chǎn)率等是技術(shù)和管理水平的體現(xiàn),因此,細(xì)紗工序在紡織廠中占有重要的地位。 傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)的牽伸原理與粗紗機(jī)基本相同,而卷繞和加捻則是由鋼領(lǐng)和鋼絲圈來完成的,所以稱為環(huán)錠細(xì)紗機(jī)。環(huán)錠細(xì)紗機(jī)和傳統(tǒng)粗紗機(jī)一樣由一臺電機(jī)傳動,通過齒輪箱變換各機(jī)構(gòu)需要的速度。在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)各組成部分中,牽伸系統(tǒng)是反映細(xì)紗機(jī)性能和影響紗線質(zhì)量的最關(guān)鍵因素,而新型的緊密紡紗技術(shù)通過對牽伸部分進(jìn)行創(chuàng)造性改造,將牽伸區(qū)和集合區(qū)分離,在環(huán)錠紡羅拉牽伸與加捻之間疊加對纖維須條的氣動凝聚或集聚技術(shù),增加了須條的緊密度,毛羽減少約20%,強(qiáng)力則提高約10%,同時,條干均勻度、機(jī)器效率等也有不同程度的提高,不僅可以降低加工成本,同時可以減少后加工工序。緊密紡的另一優(yōu)點(diǎn)是與原細(xì)紗機(jī)完全一致,只多出一對集聚羅拉,在原環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上也可進(jìn)行改裝,具有廣闊的市場前景。 緊密紡細(xì)紗機(jī)的控制系統(tǒng)較環(huán)錠細(xì)紗機(jī)復(fù)雜許多,首先是前后羅拉的嚴(yán)格同步,實(shí)現(xiàn)牽伸倍數(shù)和捻度的精密控制,保證高支數(shù)紗線的成紗質(zhì)量;其次是通過取消鋼領(lǐng)板的傳動齒輪,采用先進(jìn)的伺服控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)卷裝的電子成形技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械機(jī)構(gòu)的簡化、生產(chǎn)速度的提高、以及紗線支數(shù)和管紗成形的自動調(diào)節(jié)。 2.控制系統(tǒng)方案 在緊密紡細(xì)紗機(jī)的控制系統(tǒng),我們采用了三套施耐德電氣公司的Twin Line系列伺服驅(qū)動系統(tǒng)和無刷伺服電機(jī),分別控制前、后羅拉以及鋼領(lǐng)板;采用兩臺ATV31系列變頻器,分別控制主傳動電機(jī)和風(fēng)機(jī);整個系統(tǒng)采用Micro PLC控制,同時采用XBT-G 5.7”黑白觸摸屏進(jìn)行系統(tǒng)操作和監(jiān)控。
3.控制系統(tǒng)簡介 Micro系列PLC是施耐德電氣公司推出的具有強(qiáng)大處理能力和較大的存儲空間的中小型PLC(I/O點(diǎn)最多256點(diǎn)),采用靈活的模塊化設(shè)計,結(jié)構(gòu)緊湊,為要求精密功能(PID調(diào)節(jié)、高速計數(shù)、精確定位、人機(jī)對話等)的復(fù)雜機(jī)器提供經(jīng)濟(jì)型的解決方案。Micro PLC內(nèi)置人機(jī)界面接口和多種通訊擴(kuò)展接口,易于實(shí)現(xiàn)與其它設(shè)備的連接;高密度的應(yīng)用(64點(diǎn)I/O模塊等)使Micro PLC成為最緊湊的控制器。 Micro PLC編程軟件與Premium PLC兼容,具有中型PLC同樣的通訊語句、PID調(diào)節(jié)語句、各種運(yùn)算語句等精心設(shè)計的功能函數(shù),和在線修改等高性能的調(diào)試診斷工具,極大地豐富了Micro PLC的應(yīng)用范圍,減少了系統(tǒng)設(shè)計的時間。 Twin Line系列是施耐德電氣公司推出的寬范圍的伺服驅(qū)動器和無刷伺服電機(jī)產(chǎn)品,集成了先進(jìn)和優(yōu)化的無刷電機(jī)控制技術(shù),并具備IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程功能和各種開放的接口,通過脈沖/方向、I/O或現(xiàn)場總線等方式控制,電機(jī)功率范圍為0.3~13.8 Nm,速度范圍為4500~12000 rpm,可以靈活滿足各種實(shí)時應(yīng)用要求,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、智能化的應(yīng)用解決方案。 通過Micro PLC準(zhǔn)確的運(yùn)算和高精度的模擬量輸出,控制Twin Line系列伺服系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)緊密紡細(xì)紗機(jī)所要求的前、后羅拉精密同步、以及鋼領(lǐng)板電子成形;Micro PLC的內(nèi)存擴(kuò)展功能也為緊密紡細(xì)紗機(jī)控制所需的大容量數(shù)據(jù)存儲區(qū)提供了有力的保障。 ATV31系列變頻器是最新推出的、ATV28系列變頻器的升級產(chǎn)品,功率范圍從0.18~15 kW,有6個邏輯輸入口、3個模擬輸入口、1個邏輯/模擬輸出口和2個繼電器輸出口。ATV31系列變頻器具有可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊、便于使用等特點(diǎn),內(nèi)置A級EMC濾波器,集成了Modbus和CANopen兩種工業(yè)現(xiàn)場總線,提供電機(jī)和變頻器保護(hù)、加/減速斜波、16段預(yù)置速度、雙極(±10V)信號給定、PI調(diào)節(jié)器、制動順序、以及橫動控制(Traverse Function)等眾多功能,可以很好地滿足各種機(jī)械的應(yīng)用要求。 4. 細(xì)紗的電子成形控制 細(xì)紗的管紗如右圖所示,分管頂、管身和管底三個部分,卷繞形式采用圓錐形交叉卷繞形式(又稱短動程升降卷繞),同一層紗各處的卷繞直徑不同,以實(shí)現(xiàn)退繞時紗可從管頂抽出而管體不轉(zhuǎn)動,適應(yīng)高速退繞的目的。 卷繞成形運(yùn)動由兩個運(yùn)動組合而成: 圓周運(yùn)動:電動機(jī)通過錠帶拖動筒管恒速轉(zhuǎn)動 軸向移動:鋼領(lǐng)板短動程升降運(yùn)動引導(dǎo)紗在卷繞面上均勻分布 其中: 卷繞轉(zhuǎn)速(nW)=錠子轉(zhuǎn)速 - 鋼絲圈轉(zhuǎn)速 v/(pdx) (v:前羅拉線速度,dx:筒管的卷繞直徑) 鋼領(lǐng)板升降速度(vR)== D * nW (D:卷繞節(jié)距) 因此,在細(xì)紗的電子成形控制中,采用伺服系統(tǒng)控制鋼領(lǐng)板短動程升降運(yùn)動,根據(jù)前羅拉的出線速度和紗線的粗細(xì)度設(shè)定卷繞節(jié)距和成形高度,計算出紗線在管身和管底卷繞所須的鋼領(lǐng)板升降速度;通過編碼器檢測鋼領(lǐng)板的位置,由PLC輸出相應(yīng)的速度信號給伺服系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)細(xì)紗的電子成形。 5.結(jié)束語 本系統(tǒng)采用施耐德全套解決方案,具有以下幾大優(yōu)點(diǎn): (1) 人性化的編程軟件,減少了客戶工作量。 (2) 優(yōu)化的閉環(huán)控制系統(tǒng),降低成本,提高了質(zhì)量。 (3) 由于成形時,要求綱領(lǐng)板的速度始終在變化,要求PLC具有快速運(yùn)算能力及輸出,Micro PLC運(yùn)算指令豐富,支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算,能夠快速及時地控制綱領(lǐng)板的速度,以保證成形精度。 (4) Micro 高速計數(shù)可達(dá)500KHZ,能夠滿足高精度測速的要求。

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