摘要：本文主要介紹了并紗系統(tǒng)的工藝及控制要求，基于臺達(dá)變頻器設(shè)計(jì)了并紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)投產(chǎn)后運(yùn)行穩(wěn)定，具有工藝調(diào)節(jié)靈活，成紗質(zhì)量好等。

      關(guān)鍵詞：變頻器  并紗機(jī)  控制系統(tǒng)

      VFD-B變頻器
      VFD-B變頻器是臺達(dá)高性能、向量型交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用高品質(zhì)的元件、材料及融合最新的微電腦控制技術(shù)制造而成，能夠完美地滿座低壓范圍內(nèi)的高性能應(yīng)用要求。與其它臺達(dá)型號變頻器相比，將為用戶帶來獨(dú)一無二的驅(qū)動(dòng)技術(shù)靈活性。VFD-B變頻器以其模塊化的設(shè)計(jì)(功率模塊、控制單元和PU01)及其安全保護(hù)功能（集成化的故障安全保護(hù)）、通訊能力（Modbus networks）和能量回饋等各種獨(dú)創(chuàng)功能而卓爾不群，可以適用于各種驅(qū)動(dòng)解決方案。
      其主要特點(diǎn)如下：
    （1）集成了故障安全保護(hù)功能：
構(gòu)建帶有故障安全保護(hù)功能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，不需要附加設(shè)備即可集成標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化系統(tǒng)中，完成自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)的完美組合。
    （2）實(shí)現(xiàn)了再生能量的回饋：
配有再生能量回饋能力的功率模塊。
    （3）增強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力和耐受力：
采用了智能冷卻的設(shè)計(jì)理念，增強(qiáng)了變頻器的魯棒性。
    （4）無故障化的安裝、運(yùn)行控制和簡單的維護(hù)；

 
 
                                圖1 臺達(dá)VFD-B變頻器配線圖

                                           圖2 系統(tǒng)配線圖

      RF231B并紗機(jī)
      RF231B并紗機(jī)的特點(diǎn)：
     （1）采用了單面電機(jī)驅(qū)動(dòng)和變頻調(diào)速，使卷繞線速的調(diào)節(jié)更簡便，工藝調(diào)節(jié)更靈活；
     （2）電子斷頭檢測裝置的應(yīng)用，可避免缺股紗的產(chǎn)生；
     （3）警示復(fù)位按鈕的應(yīng)用，使得紗斷錠位易發(fā)現(xiàn)；
     （4）采用分段組裝式結(jié)構(gòu)，可縮短現(xiàn)場安裝時(shí)間；
     （5）操作面板：操作簡單方便，可很容易地設(shè)定線速度，設(shè)定并監(jiān)視運(yùn)行線長；
     （6）氣動(dòng)抬升裝置：氣動(dòng)鏟的設(shè)計(jì)使得紗斷時(shí)可立刻鏟起筒子，接頭十分方便；
     （7）張力裝置：通過加減張力片可很容易地實(shí)現(xiàn)張力的調(diào)節(jié)。
并紗筒子的卷繞密度在很大程度上決定于卷繞張力，卷繞張力大，可增加筒子的卷繞密度，增加容量；但卷繞張力過大，將使紗線伸長，破壞紗線的彈性和條干均勻度，且不利于后道工序加工；卷繞張力過小，筒子斷頭后易嵌入筒子內(nèi)，接頭時(shí)不易尋找紗頭，而且筒子容量減小，紗線也有可能從筒子上成疊脫落，因此，卷繞張力必須適當(dāng)。
      卷繞張力除受卷繞線速度影響外，張力裝置對它的調(diào)節(jié)作用也十分重要。本機(jī)采用的自重壓盤式張力裝置，主要通過選擇張力墊片和增減張力片數(shù)量來控制紗線張力。
      為了平衡卷繞張力，在選擇張力片重量時(shí)，必須注意到卷繞線速度與紗線規(guī)格。紗線細(xì)，卷繞速度愈高時(shí)，應(yīng)選用較輕的張力片；反之，則須稍重一些。

      （8）筒子架壓力補(bǔ)償裝置：它主要有兩項(xiàng)功能：①調(diào)節(jié)筒子與槽筒之間的接觸壓力，以調(diào)節(jié)筒紗的卷繞密度或硬度；②在筒紗卷繞直徑增大時(shí)，由于筒子重量的增加，筒子架壓力相應(yīng)增大，通過筒子架壓力補(bǔ)償裝置加以補(bǔ)償，由此使筒子架壓力在整個(gè)筒子卷繞期間趨于均勻。
     （9）槽筒：槽筒通過其溝槽的引導(dǎo)把紗交叉卷繞在筒子上，同時(shí)，這種傳動(dòng)筒紗的回轉(zhuǎn)方式可以使筒子從開始卷繞到卷繞結(jié)束，其卷繞線速度保持恒定，而與筒紗直徑大小無關(guān)。
     （10）氣動(dòng)抬升部件：斷紗時(shí)斷紗檢測裝置將信號反饋給電磁閥，這時(shí)氣路接通，氣缸推動(dòng)氣動(dòng)鏟將筒紗抬起。
      加裝變頻器后，通過車頭控制儀快慢速頻率設(shè)置，能夠完整的擬合出并紗過程中工藝要求的速度曲線，使其在并紗全過程中大小紗的紗線張力的一致性相對恒定，紗線重疊現(xiàn)象得到有效的避免，使成紗質(zhì)量有大幅度的提高。實(shí)踐證明：使用變頻器后，大小紗的并紗張力的一致性相對無變頻器要均勻的多；在成紗重量差異（大小紗的差異，無變頻器時(shí)是明顯存在的）及成紗毛羽差異得到了改善。

 
                                   圖3  RF231B并紗機(jī)結(jié)構(gòu)圖

       控制系統(tǒng)
       RF231B并紗機(jī)性能優(yōu)良、操作方便，機(jī)電一體化程度高，具備：系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，定長使能，整車設(shè)定，單節(jié)設(shè)定，單錠設(shè)定，參數(shù)顯示，產(chǎn)量管理，通訊狀態(tài)等功能。
臺達(dá)TP04文本按鍵介紹

       （1）ESC-退出鍵：
表示不確認(rèn)此結(jié)果或退出到上一畫面。
       （2）ENTER-確認(rèn)鍵：
表示對設(shè)定的數(shù)據(jù)或選定的結(jié)果確認(rèn)。
         (3) ▼-向下/數(shù)值減少鍵：
表示向下翻頁或數(shù)值的減少設(shè)置。
       （4）▲-鍵向上/數(shù)值增加鍵：
表示向上翻頁或數(shù)值的增加設(shè)置。
       （5） -左向移位鍵：
表示選定的圖標(biāo)向左移動(dòng)。
       （6） -右向移位鍵：
表示選定的圖標(biāo)向右移動(dòng)。
       （7）F0/F5：
在系統(tǒng)菜單操作時(shí)可以作為0（F0）或5（Shift+F0）的常數(shù)輸入鍵，在使用者頁面時(shí)可由使用者定義其他功能。其他功能鍵亦然。
      （8）Shift：
此鍵是配合功能鍵F0～F9做特殊功能使用。
      使用說明
     （1）快速頻率設(shè)定：表示該設(shè)備需要運(yùn)行的最高頻率數(shù)，最大數(shù)值為50，超過50時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為50?？焖兕l率參數(shù)設(shè)置范圍：0～50HZ。快速頻率運(yùn)行時(shí)間表示設(shè)備在最高頻率運(yùn)行時(shí)所保持的時(shí)間，設(shè)定范圍為1-10s。
     （2）慢速頻率設(shè)定：表示該設(shè)備需要運(yùn)行的最低頻率數(shù)，最大數(shù)值為50，超過50時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為50。慢速頻率參數(shù)設(shè)置范圍：0～50HZ。慢速頻率運(yùn)行時(shí)間表示設(shè)備在最低頻率運(yùn)行時(shí)所保持的時(shí)間，設(shè)定范圍為1-2.5S。
     （3）錠子總數(shù)：表示整機(jī)設(shè)備的錠子數(shù)目。一般在出廠時(shí)根據(jù)實(shí)際錠子數(shù)量設(shè)定好，不需要更改；但可以由實(shí)際生產(chǎn)情況的實(shí)際數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。應(yīng)該設(shè)置為10的整數(shù)倍數(shù)值。
     （4）參數(shù)設(shè)定方式選擇：表示參數(shù)參數(shù)設(shè)定是否用整車還是單節(jié)。設(shè)定0表示整車統(tǒng)一設(shè)置，此時(shí)整車的參數(shù)一致；設(shè)定1表示單節(jié)設(shè)定，此時(shí)可以每節(jié)參數(shù)可以不一致，但需要在單節(jié)設(shè)定中進(jìn)行設(shè)置；設(shè)定2表示單錠設(shè)定，此時(shí)可以每錠參數(shù)可以進(jìn)行設(shè)置。
     （5）定長使能：表示可以定義是否使用定長功能。設(shè)定0表示有定長（定長功能開放），即定長達(dá)到后可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車功能；設(shè)定1表示不使用定長功能（定長功能關(guān)閉），即紗線在不斷頭和有原料情況下可以無限的的做下去，此時(shí)需要人為控制紗線長度。
    （6）定長長度：表示需要設(shè)置的定長值。
    （7）左側(cè)股數(shù)：表示整機(jī)左側(cè)需要設(shè)置的紗線股數(shù)。 
    （8）右側(cè)股數(shù)：表示整機(jī)右側(cè)需要設(shè)置的紗線股數(shù)。
    （9）單節(jié)設(shè)定：表示1至10節(jié)中設(shè)置的定長長度值和股數(shù)。
    （10）單錠設(shè)定：表示1至100錠中設(shè)置的紗線定長長度值和股數(shù)。
    （11）1-4班當(dāng)班產(chǎn)量：表示選定的1-4班在本班次的產(chǎn)量。
    （12）1-4班上班產(chǎn)量：表示1-4班的上一個(gè)班次的產(chǎn)量。
    （13）班次選擇：表示當(dāng)班需要定義的班次。
    （14）累計(jì)總產(chǎn)量：表示該設(shè)備自使用起累計(jì)的紗線長度。
    （15）通訊狀態(tài)：記錄故障發(fā)生節(jié)號。

        注意
       1、在運(yùn)行線長≥設(shè)定線長并開放定長功能狀態(tài)下，電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，PLC自動(dòng)進(jìn)行單錠清零并重新計(jì)長。
       2、用戶在實(shí)際做紗時(shí)，快慢速頻率差一般應(yīng)控制在2～3Hz之間。

      RF231B電氣系統(tǒng)構(gòu)成
      傳動(dòng)部分
      包括主電機(jī)、吹吸風(fēng)電機(jī)、自動(dòng)潤滑裝置、自動(dòng)清潔裝置、變頻器、各種開關(guān)等。
      數(shù)據(jù)檢測部分
      該部分由主軸、斷紗檢測傳感器等組成。功能為自動(dòng)檢測紗線的運(yùn)行，為計(jì)算班產(chǎn)、定長、股數(shù)控制提供數(shù)據(jù)。
      變頻器速度控制
      該部分有左右臺達(dá)VFD-B變頻器控制分別左右電動(dòng)機(jī)，變頻器依據(jù)PLC傳輸?shù)目炻兕l率控制曲線自動(dòng)調(diào)整電機(jī)運(yùn)行，提高紗線質(zhì)量和產(chǎn)量。
卷繞線速度通過車頭控制箱上的電腦控制儀進(jìn)行控制。卷繞線速度應(yīng)根據(jù)紗線原料的品種規(guī)格，并結(jié)合前后道工序產(chǎn)量的銜接等因素來設(shè)置,卷繞線速度是通過變換電機(jī)頻率來達(dá)到無級調(diào)速的。
      卷繞線速度V=3.14*0.082*D1*N1/D2=12.5958f。
      產(chǎn)量計(jì)算
      產(chǎn)量Q（Kg/錠*時(shí)）=V*N*60/（1000*Nm）。
由此看來，變換不同的頻率就可得到不同的卷繞線速度。不同規(guī)格原料的紗線，設(shè)置的卷繞線速應(yīng)有所不同；在相同的卷繞線速度條件下，不同規(guī)格原料的紗線，其產(chǎn)量也各不相同，見表1 。

表1產(chǎn)量表

說明:f---電機(jī)頻率，N1---電機(jī)轉(zhuǎn)速，N2---槽筒轉(zhuǎn)速，V---卷繞線速度，Q---產(chǎn)量(kg/錠*時(shí))，N---并合紗線根數(shù)，Nm---紗線公支數(shù)。
臺達(dá)PLC控制部分程序
 
 

                               表2   VFD-B臺達(dá)變頻器參數(shù)設(shè)置

      現(xiàn)場安裝調(diào)試
      安裝
      在地面上彈一條中心線，使車頭箱的中心線與之對齊，然后逐節(jié)安裝；每一節(jié)的中心線均與之對齊。
      檢查
      檢查退紗軸與導(dǎo)紗鉤的軸心是否對中；檢查各軸承座上的緊定螺釘是否緊定；檢查槽筒軸上的槽筒緊定螺釘是否緊定；檢查帶輪上的螺釘是否緊定；檢查各擋圈上的螺釘是否緊定；檢查筒子架上的各種螺釘是否全部并緊；檢查氣動(dòng)各接頭部位是否漏氣。
      以上檢查必須逐個(gè)查實(shí)，否則會影響機(jī)器性能，而且會產(chǎn)生不安全因素。用手盤動(dòng)槽筒手感是否太重，若太重，則需調(diào)整。經(jīng)檢查，一切正常后，方可按“開車順序”上紗開車。
     右側(cè)槽筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，左側(cè)槽筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從車頭看車尾方向）。若發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向不對，則調(diào)換電機(jī)相線接法。
筒管與槽筒的接觸調(diào)整
     （1）按節(jié)組裝的機(jī)器，在出廠前已調(diào)整完畢，一般可直接試運(yùn)行。
     （2）將空筒管夾在筒管壓盤之間，安裝于筒子架上，使筒管能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，然后輕輕按下筒子架，使筒管與槽筒接觸，若接觸不良，則須松開筒子架，轉(zhuǎn)動(dòng)筒子架使筒管與槽筒有良好接觸.是否有良好接觸，除了用目測方法外，還可以用手盤動(dòng)槽筒來檢驗(yàn).若與其接觸的筒管運(yùn)轉(zhuǎn)無跳動(dòng)或頓滯現(xiàn)象，運(yùn)行平穩(wěn)順暢，則說明接觸良好，否則，就屬接觸不良，須重新調(diào)整。
     （3）筒管的中心（軸向）應(yīng)與槽筒中心（軸向）對齊。
     （4）筒管與槽筒的接觸壓力應(yīng)按卷繞的紗線品種規(guī)格來定，調(diào)節(jié)筒子架壓力補(bǔ)償裝置壓簧的起始位置，筒管與槽筒的接觸壓力就會發(fā)生相應(yīng)變化。壓簧的起始位置往上調(diào)，則接觸壓力增大，往下調(diào)則減小。
紗線張力調(diào)整
       本機(jī)采用自重壓盤式張力裝置，紗線張力的控制主要通過選擇不同的張力片與增減張力片的數(shù)量來調(diào)節(jié)。
引紗操作
    （1）引紗線路
      退解筒子上引出紗頭→導(dǎo)紗鉤→ 張力架瓷環(huán)→ 壓盤式張力器→斷紗檢測器→集紗器→切絲器→導(dǎo)紗輪→導(dǎo)紗桿→進(jìn)入卷取筒管。
    （2）完成以上引紗操作，然后按啟動(dòng)按鈕開始并紗。
     斷頭打結(jié)
     發(fā)生斷頭，電子斷紗檢測器會發(fā)出信號給單錠控制儀表或單面控制盒，其又將信號分別輸給切絲器與電磁閥，從而使切絲器切絲，同時(shí)使氣缸推動(dòng)氣動(dòng)鏟將卷繞筒子抬起。
    （1）卷繞筒子停轉(zhuǎn)后，反向轉(zhuǎn)動(dòng)筒子，找到斷頭，引好紗線，將紗線拉出打結(jié)；放下筒子架，使其停放在氣動(dòng)鏟上。
    （2）單錠控制時(shí)，按啟動(dòng)按鈕，使氣動(dòng)鏟落下，筒子接觸槽筒開始運(yùn)行，同時(shí)斷絲監(jiān)控器與切絲器又重新恢復(fù)工作。

      結(jié)語
      本文闡述臺達(dá)VFD-B變頻器產(chǎn)品在并紗機(jī)上的應(yīng)用。從行業(yè)的角度講述變頻器的優(yōu)勢：電機(jī)速度調(diào)節(jié)范圍更廣，翻改品種快捷方便，無需更換皮帶盤。
      采用變頻器控制電機(jī)可以最大潛力挖掘電機(jī)的無功功率，充分利用和提高功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)電目的。變頻器降速對減少小線毛羽效果較好，紗線成型良好，具有潛在商業(yè)價(jià)值。

作者簡介
盛亮均（1984-） 男 電氣工程師，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)
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