印染機械的直輥絲光機,因?qū)椢飺p傷小、絲光效果好,因此得到了廣泛應(yīng)用。直輥絲光機不同于布鋏絲光機,特別是長直輥絲光機,因各單元之間不能安裝張力檢測松緊架,而且布匹的張力隨堿槽濃度變化很大。不同織物的張力變化不一致,張力過大會引起布匹加工過程中斷裂,張力過小會引起纏輥,直輥單元越多同步控制越難,因此直輥絲光機的張力控制和同步運行,一直是直輥絲光機難以解決的問題。
直輥同步改造方案
直輥單元的張力控制與同步是設(shè)備改造的關(guān)鍵。
國內(nèi)其他直輥絲光機(一般只有不到5個單元),主要采用矢量控制變頻器,電機帶旋轉(zhuǎn)編碼器速度閉環(huán)反饋,控制方案一般采用變頻器力矩控制,每一臺變頻器帶一個制動單元。這種方案,對設(shè)備安裝要求高,不能使用通用變頻器;最關(guān)鍵的是它很難將各單元張力調(diào)試到一致。因為每個單元布匹的張力,等于電機輸出力矩減去空載運行力矩。其次,變頻器的張力給定是模擬量易受干擾,變頻器的運行與報警采用開關(guān)量,線路復雜,增加了PLC的輸入信號和容量。
要保證直輥各單元張力一致,實際上首先保證各種工藝條件下各單元線速度一致;其次,多單元同步應(yīng)該采用變頻器VF控制;第三,充分利用電機的開環(huán)機械特性(張力自動調(diào)整特點),即負載(張力)變大時轉(zhuǎn)速略有降低,有利于減小張力,因此不應(yīng)該采用速度閉環(huán)控制。基于這種理念,設(shè)備改造時采用了通用變頻器和VF比例開環(huán)控制,PLC與觸摸屏通訊簡化了操作臺與控制線路,變頻器與PLC串行通訊使得變頻器的控制只需要2根雙絞線,就能完成頻率給定和運行控制、故障報警等功能,提高了系統(tǒng)抗干擾能力。
設(shè)備的系統(tǒng)調(diào)試與特點
由于無張力檢測,機械參數(shù)不明確,各單元在不同轉(zhuǎn)速下的空載同步速比測量極為重要。
在不上絲光工藝時,雖然一些簡單的參數(shù)已經(jīng)能夠滿足同步運行,但是一旦使用上絲光工藝時,布匹張力明顯變化,出現(xiàn)部分電機發(fā)電運行、部分電機超載運行,引起纏輥和布匹斷裂的現(xiàn)象。最初的設(shè)計,也是每臺變頻器各帶一個能耗制動單元,但是一旦電機發(fā)電運行,很快變頻器就報警,工藝調(diào)試一直難以進行。因此,在調(diào)試過程中,我們專門設(shè)計了變頻器直流共母線,9個單元公用一個制動單元,這樣即使電機短期發(fā)電運行也可以進行工藝調(diào)試。通過這種方法調(diào)試出某一種布料的各單元在不同車速運行后的超喂系數(shù)。在上面調(diào)試好某種布料的參數(shù)基礎(chǔ)上,更換各種不同布料,在工藝運行時試驗超喂系數(shù)的修正。試驗證明,各種布料下,超喂參數(shù)基本不需變化。
由于完全數(shù)字控制,變頻器運行時,頻率沒有受到任何干擾引起轉(zhuǎn)速變化,保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時,變頻器報警和運行也通過與PLC串行通訊實現(xiàn)。控制柜線路變得極為簡潔,維護十分方便。
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