變頻器在紡粘法不織造布生產(chǎn)線中的應(yīng)用

1、    變頻器在紡粘法不織造布生產(chǎn)線中的應(yīng)用摘要：本文主要介紹了紡粘法不織造布的生產(chǎn)線中設(shè)備組成流程，各臺(tái)設(shè)備的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)和變頻器控制方式選擇，以及生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理等。1、引言不織造布與一般的機(jī)織布或者針織布不一樣，不織造布是一種經(jīng)加固的定向排列或雜亂排列的纖維網(wǎng)。不織造布的工業(yè)生產(chǎn)的方法有很多種，例如紡粘法、干法、熔噴法等。不同的生產(chǎn)方法主要是對(duì)纖維的鋪網(wǎng)和纖維的加固方法不同，從而生產(chǎn)的不織造布品種也就各異。本文所介紹的紡粘    摘 要 ：本文主要介紹了紡粘法不織造布的生產(chǎn)線中

2、設(shè)備組成流程，各臺(tái)設(shè)備的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)和變頻器控制方式選擇，以及生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理等。 1、引言    不織造布與一般的機(jī)織布或者針織布不一樣，不織造布是一種經(jīng)加固的定向排列或雜亂排列的纖維網(wǎng)。不織造布的工業(yè)生產(chǎn)的方法有很多種，例如紡粘法、干法、熔噴法等。不同的生產(chǎn)方法主要是對(duì)纖維的鋪網(wǎng)和纖維的加固方法不同，從而生產(chǎn)的不織造布品種也就各異。本文所介紹的紡粘法不織造布生產(chǎn)線采用聚合物切片為原料。經(jīng)熔融紡絲、拉伸成網(wǎng)和粘合而制成不織造布，紡粘法不織造布生產(chǎn)的設(shè)備流程為：    聚合物切片螺桿擠壓機(jī)熔體

3、過(guò)濾計(jì)量泵噴絲板側(cè)吹風(fēng)擺絲裝置氣流牽伸成網(wǎng)機(jī)壓布輥熱軋機(jī)切邊卷繞機(jī)。    生產(chǎn)線的主要技術(shù)特征為：    非織造布幅寬為2500mm;    紡絲部位為24位;    熱軋機(jī)速度為660m/min;    成網(wǎng)輸送速度為10125m/min。2、生產(chǎn)線組成及電氣傳動(dòng)    紡粘法不織造布生產(chǎn)線由以下10種機(jī)臺(tái)組成。   

4、60;（1）螺桿擠壓機(jī)    主要作用是輸送、熔融和混煉高分子聚合物，并使熔體在一定的溫度、壓力下連續(xù)擠出。螺桿擠壓機(jī)的規(guī)格主要用螺桿直徑標(biāo)稱，不同直徑螺桿對(duì)高聚物的熔融能力不同。其驅(qū)動(dòng)功率也不一樣，本機(jī)螺桿直徑為150mm,選用110kW交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。變頻高速。    （2）紡絲泵    紡絲泵又稱計(jì)量泵，主要是對(duì)熔體增壓并定量的由噴絲板噴咀噴出。本機(jī)共24臺(tái)紡絲泵，每臺(tái)紡絲泵均由一臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)和變頻器（11.5kW）傳動(dòng)，采用變頻調(diào)速。選用泵類專用變頻器或v/f

5、控制通用變頻器均可。    （3）側(cè)吹風(fēng)    主要是對(duì)噴絲板噴出的絲束進(jìn)行冷卻。    側(cè)吹風(fēng)風(fēng)機(jī)由交流異步電動(dòng)機(jī)（12kW）傳動(dòng)，變頻調(diào)速，選用風(fēng)機(jī)專用變頻器或v/f控制通用變頻器均可。    （4）擺絲裝置    主要是使絲束經(jīng)分絲后由一對(duì)擺絲輥的往復(fù)擺動(dòng)，使絲束交叉鋪放在成網(wǎng)簾上形成纖維網(wǎng)。    擺絲裝置的主傳動(dòng)為交流異步電動(dòng)機(jī)（2.2kW）變頻調(diào)

6、速，擺絲裝置負(fù)載雖輕，但是往復(fù)變化，應(yīng)選用無(wú)速度傳感器的矢量控制變頻器。    （5）氣流牽伸    主要是對(duì)絲束進(jìn)行氣流牽伸，氣流牽伸需要控制風(fēng)壓穩(wěn)定。    氣流牽伸風(fēng)機(jī)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速，通過(guò)PID調(diào)節(jié)器控制風(fēng)壓。    另設(shè)有網(wǎng)下吸風(fēng)裝置配合氣流牽伸完成對(duì)絲束的牽伸。網(wǎng)下吸風(fēng)裝置設(shè)有2臺(tái)風(fēng)機(jī)，分別由2臺(tái)變頻器供電，變頻調(diào)速。    （6）成網(wǎng)機(jī)  

7、60; 主要是將絲束制成纖網(wǎng)。    成網(wǎng)機(jī)由交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)（7.5kW）,變頻器調(diào)速。    （7）壓布輥    主要是對(duì)網(wǎng)狀絲加壓，有利于下道工序（熱軋機(jī)）加工。    壓布機(jī)由45kW交流異步電動(dòng)傳動(dòng)、變頻調(diào)速，壓布輥屬恒轉(zhuǎn)矩員載。調(diào)速范圍較大，宜選用無(wú)速度傳感器矢量控制變頻器。    （8）熱軋機(jī)    主要是對(duì)纖維網(wǎng)通過(guò)加熱、加壓、加

8、固制成不織造布產(chǎn)品。熱軋輥筒由熱油循環(huán)方式加熱，溫度約為170180。    熱軋機(jī)由交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)（10kW）、變頻調(diào)速。熱軋機(jī)屬恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，且調(diào)速范圍大（101）宜選用同容量的矢量控制變頻器。    （9）切邊卷繞機(jī)    主要是將熱軋后纖維網(wǎng)切邊并卷繞成卷。    卷繞機(jī)采用交流異步電動(dòng)傳動(dòng)（10kW）、變頻調(diào)速。卷繞機(jī)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。調(diào)速范圍較大，宜選用同容量的矢量控制變頻器。切邊由交流電動(dòng)機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，不變速。3、控制系統(tǒng)&#

9、160;   該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)包括兩部分。從螺桿到氣流牽伸為第一部分，從成網(wǎng)機(jī)到卷繞機(jī)為第二部分。第一部分為可編程控制器PLC通過(guò)RS-485串口與變頻器通信，并控制變頻器V1-V7的運(yùn)行，包括起動(dòng)、調(diào)頻、運(yùn)行和停止等。    （1）系統(tǒng)中的主要單元機(jī)的控制     螺桿擠壓機(jī)采用壓力閉環(huán)控制。即熔體壓力通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)，由壓力調(diào)節(jié)器對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理后輸出壓力反饋信號(hào)與壓力給定信號(hào)疊加，若壓力超過(guò)設(shè)定值。變頻器降低輸出頻率，使螺桿速度降低。從而降低熔體壓力。反之

10、，則提高螺桿速度，由此，穩(wěn)定熔體壓力不超過(guò)允許的壓力偏差范圍。如圖1所示。圖1  螺桿擠壓機(jī)熔體壓力控制方框圖     計(jì)量泵也稱紡絲泵。一般采用永磁同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0=60f/p僅取決于頻率f和極對(duì)數(shù)p，而與負(fù)載大小無(wú)關(guān)。當(dāng)今，變頻器的頻率精度可達(dá)到±0.01%，故同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)控制便可達(dá)到高精度調(diào)速，本機(jī)24臺(tái)紡絲泵分別用24臺(tái)小變頻器單獨(dú)供電，由于頻率精度達(dá)到±0.01%。故24臺(tái)紡絲泵能達(dá)到高精度同步調(diào)速，可滿足工藝要求。為降低成本，24臺(tái)紡絲泵也可采用一臺(tái)大容量頻率器供

11、電統(tǒng)一變頻調(diào)速。如圖2所示。圖2  多臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)統(tǒng)一調(diào)頻調(diào)速    此種情況下，對(duì)變頻器的精度要求不高，因各臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)M1-Mn的供電頻率相同。因此，轉(zhuǎn)速亦相同。同樣可達(dá)到高精度同步調(diào)速。此時(shí)，變頻器應(yīng)選用v/f控制方式的通用變頻器。因?yàn)榇磐ㄊ噶靠刂品绞降淖冾l器都是基于對(duì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的計(jì)算。這種參數(shù)的計(jì)算，只能針對(duì)某一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。因而磁通矢量控制方式的變頻器只能用于驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，而不能用于驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)。變頻器容量的選擇主要考慮變頻器輸出電流應(yīng)大于各同步電動(dòng)機(jī)額定電流之和（Im1+Imn）的2倍以上。  

12、0;  側(cè)吹風(fēng)，擺絲和各風(fēng)機(jī)變頻器均通過(guò)RS-485串口協(xié)議與PLC通信，其輸出頻率可根據(jù)工藝要求單獨(dú)調(diào)。    （2）控制系統(tǒng)控制原理框圖如圖3所示。圖3  紡粘法不織造布生產(chǎn)線第一部分控制系統(tǒng)的原理框圖    圖中：U1為螺桿變頻器;U21 U44為計(jì)量泵變頻器;U3為側(cè)吹風(fēng)變頻器;U4為擺絲變頻器;U5、U6、U7分別為氣流牽伸，網(wǎng)下吸風(fēng)風(fēng)機(jī)（2臺(tái)）變頻器。    （3）第二部分包括成網(wǎng)、壓布、熱軋和切邊卷4臺(tái)單元機(jī)，它由另一臺(tái)PLC和觸摸屏通過(guò)RS-485串口協(xié)議與4臺(tái)變頻器U11-U14進(jìn)行串口通訊，控制成網(wǎng)機(jī)、熱軋機(jī)和卷繞機(jī)的比例同步調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。該4臺(tái)單元機(jī)之間無(wú)松緊或張力調(diào)節(jié)棍進(jìn)行速度微調(diào)，完全靠其調(diào)速精度來(lái)保證4臺(tái)單元機(jī)速度的比例同步。因而，該4臺(tái)單元機(jī)均選用編碼器作速度反饋檢測(cè)以構(gòu)成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，壓布輥與成網(wǎng)機(jī)和熱軋機(jī)的速度無(wú)嚴(yán)格要求，因而，開(kāi)環(huán)控制即可，如圖4所示。圖4  紡粘生產(chǎn)線-0第2部分控制系統(tǒng)原理框圖  &#