變頻器在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

變頻器在紡織工業(yè)中的應(yīng)用前言我國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)，也是一個(gè)紡機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，每年生產(chǎn)的紡機(jī)品種數(shù)百種，生產(chǎn)的紡機(jī)產(chǎn)品數(shù)十萬(wàn)臺(tái)。紡機(jī)自動(dòng)化水平逐年提高，從五十年代的直流發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)組的直流調(diào)速，經(jīng)歷五十年的發(fā)展，如今，變頻器等電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論應(yīng)用技術(shù)，已在紡織工業(yè)的推廣普及，大大提升了我國(guó)紡機(jī)自動(dòng)化水平和整個(gè)紡機(jī)的檔次，增強(qiáng)了我國(guó)紡機(jī)和紡織品在世界上的競(jìng)爭(zhēng)力。變頻器在紡織工業(yè)中的應(yīng)用數(shù)量最大，應(yīng)用的方式隨生產(chǎn)工藝要求的不同而不同，最簡(jiǎn)單的是單機(jī)臺(tái)簡(jiǎn)單變頻調(diào)速，如風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速，此種應(yīng)用例本文僅略舉一、二。變頻器更多的應(yīng)用是與PLC可編程控制器，TP觸摸屏等人機(jī)界面和現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)合，組成各種速度控制系統(tǒng)，變頻器的功能也就得到充分發(fā)揮，因此變頻器的應(yīng)用離不開電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)。本文中所介紹的各種紡織機(jī)械的技術(shù)特征，傳動(dòng)與控制代表了我國(guó)紡機(jī)的最新最高水平，但由于技術(shù)發(fā)展快，信息掌握不夠及時(shí)，也可能還有最新最高水平的技術(shù)未列入本文，請(qǐng)諒解。本文重點(diǎn)介紹我國(guó)八大類近百種紡織機(jī)械技術(shù)特征，變頻調(diào)速和控制系統(tǒng)，可供從事電力電子技術(shù)，紡織機(jī)械自動(dòng)化的工程技術(shù)人員，有關(guān)大專院校師生，和有關(guān)營(yíng)銷人員，維護(hù)人員參考。變頻器在紡織機(jī)械中的應(yīng)用目錄綜述1．變頻器調(diào)速技術(shù)2．運(yùn)動(dòng)控制3．可編程控制器4．網(wǎng)絡(luò)技術(shù)5．人機(jī)界面6．紡機(jī)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)第2章變頻器在化纖機(jī)械中的應(yīng)用滌綸短絲切片紡紡絲機(jī)滌綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)大型滌綸短纖維紡絲聯(lián)合機(jī)大型滌綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)粘膠短纖維紡絲精練聯(lián)合機(jī)綿綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)長(zhǎng)絲紡絲設(shè)備中的卷繞頭高速?gòu)椓z機(jī)彈力絲機(jī)10．簾子線直捻機(jī)第3章變頻器在棉紡機(jī)械中的應(yīng)用開清棉和開清梳棉聯(lián)合機(jī)并條機(jī)懸錠粗紗機(jī)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)第4章 變頻器在織造機(jī)械中的應(yīng)用槽筒式絡(luò)筒機(jī)并紗機(jī)短纖維倍捻機(jī)花色紗線紡捻機(jī)分條整經(jīng)機(jī)6．分紗整經(jīng)機(jī)7．分段整經(jīng)機(jī)8．短纖維漿紗機(jī)9．漿染聯(lián)合機(jī)10．織機(jī)第5章變頻器在毛紡機(jī)械中的應(yīng)用1．羊絨針梳機(jī)2．毛紡粗紗機(jī)3．立錠粗紡細(xì)紗機(jī)4．剪毛機(jī)第6章變頻器在針織機(jī)械中的應(yīng)用1．單、雙面針織園緯機(jī)2．電腦橫機(jī)3．電腦手套編織機(jī)第7章變頻器在非織造布機(jī)械中的應(yīng)用1．非織造布梳理機(jī)2．高速鋪網(wǎng)機(jī)3．預(yù)針刺機(jī)4．無(wú)紡噴膠棉生產(chǎn)線第8章變頻器在染整機(jī)械中的應(yīng)用1．卷軋染機(jī)2．平網(wǎng)印花機(jī)3．園網(wǎng)印花機(jī)4．長(zhǎng)環(huán)蒸化機(jī)5．拉幅定型機(jī)6．預(yù)縮整理聯(lián)合機(jī)7．磨毛機(jī)第9章變頻器在服裝機(jī)械中的應(yīng)用1．自動(dòng)剪線平縫機(jī)2．電腦刺繡機(jī)3．電腦金片刺繡機(jī)4．?dāng)?shù)控多針絎縫機(jī)5．驗(yàn)布機(jī)關(guān)鍵詞交頻調(diào)速 多段速度 三角波調(diào)速 恒張力線速卷繞 共直流母線 現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)動(dòng)控制 閉環(huán)控制 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 張力控制 同步速度 調(diào)速精度觸摸屏 控制系統(tǒng) 單片微機(jī) 逆變器 工藝參數(shù) 自調(diào)勻整牽伸比 往復(fù)運(yùn)動(dòng) 自動(dòng)換筒 工藝流程 捻度 牽伸倍數(shù)纖維 程序控制 調(diào)速范圍 監(jiān)控 紡紗 投緯第1章綜述中國(guó)紡織機(jī)械工業(yè)經(jīng)過(guò)上世紀(jì)末深化改革，結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進(jìn)了紡機(jī)生產(chǎn)的發(fā)展。近年來(lái)，每年新增近1000萬(wàn)錠紡紗生產(chǎn)能力，現(xiàn)已具備6000多萬(wàn)錠短纖維紡紗能力和400多萬(wàn)錠長(zhǎng)纖紡紗能力、擁有10多萬(wàn)家紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)，是世界最大的紡織大國(guó)?，F(xiàn)每年生產(chǎn)約2萬(wàn)臺(tái)細(xì)紗機(jī)，5000臺(tái)粗紗機(jī)，10萬(wàn)臺(tái)織布機(jī)以及與之相應(yīng)的各種配套設(shè)備。此外，還有各種針織設(shè)備、化纖設(shè)備、毛紡設(shè)備、非織造布設(shè)備、服裝設(shè)備和染整設(shè)備等數(shù)百種，年產(chǎn)幾十萬(wàn)臺(tái)紡機(jī)產(chǎn)品，可見(jiàn)，中國(guó)也是一個(gè)紡織機(jī)械生產(chǎn)大國(guó)。在新世紀(jì)中，中國(guó)將要從紡織大國(guó)發(fā)展為紡織強(qiáng)國(guó)。作為紡織工業(yè)技術(shù)裝備基礎(chǔ)的紡織機(jī)械將呈現(xiàn)質(zhì)的變化，必將從紡機(jī)大國(guó)發(fā)展為紡機(jī)強(qiáng)國(guó)、大力開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保的、自動(dòng)化技術(shù)水平高的紡織機(jī)械產(chǎn)品、這是一項(xiàng)較長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)、為實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)、提升紡織機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)水平是最主要的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著中國(guó)加入WTO、其經(jīng)濟(jì)更加融入國(guó)際經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境中、歐洲紡織機(jī)械廠商已經(jīng)在全力打入亞洲市場(chǎng)包括中國(guó)市場(chǎng)。中國(guó)紡機(jī)生產(chǎn)面臨著更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)，促使紡機(jī)和紡機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)新的特點(diǎn)，例如變頻調(diào)速技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、可編程控制器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，已在紡機(jī)中推廣應(yīng)用、并取得較好效果。變頻調(diào)速技術(shù)隨著電力電子技術(shù)、變流技術(shù)、現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而得到快速發(fā)展。高檔變頻器均采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制，參數(shù)自調(diào)試，自識(shí)別和智能化控制，國(guó)產(chǎn)變頻器多數(shù)尚屬一般V/F開環(huán)控制，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、可靠性和變頻器整體技術(shù)水平還不理想，因此高檔紡織機(jī)械大多采用歐洲、日本等進(jìn)口變頻器、中國(guó)紡織工業(yè)每年需用拾余萬(wàn)臺(tái)變頻器，容量從0.1kW以下至315kW以上，其中1.5kW至30kW應(yīng)用最為普遍。1.1對(duì)變頻器的特殊要求紡織機(jī)械變頻調(diào)速大多為一般交流異步電機(jī)變頻調(diào)速，開環(huán)控制，調(diào)速范圍10:1以內(nèi)，但也有不少紡織機(jī)械對(duì)變頻器調(diào)速有較高的特殊要求：（1）多段速度調(diào)速例如：細(xì)紗機(jī)錠子速度分段變速，一落紗從起動(dòng)→分段升速→穩(wěn)定運(yùn)行→分段降速→停止。一般分為8～10段速度運(yùn)行、升速為4～6段、降速為3～5段，這樣有利于提高紡紗速度，減少斷（紗）頭率，提高紡紗質(zhì)量，詳見(jiàn)圖3-4。（2）三角波調(diào)速為了滿足紗線卷繞成型好、無(wú)疊線和塌邊等的要求，紡絲卷繞頭由摩擦輥、槽筒橫動(dòng)裝置和筒管夾頭等組成、而槽筒橫動(dòng)裝置電機(jī)調(diào)速必須按三角波規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)，此種調(diào)速規(guī)律通常是由擺頻發(fā)生器控制變頻器輸出頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即在基頻的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)三角波如圖2-14。（3）恒張力恒線速卷繞調(diào)速例如：漿紗機(jī)織軸卷繞、卷染或卷軋染機(jī)卷布輥等均要求隨著紗線或布在軸上卷繞的直徑逐步增大，（即卷徑增大）軸的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的逐步降低，以保證紗線或布張力的穩(wěn)定。即要求變頻器內(nèi)置卷徑計(jì)算功能。（4）高精度同步調(diào)速和共直流母線調(diào)速。例如：平網(wǎng)印花機(jī)各印花單元同步調(diào)速，園網(wǎng)印花機(jī)導(dǎo)帶和烘燥等同步調(diào)速，粘膠短纖維設(shè)備中的大網(wǎng)輥和托壓輥，高壓軋車上、下輥的同步調(diào)速、采用高速光電編碼器檢測(cè)速度，輸出的脈沖數(shù)與給定速度比較的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)高精度同步調(diào)速。多電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)在紡機(jī)中應(yīng)用較多，特別是染整聯(lián)合機(jī)，目前均為1臺(tái)電機(jī)用1臺(tái)變頻器單獨(dú)供電，這樣不經(jīng)濟(jì)，采用共直流母線分組供電更合理，例如一組可供3～5臺(tái)逆變器，并制成一個(gè)整體，分別供3～5臺(tái)電機(jī)調(diào)速，既可縮小體積，又可節(jié)省成本，染整聯(lián)合機(jī)中電機(jī)容量大多為1.5kW～2.2kW.（5）通訊功能變頻器與開放式總線相連，設(shè)有RS485通訊口。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)使用變頻器臺(tái)數(shù)多（例如10臺(tái)以上）、距離遠(yuǎn)、變頻器與PLC的I/O接口多、配線數(shù)量大，安裝維護(hù)工作量大，費(fèi)用高，采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是合理的，例如大型滌綸紡絲及后處理聯(lián)合機(jī)等均采用此方案，為此，變頻器必須掛接在開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線上運(yùn)行，變頻器作為總線的從站、借助于總線可實(shí)現(xiàn)變頻器的運(yùn)行、停止、調(diào)頻和修改參數(shù)等功能。變頻器的頻率、電流、電壓等狀態(tài)信號(hào)和過(guò)流、超頻、欠壓等故障信號(hào)均能實(shí)現(xiàn)中央監(jiān)控。變頻器的網(wǎng)絡(luò)控制主要是將多臺(tái)變頻器通過(guò)串行口與上位機(jī)相連，采用人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的操作，運(yùn)行狀況監(jiān)視以及故障報(bào)警，這是技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。（6）計(jì)長(zhǎng)、定長(zhǎng)功能并條機(jī)，短纖盛絲捅裝置，整經(jīng)機(jī)等均要求棉條、絲、紗線應(yīng)有計(jì)長(zhǎng)、定長(zhǎng)控制，即運(yùn)行到設(shè)定長(zhǎng)度時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，停車。（7）電機(jī)零速伺服控制功能例如：滌線、錦綸、粘膠等短纖維后處理聯(lián)合機(jī)中各牽伸機(jī)分單元傳動(dòng)時(shí)，為保證在起動(dòng)、升速，運(yùn)轉(zhuǎn)和降速時(shí)，絲束牽伸倍數(shù)恒定，當(dāng)停車過(guò)程速度降至零速以下時(shí)，變頻器應(yīng)自動(dòng)由速度控制模式切換到位置控制模式，即要求在零速時(shí)保持轉(zhuǎn)矩輸出，否則絲束將回縮、牽伸比隨之變化。（8）防塵、防潮紡織廠特別是清鋼聯(lián)，梳棉、并條、粗紗，細(xì)紗等機(jī)械設(shè)備使用環(huán)境中有較多的飛花（棉超短纖維），如飛花凝聚在變頻器散熱片上，將影響變頻器的散熱，可能使變頻器出現(xiàn)不應(yīng)有的熱跳脫，甚至損壞變頻器。而染整機(jī)械特別是前處理設(shè)備和部分染色機(jī)械的使用環(huán)境中有可能蒸汽較多，甚至凝聚成水滴，將影響變頻器的絕緣，甚至損壞變頻器。因此，用于該場(chǎng)合的變頻器應(yīng)有一定的防護(hù)措施，如提高變頻器的防護(hù)等級(jí)，或變頻器的散熱片可安裝在拒外通風(fēng)道或者變頻器控制拒采取必要的密封等措施。此外，還有定位功能，簡(jiǎn)單PLC功能等要求，本文不評(píng)述。1.2運(yùn)動(dòng)控制傳統(tǒng)的紡織機(jī)械電氣傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)基本上是三大類，一是直流電動(dòng)機(jī)（含并激，他激和串激直流電動(dòng)機(jī)）二是交流異步電動(dòng)機(jī)（含籠式和繞線式異步電動(dòng)機(jī)以及電磁調(diào)速異步電機(jī)），三是同步電動(dòng)機(jī)（含永磁和激磁式同步電動(dòng)機(jī)）采用各種控制方案對(duì)電動(dòng)機(jī)速度按各種規(guī)律進(jìn)行控制或恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，以滿足各種紡織機(jī)械對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不同要求。隨著紡織機(jī)械技術(shù)水平的發(fā)展和生產(chǎn)工藝對(duì)紡機(jī)設(shè)備的要求的不斷提高，對(duì)紡機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的要求越來(lái)越高，越來(lái)越多樣化，傳統(tǒng)的電氣傳動(dòng)已不能滿足當(dāng)今紡織機(jī)械的需要，例如：（1）伺服電機(jī)的應(yīng)用自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)打結(jié)循環(huán)要求準(zhǔn)確定位；精密絡(luò)筒機(jī)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)要求快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)；噴氣和劍桿等無(wú)梭織機(jī)的電子送經(jīng)，電子卷取等需準(zhǔn)確控制經(jīng)紗的送出量，卷取量；平網(wǎng)印花機(jī)導(dǎo)帶前后傳動(dòng)輥要求保持嚴(yán)格同步運(yùn)轉(zhuǎn)；園網(wǎng)印花機(jī)的園網(wǎng)為保證園網(wǎng)與導(dǎo)帶以及網(wǎng)與網(wǎng)之間嚴(yán)格同步運(yùn)轉(zhuǎn)，近年都采用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)此外，電腦橫編織機(jī)機(jī)頭往復(fù)橫移運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)環(huán)蒸化機(jī)，電腦刺繡機(jī)立車，衍縫機(jī)鞍架和羅拉以及短纖紡絲機(jī)絲捅往復(fù)裝置的縱向，橫向運(yùn)動(dòng)也采用了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。近期新推出的細(xì)紗機(jī)采用多臺(tái)伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)前、中、后羅拉，鋼領(lǐng)板升降以及集體落紗，取代了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，降低了噪聲，有利于提高成紗質(zhì)量和紡紗工藝參數(shù)的改變。（2）步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用電腦刺繡機(jī)繡框X、Y方向的移動(dòng)采用2臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)以保證刺繡圖案的精細(xì)；單軸流開棉機(jī)塵捧采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有利于塵棒位置或塵格角度的調(diào)節(jié)，此外簾子線直捻機(jī)橫動(dòng)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)有些設(shè)備為達(dá)到精確控制位移量或定位等既可采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)也可采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，例如整徑機(jī)的織軸，整徑臺(tái)的橫移和前后移，有的廠家選用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有的廠家則選用了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同樣滿足了工藝要求，一般地說(shuō)，如步進(jìn)電機(jī)能滿足技術(shù)要求的，理應(yīng)選用步進(jìn)電機(jī)而不宜采用伺服電機(jī)，因后者價(jià)高。（3）開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用采用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)劍桿織機(jī)主軸的樣機(jī)已推出，經(jīng)試用效果良好。由上可看出，伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)等已廣泛用于紡織機(jī)械，當(dāng)今中國(guó)的紡織機(jī)械電氣傳動(dòng)正在向運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)將電網(wǎng)，整流器、逆變器、電動(dòng)機(jī)、生產(chǎn)機(jī)械和控制系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)考慮，使控制更加優(yōu)化。1.3可編程控制器1.3.1PLC可編程控制器PLC是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行諸如邏輯，順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與運(yùn)算等功能，并通過(guò)模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件控制各種機(jī)械的運(yùn)動(dòng)或工作順序，又開發(fā)了模擬量閉環(huán)控制功能和通訊功能，PLC具有可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)，編程方便，結(jié)構(gòu)模塊化等特點(diǎn)，是一種專門用于各行業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，也廣泛用于各種紡織機(jī)械。一般的PLC均具有多種功能模塊能適合各種技術(shù)要求的產(chǎn)品的需要，例如供計(jì)數(shù)、測(cè)量、各種定位控制，凸輪控制和閉環(huán)控制功能模塊，數(shù)字量和模擬量I/O模塊和多種通訊模塊。PLC的通訊方式可有三種，一是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PP1）方式，用于與本公司的PLC編程器或其它產(chǎn)品通訊，二是DP方式，即通過(guò)Profibus的DP通訊接口接入現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，三是自由口(Free,Port)通訊方式，由用戶定義通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PLC與外設(shè)的通訊，此方式無(wú)需增加投資，靈活性較好，適于小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)，例如大多數(shù)紡機(jī)控制系統(tǒng)，它要求雙方都使用RS485接口，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS485串行通訊網(wǎng)絡(luò)通訊，接入現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，PLC可以作總線的從站，也可作總線的主站，例如大型滌綸紡絲聯(lián)合機(jī)用1臺(tái)PC機(jī)為主站，3臺(tái)PLC為從站，又如，分條整徑機(jī)用1臺(tái)PLC（S7-300型）作總線的主站，用2臺(tái)PLC（S7-200型）作總線的從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。PLC的性能倚賴于專用的硬件，應(yīng)用程序的執(zhí)行依靠專用硬件芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，如需增加運(yùn)動(dòng)控制功能，通訊功能等，一般均需增加相應(yīng)的功能模塊，近年推出的PAC即可編程自動(dòng)化控制器，它的軟件和硬件采用標(biāo)準(zhǔn)的、通用的部件，PAC的性能是基于它的輕便控制引擎和標(biāo)準(zhǔn)的、通用的，開放的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和背板總線（通常采用標(biāo)準(zhǔn)的，開放的背板總線）等，這些特征越來(lái)越顯得重要，因而PAC系統(tǒng)在不久的將來(lái)有可能部分取代PLC系統(tǒng)。1.3.2PCC集成了可編程邏輯控制器（PLC）的標(biāo)準(zhǔn)控制功能和工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）的分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)功能，即綜合了PLC和IPC的功能，因此能方便地處理開關(guān)量、模擬量，進(jìn)行回路調(diào)節(jié)，并能用高級(jí)語(yǔ)言編程，同時(shí)也具備大型機(jī)的分析運(yùn)算能力。主要特點(diǎn)：并行處理系統(tǒng)；符合IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言；支持多任務(wù)，分時(shí)操作系統(tǒng)；集成CNC功能，運(yùn)動(dòng)組件提供對(duì)定位，凸輪和仿形應(yīng)用的開發(fā)，配置和診斷，以及優(yōu)化等的解決方案，最多可管理255個(gè)軸。使用AutomativeNetTM作為和上位機(jī)通訊的統(tǒng)一通信平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都獨(dú)立于目標(biāo)系統(tǒng)，物理介質(zhì)和協(xié)議以及多種操作平臺(tái)。開放的現(xiàn)場(chǎng)總線已集成到系統(tǒng)中，因此可連接CAN、CANopenDeviceNet、Profibus-DP、Ethernet等，現(xiàn)已用于噴氣織機(jī)，劍桿織機(jī)、懸定粗紗機(jī)和化纖后處理設(shè)備等。1.4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，由全數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)代替數(shù)字與模擬分散型控制系統(tǒng)已成為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlsystem）適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需要，是八十年代國(guó)際自動(dòng)化控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)革命性技術(shù)，是集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，智能現(xiàn)場(chǎng)儀表，控制裝置等多種科技成果而成?，F(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的開放式、全數(shù)字化，雙向傳輸，多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)。是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心，因此現(xiàn)場(chǎng)總線不僅僅是一種通信技術(shù)和用數(shù)字儀表代替模擬儀表，而是用FCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DCS實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展迅速，到二十世紀(jì)末國(guó)際上有40多種現(xiàn)場(chǎng)總線，但應(yīng)用于我國(guó)紡織工業(yè)的主要有Profibus、DeviceNetCAN-Bus、Modbus等，其中以Profibus應(yīng)用最廣泛、最普及。1.4.1Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus是國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的組成部分，2001年12月批準(zhǔn)為中國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式出版，并得到普遍認(rèn)可，在全球市場(chǎng)占有率最高。Profibus通訊速度最快，通訊速率（波特率）最高達(dá)到12Mbps（通訊距離為100m1.4.2DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線DeviceNet是一種低價(jià)位的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線，基于CAN芯片，通訊功能強(qiáng)大，支持除主一從方式以外的多種通訊方式。具有強(qiáng)大的抗電磁干擾能力、網(wǎng)絡(luò)最多可有64個(gè)節(jié)點(diǎn)，采用線性拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，但其通訊速率較低，最快為500kbps（通訊距離為100m時(shí)）不適于高速數(shù)據(jù)傳輸，DviceNet1.4.3現(xiàn)場(chǎng)總線與傳統(tǒng)控制方法的比較現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)就是設(shè)備層的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也就是連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備（例如變頻器，PLC等）和車間的通訊網(wǎng)絡(luò)，更適合于中等量數(shù)據(jù)（100～500）的傳輸。它與傳統(tǒng)的控制方法（如DCS系統(tǒng)）相比，具有以下主要特點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)傳輸更可靠，數(shù)據(jù)響應(yīng)更快，抗電磁干擾能力更強(qiáng)；（2）現(xiàn)場(chǎng)連接導(dǎo)線和連接按附件可大量減少，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)工作量和現(xiàn)場(chǎng)安裝費(fèi)用大幅度減少；（3）主控器可獲得更多的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息；（4）可方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷，并顯示故障位置等。近年來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)紡機(jī)設(shè)備中得到推廣應(yīng)用，尤其是在大型化纖設(shè)備上使用，更顯其優(yōu)越性?，F(xiàn)場(chǎng)總線雖具有許多優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)價(jià)格還較昂貴，另外，現(xiàn)場(chǎng)中很多設(shè)備還不是智能儀表，不能直接與現(xiàn)場(chǎng)總線聯(lián)網(wǎng)。因而，如現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備多，且分散，設(shè)備對(duì)控制要求高，或用于有腐蝕性氣體等使用環(huán)境惡劣，且整臺(tái)設(shè)備造價(jià)較高的紡織機(jī)械比較適宜推廣應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。如大型化纖設(shè)備等。近年來(lái)，工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展迅速，通訊速率100M1.5人機(jī)界面紡織機(jī)械使用的人機(jī)界面，可分為較低檔的和較高檔的兩類，各有不同的應(yīng)用對(duì)象。較低檔的人機(jī)界面，如文本操作面板等，屏幕尺寸較小，一般不大于115×86mm較高檔的人機(jī)界面，如圖形和觸摸屏操作面板，屏幕尺寸較大，一般大于115×86mm觸摸屏作為人機(jī)界面用于紡織機(jī)械，主要用于：（1）可方便靈活地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)的輸入和修改，如各種速度、紗支、捻度、牽伸倍數(shù)、張力、溫度、壓力、長(zhǎng)度、卷經(jīng)等等。（2）對(duì)各種控制參數(shù)的監(jiān)控，并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示各生產(chǎn)工藝參數(shù)和變頻器的啟停狀態(tài)，運(yùn)行頻率、電流、電壓、報(bào)警信號(hào)等。在實(shí)際使用中，觸摸屏通常與PLC組成如MP1網(wǎng)，方便地實(shí)現(xiàn)各種工藝參數(shù)的設(shè)定，修改，實(shí)時(shí)監(jiān)控，歷史曲線，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和報(bào)表打印等功能。1.6紡機(jī)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)紡織機(jī)械所用電動(dòng)機(jī)種類較多，主要有交流異步電動(dòng)機(jī)（含變頻專用電機(jī)、力矩電機(jī)）、同步電動(dòng)機(jī)（主要是永磁式轉(zhuǎn)子同步電機(jī)）、伺服電機(jī)（主要是交流伺服電機(jī)）、步進(jìn)電機(jī)（含直線電機(jī)）、開關(guān)磁阻電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、電磁調(diào)速異步電機(jī)和縫紉機(jī)專用電機(jī)等。1.6.1同步電機(jī)同步電機(jī)轉(zhuǎn)子有永久磁極的轉(zhuǎn)子和帶勵(lì)磁繞阻的轉(zhuǎn)子，紡織機(jī)械基本上只用永磁轉(zhuǎn)子的同步電機(jī)。同步轉(zhuǎn)速No=60f/p式中f——電源頻率，p——電機(jī)極對(duì)數(shù)。同步電機(jī)機(jī)械特性平直其轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載變化，但同步電機(jī)也存在“失步”的危險(xiǎn)，一旦功率角60?～90?同步電機(jī)變數(shù)調(diào)速，開環(huán)控制即可達(dá)到高精度調(diào)速，其調(diào)速精度僅取決于變頻器的頻率精度，一般為0.1～0.01%，特別適合于對(duì)靜態(tài)調(diào)速精度要求高的多電機(jī)同步或比例同步傳動(dòng)，因而廣泛用于紡絲機(jī)各紡絲泵（計(jì)量泵）和紡絲泵與牽伸輥的同步傳動(dòng)。1.6.2伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)早期的伺服電機(jī)是直流伺服電機(jī)，二十世紀(jì)七十年代開始推出，并得到迅速發(fā)展，八十年代，由于電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展起來(lái)了，此期間伺服驅(qū)動(dòng)器屬模擬式，到九十年代，數(shù)字式交流伺服電機(jī)系統(tǒng)得到快速發(fā)展，性價(jià)比快速提高。而直流伺服電機(jī)，由于容量、最高轉(zhuǎn)速均受到限制，特別是直流伺服電機(jī)有碳刷，易摩損，易產(chǎn)生火花，低速運(yùn)行時(shí)，碳刷和換向器易產(chǎn)生死角等，因而，直流伺服電機(jī)逐步被交流伺服電機(jī)所取代了。交流伺服電機(jī)系統(tǒng)包括永磁同步（SM型）電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步（IM型）電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)，后者，由于感應(yīng)式異步電機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易、價(jià)格低，具有較好的發(fā)展和推廣應(yīng)用前景。九十年代，由于稀土永磁材料的采用，而且驅(qū)動(dòng)器由模擬式過(guò)渡到全數(shù)字式，使得交流伺系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)整方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致，可靠性大大提高，同時(shí)，還可集成多種復(fù)雜的電機(jī)控制算法、PID控制、前饋控制、速度實(shí)時(shí)監(jiān)控等，智能化控制功能，因而性價(jià)比大大提高。如要求低速性能好，線性調(diào)速范圍寬，速度波動(dòng)和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，交流伺服電機(jī)宜采用速度閉環(huán)控制?，F(xiàn)代紡織機(jī)械為提高檔次，提高競(jìng)爭(zhēng)力，更好地實(shí)現(xiàn)加快提升我國(guó)紡織工業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力的要求。紡織機(jī)械應(yīng)用伺服系統(tǒng)越來(lái)越廣泛，現(xiàn)已有幾十種紡織機(jī)械應(yīng)用了交流伺服電機(jī)系統(tǒng)，例如噴氣、劍桿等無(wú)梭織機(jī)的電子送經(jīng)，電子卷取，自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)、平網(wǎng)、園網(wǎng)印花機(jī)等，詳見(jiàn)運(yùn)動(dòng)控制部分。所用伺服電機(jī)容量從幾十W到十幾kW。調(diào)速系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。調(diào)速系統(tǒng)重點(diǎn)是按照各種技術(shù)要求調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行速度，伺服系統(tǒng)重點(diǎn)是控制電機(jī)運(yùn)行的位置或多電機(jī)（軸）的同步運(yùn)轉(zhuǎn)，包括位置同步和速度同步，對(duì)停止、啟動(dòng)要求更準(zhǔn)確、更快時(shí)，一般也采用伺服系統(tǒng)。近年國(guó)外已推出高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，該伺服驅(qū)動(dòng)器直接接受驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)位置檢測(cè)器（如光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器等）的反饋信號(hào)構(gòu)成位置環(huán)，而伺服電機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號(hào)也送至驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)灣臺(tái)上位控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)灣臺(tái)上位控制器伺服電機(jī)全閉環(huán)伺服控制器速度反饋伺服電機(jī)全閉環(huán)伺服控制器速度反饋位置檢測(cè)器位置反饋位置檢測(cè)器位置反饋圖1-1全閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)方框圖伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)：（1）高性能化——提高伺服電機(jī)本身性能、改進(jìn)伺服控制器的性能，采用高速CPU、專用集成電路ASIC，智能功率模塊IPM等。（2）小型化——采用高性能永磁材料，優(yōu)化繞線技術(shù)和冷卻技術(shù)。（3）軟件化——在伺服驅(qū)動(dòng)器中使用超大規(guī)模集成電路、將更多的硬件結(jié)構(gòu)用軟件實(shí)現(xiàn)。（4）網(wǎng)絡(luò)化——將驅(qū)動(dòng)部分、運(yùn)動(dòng)控制、上位控制和計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接、進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)一體化管理，使機(jī)械調(diào)整和故障診斷更加簡(jiǎn)便。1.6.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電機(jī)是一種把脈沖變?yōu)榻俏灰苹蛑本€位移的執(zhí)行元件，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就前進(jìn)一步，轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，由于輸入的是脈沖信號(hào)，因而，輸出的角位移是斷續(xù)的、故又稱脈沖電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)一步行走的角度位移大小，通過(guò)相位分配的改變來(lái)調(diào)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)一般為開環(huán)控制，因而，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)不動(dòng)時(shí)，可能出現(xiàn)“失步”，而影響控制精度，這是選用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題?？梢灾苯虞敵鼍€位移的，則稱為直線電機(jī)，它由2個(gè)非接觸元件組成，即磁板和線卷滑座，電磁力直接作用于移動(dòng)的元件，而無(wú)需機(jī)械連接，沒(méi)有機(jī)械滯后，精度完全取決于直線反饋系統(tǒng)和分級(jí)的支承，可由數(shù)字伺第2章變頻器在化纖機(jī)械中的應(yīng)用2.1滌綸短絲切片紡絲機(jī)適用于滌綸短纖維紡絲切片紡工藝流程為，經(jīng)干燥過(guò)的切片，送螺桿擠壓機(jī)內(nèi)加溫加壓制成紡絲溶液，經(jīng)連續(xù)過(guò)濾器過(guò)濾后由紡絲泵（計(jì)量泵）計(jì)量并壓入紡絲組件，再由噴絲孔噴出的溶體細(xì)流經(jīng)紡絲側(cè)吹風(fēng)窗冷卻形成。纖維冷卻成形后，進(jìn)入紡絲通道之前需進(jìn)行集束上油，最終形成絲束纖維。切片紡絲機(jī)主要由螺桿擠壓機(jī)、紡絲箱、紡絲泵和油劑泵等組成。2.1.1紡絲位數(shù)：24位紡絲速度：500～1300m調(diào)速范圍；3:1以上頻率精度：0.5%～0.2%。2.1.2螺桿擠壓機(jī)主要用于合成纖維之切片熔融紡絲，將切片熔融均化、并使熔體在一定溫度壓力下定量連續(xù)劑出。根據(jù)紡絲部位的多少，速度的高低等，螺桿擠壓機(jī)的螺桿直徑和轉(zhuǎn)速均不同，傳動(dòng)功率和加熱功率亦不同，見(jiàn)表2.1。螺桿傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)可以是直流電動(dòng)機(jī)，也可以是交流電動(dòng)機(jī)。九十年代后，基本都采用三相交流異步電機(jī)傳動(dòng)、變頻調(diào)速。表2-1螺桿擠壓機(jī)技術(shù)參數(shù)螺桿轉(zhuǎn)速r/min20～10020～10020～8020～9020～8020～8020～8020～8820～70螺桿直徑mm45608090105120130150160電機(jī)功率kW152222～3030～4055～7575～90110～132110～132132加熱功率kW10～1515～2025～3030～4055～7060～7570～8580～9590～105螺桿擠壓機(jī)的最終控制參數(shù)不是轉(zhuǎn)速，而是螺桿出口壓力，因此，該系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)方框圖如圖2-1所示。速度設(shè)定速度設(shè)定變頻器電機(jī)螺桿菌壓力變送器調(diào)節(jié)器熔體壓力設(shè)定圖2-1螺桿擠壓機(jī)壓力控制系統(tǒng)方框圖2.1.3紡絲泵用于將紡絲溶液定量定壓地連續(xù)輸入噴絲組件，1臺(tái)紡絲機(jī)少則為2個(gè)部位，多則24個(gè)部位，1個(gè)紡絲部位用1臺(tái)紡絲泵，24個(gè)紡絲部位用24臺(tái)紡絲泵。紡絲泵一般采用永磁同步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。多臺(tái)同步電機(jī)供電方式一般有兩種，一是全機(jī)多臺(tái)紡絲泵電機(jī)共用一套大容量變頻器供電、調(diào)速；二是每臺(tái)電機(jī)均由1臺(tái)對(duì)應(yīng)容量的變頻器供電，可單獨(dú)變頻調(diào)速，第一種采用一套變頻器供電的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，第二種供電的優(yōu)點(diǎn)是一旦某一臺(tái)電動(dòng)機(jī)故障，只需相應(yīng)變頻器停止工作，其余各部位可照常工作，另外，每臺(tái)變頻器還可分別設(shè)定其運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，即1臺(tái)紡絲機(jī)可同時(shí)生產(chǎn)多種規(guī)格的POY絲。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速完全取決于供電變頻器的頻率，當(dāng)今變頻器頻率精度可達(dá)0.01%，故紡絲泵采用開環(huán)變頻控制即可。2.1.4油劑泵用于對(duì)加工中的絲纖維施加一定量的合纖油劑，有利于后續(xù)加工，減少靜電，使纖維具有一定的柔軟性、平滑性和抗靜電性等。油劑泵也是一個(gè)部位1臺(tái)，一般采用三相異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻器供電調(diào)速，開環(huán)控制，其速度的改變主要是按工藝要求調(diào)節(jié)纖維絲的上油率，保證絲的質(zhì)量。牽引裝置，卷繞喂入裝置等參見(jiàn)3.3、3.4。2.2滌綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)主要用于將滌綸初生纖維經(jīng)過(guò)牽伸、定型、卷曲、切斷和打包，制成具有所需強(qiáng)度、捻度等實(shí)用纖維。2.2.1生產(chǎn)能力50t/d最高絲速30～290m/min總牽伸倍數(shù)3.192～4.7232.集束架——導(dǎo)絲機(jī)——浸漬機(jī)——頭道牽伸機(jī)——二道牽伸機(jī)——三道牽伸機(jī)——油浴槽——噴油水機(jī)——水浴牽伸機(jī)——蒸汽加熱箱——緊張熱定型機(jī)——卷曲預(yù)熱箱——卷曲機(jī)——絲束輸送——擺絲裝置——松馳熱定型機(jī)——上油機(jī)——電引機(jī)——切斷機(jī)——纖維輸送——纖維打包機(jī)。浸漬機(jī)、油浴槽、水浴牽伸機(jī)、蒸汽加熱箱、卷曲預(yù)熱箱等無(wú)主傳動(dòng)，但設(shè)有溫度控制。（1）牽伸段主傳動(dòng)從導(dǎo)絲機(jī)到四道牽伸機(jī)采用機(jī)械長(zhǎng)邊軸加齒輪變速箱傳動(dòng)其中7臺(tái)單元機(jī)，由此解決頭道，二道牽伸機(jī)在加工絲束運(yùn)行中可能出現(xiàn)的倒拖，即處在發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，并保證各段牽伸比的基本穩(wěn)定，牽伸比的調(diào)整靠齒輪變速箱，長(zhǎng)邊軸采用160kW直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速，或交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速。（2）卷曲機(jī)2臺(tái)，采用2臺(tái)10kW直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。（3）皮帶輸送機(jī)2臺(tái)，采用2臺(tái)3kW直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速，或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。（4）松馳熱定型機(jī)鏈板傳動(dòng)采用2.2kW交流異步電機(jī)加PIV機(jī)械調(diào)速，或采用交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。擺絲裝置則采用1.5kW直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。烘房溫度135～150℃，采用溫度自控。風(fēng)機(jī)共8～10臺(tái)，采用10kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)。（5）上油機(jī)2臺(tái)，采用2臺(tái)3kW直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。（6）曵引機(jī)2臺(tái)，采用2臺(tái)3kW直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。（7）切斷機(jī)2臺(tái)，采用2臺(tái)5.5kW或7.5kW直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速或交流異步電機(jī)變頻調(diào)速。（8）打包機(jī)2臺(tái)，采用油壓傳動(dòng)，主壓油泵為三柱塞泵兩臺(tái)，30Mpa，25L/min，預(yù)壓油泵為葉片泵2臺(tái)，7Mpa，113L/min2.2.4（1）直流調(diào)壓調(diào)速方案每臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)采用獨(dú)立的電流——電壓雙閉環(huán)可控硅整流電源供電，全機(jī)共12套可控硅直流電源分別供12臺(tái)直流電機(jī)調(diào)速。牽伸段與2臺(tái)卷曲機(jī)之間的同步運(yùn)行，采用2臺(tái)同步調(diào)節(jié)器，當(dāng)牽伸與卷曲出現(xiàn)速度差時(shí)，同步調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)輥的位移檢測(cè)出速度差，并將該位移轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，分別調(diào)節(jié)卷曲機(jī)1、2的速度，使之與牽伸段同步運(yùn)行，其同步調(diào)速原理框圖2-2。切斷機(jī)與曵引機(jī)之間的同步運(yùn)行原理與牽伸段一卷曲機(jī)之間的同步運(yùn)行原理相同。（2）交流變頻調(diào)速方案全機(jī)共采用12臺(tái)變頻器分別給12臺(tái)交流異步電機(jī)供電，進(jìn)行變頻調(diào)速，變頻同步調(diào)速原理框圖如圖2-3。卷曲機(jī)2卷曲機(jī)卷曲機(jī)2卷曲機(jī)1GTSTLTKZMFSFLFGTSTLTTBKZMSFLFEGTSTLTKZMSFLFETB圖2-2牽伸段一卷曲機(jī)直流同步調(diào)速系統(tǒng)原理框圖Ug牽伸段絲束M~V1Ug牽伸段絲束M~V1M~V2TB卷曲機(jī)1卷曲機(jī)2M~V2TB卷曲機(jī)1卷曲機(jī)2M~M~V3TBV3TB圖2-3牽伸段一卷曲機(jī)交流變頻同步調(diào)速系統(tǒng)原理框圖圖2-2中GT—給定積分器ST—速度調(diào)節(jié)器LT—電流調(diào)節(jié)器KZ—可控硅整流電源M—直流電動(dòng)機(jī)F—直流測(cè)速發(fā)電機(jī)HF—電流反饋SF—速度反饋TB—同步調(diào)節(jié)器Ug—速度給定電壓圖2-3中M~V—變頻器—交流異步電機(jī)TB—同步調(diào)節(jié)器Ug—M~2.3大型滌綸短纖維紡絲聯(lián)合機(jī)大型滌綸短纖維紡絲系指年產(chǎn)3萬(wàn)噸以上滌綸短纖維直接紡絲聯(lián)合機(jī)。主要工藝流程為，熔體分配紡絲集合牽引喂入裝筒絲桶輸送。設(shè)備組成：熔體配管，紡絲箱體，紡絲泵，噴絲板，絲束冷卻裝置，上油裝置（泵），生頭裝置，牽引裝置，卷繞喂入裝置，盛絲裝置。2.3.1日產(chǎn)量： 100t/d紡絲位數(shù)： 32或36位機(jī)械速度： 500～1500m/min絲桶縱向速度：5～10m/min絲桶橫向速度：0.5～3.5m/min全機(jī)總功率460kW(其中傳動(dòng)功率160kW，聯(lián)苯加熱300kW)2.3.2一位1臺(tái)紡絲泵，全機(jī)32或36臺(tái)紡絲泵，每臺(tái)紡絲泵單獨(dú)一臺(tái)永磁同步電機(jī)或異步電機(jī)傳動(dòng)，每臺(tái)電機(jī)由單獨(dú)變頻器供電，變頻調(diào)速。2.3.3采用油盤園周溢流式上油，上油泵由交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。2.3.4主要由6根牽引輥交叉排列組成，每根牽引輥單獨(dú)由交流異步電機(jī)或同步電機(jī)傳動(dòng)，6臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)采用共直流母線的單獨(dú)逆變器供電的變頻調(diào)速。6根牽引輥轉(zhuǎn)速可完全一致，也可按工藝要求保持一定的比例關(guān)系。2.3.5卷繞喂入裝置包括導(dǎo)絲輥和喂入輪，導(dǎo)絲輥由同步電機(jī)直接傳動(dòng)，變頻調(diào)速，喂入輪由交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。2.3.6盛絲裝置的盛絲桶的縱向、橫向運(yùn)動(dòng)均采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或者變頻電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速，絲桶進(jìn)出輥道和臺(tái)車均由單獨(dú)交流異步電機(jī)傳動(dòng)。盛絲裝置設(shè)有定長(zhǎng)裝置，對(duì)每桶絲的長(zhǎng)度進(jìn)行精確定長(zhǎng)，保證每桶絲的尾絲降至最低。2.3.7紡絲聯(lián)合機(jī)的控制可以分為紡絲，卷繞喂入和盛絲三套控制系統(tǒng)，目前已采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，PLC為主站，各變頻器，伺服控制器，現(xiàn)場(chǎng)I/O等均為從站，其間的通訊采用Profibus-DP總線?？筛鶕?jù)用戶的需要，本系統(tǒng)可設(shè)置操作員站，工程師站，報(bào)表打印等。PLC也可與上位機(jī)通訊（總線或以太網(wǎng)）。滌綸短絲紡絲聯(lián)合機(jī)控制可將為紡絲，卷繞喂入合并為一套系統(tǒng)，人機(jī)界面采用觸摸屏，可方便地在觸摸屏上設(shè)定紡絲工藝參數(shù)，運(yùn)行控制，工況顯示，故障報(bào)警，顯示以及數(shù)據(jù)的紀(jì)錄，查詢等功能。（1）紡絲控制系統(tǒng)方框圖如圖2-4。紡絲PLC（IPLC）對(duì)32臺(tái)紡絲泵，1臺(tái)上油泵的變頻器調(diào)速，4臺(tái)紡絲箱體溫度，壓力進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O，通過(guò)人機(jī)界面實(shí)測(cè)溫鉑電測(cè)溫鉑電阻電熱絲加熱測(cè)溫鉑電阻現(xiàn)場(chǎng)I/04現(xiàn)場(chǎng)I/03現(xiàn)場(chǎng)I/02現(xiàn)場(chǎng)I/01計(jì)量泵33計(jì)量泵32計(jì)量泵2計(jì)量泵1PROFIBUS-DPIPLCITPV1V2V32V33I/0I/0I/0I/0PLC1PLC2電熱絲加熱圖2-4紡絲控制系統(tǒng)方框圖（2）卷繞喂入控制系統(tǒng)方框圖如圖2-5，卷繞PLC（2PLC）除控制1～6牽引輥，導(dǎo)線輥，喂入輪，上油泵（輪）電機(jī)的調(diào)速外，還控制紡線吹風(fēng)裝置，設(shè)有5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O通過(guò)觸摸屏完成工藝參數(shù)的設(shè)室，修改和數(shù)據(jù)采集等。I/OI/OV3V2V1LV6Z2TP2PLC電源整流單元DCBUSI/OI/OV3V2V1LV6Z2TP2PLC電源整流單元DCBUS共直流母線I/OLV2LV1共直流母線I/OLV2LV1上油泵喂入輪導(dǎo)線輥牽引輥1牽引輥6上油泵喂入輪導(dǎo)線輥牽引輥1牽引輥6牽引輥2現(xiàn)場(chǎng)I/O現(xiàn)場(chǎng)I/O現(xiàn)場(chǎng)I/O圖2-5卷繞喂入控制系統(tǒng)方框圖（3）盛絲桶往復(fù)裝置控制系統(tǒng)如圖2-6，絲桶往復(fù)PLC（3PLC）控制絲桶往復(fù)裝置的縱向橫向伺服電機(jī)的精確運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，修改和采集，同時(shí)設(shè)有定長(zhǎng)裝置，對(duì)每桶絲的長(zhǎng)度進(jìn)行精確定長(zhǎng)，使各絲桶的尾絲浪費(fèi)降到最紙。現(xiàn)場(chǎng)I/O現(xiàn)場(chǎng)I/O橫向伺服控制縱向伺服控制3PLC3TPSK1SK2I/O圖2-6線桶往復(fù)裝置控制系統(tǒng)方框圖直接紡的紡絲聯(lián)合機(jī)還應(yīng)包括熔體配管增壓泵PLC站（4PLC），該P(yáng)LC站主要是控制熔體配管的溫度和熔體壓力，增壓泵采用交根據(jù)用戶需要，紡絲，卷繞，和絲桶往復(fù)裝置的PLC站，可與集中控制室的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理，其通訊可以采用現(xiàn)場(chǎng)總線也可采用工業(yè)以太網(wǎng)，如圖2-7，實(shí)現(xiàn)管控一體化。人機(jī)界面人機(jī)界面計(jì)算機(jī)工作站打印PIIPCHMI1PLC2PLC3PLC4PLC紡絲卷繞絲桶往復(fù)增壓泵圖2-7紡絲聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)框圖。2.4大型滌綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)大型滌綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)系指年產(chǎn)3萬(wàn)噸以上的后處理聯(lián)合機(jī)。主要用于將滌綸初該聯(lián)合機(jī)主要由集束架、導(dǎo)絲機(jī)、浸油槽、一道牽伸機(jī)、水浴槽、二道牽伸機(jī)、緊張熱定型機(jī)、冷卻噴淋機(jī)、三道牽伸機(jī)、疊絲機(jī)、三輥牽引機(jī)、卷曲機(jī)（含預(yù)熱箱）、鋪絲機(jī)、輸送機(jī)、曵引機(jī)、切斷機(jī)和打包機(jī)等。2.4.1生產(chǎn)品種：1.5dtex×38mm棉型纖維0.8dtex～1.1dtex38mm細(xì)旦纖維。線束：320dtex日產(chǎn)量：100t/d車速：250m/min引絲速度30～60 牽伸比控制精度0.1%2.4.2主傳動(dòng)電機(jī)：導(dǎo)絲機(jī)7.5kW，一道牽伸機(jī)45kW，二道牽伸機(jī)160kW,三道牽伸機(jī)315kW，緊張熱空型機(jī)160kW，疊絲機(jī)15kW，卷曲機(jī)75kW，鋪絲機(jī)4.5kW，曵引機(jī)15kW，切斷機(jī)30kW，打包機(jī)75kW。2.4.（1）牽伸段控制系統(tǒng)從導(dǎo)絲機(jī)到卷曲機(jī)，各單元分別由交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，采用共直流母線的多單元同步調(diào)速控制，各單元機(jī)電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)速度，并與相應(yīng)的逆變器構(gòu)成速度閉環(huán)控制，保證各單元機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到高精度0.1%以上，如圖2-8，采用PLC（例如S7-400）作為總線系統(tǒng)的上位機(jī)（即主站）各逆變器為從站。主站PLC通過(guò)內(nèi)置的通訊口MPI與觸摸屏TP構(gòu)成MPI網(wǎng)，用于設(shè)定，修改各單元機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，升降速時(shí)間，運(yùn)行速度，各牽伸比控制及停車，制動(dòng)時(shí)間，運(yùn)行速度，溫度等工藝參數(shù)。從站PLC從站PLC現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程I/OI/OMP1PLCTPZL1B1L2B2L3B3L4B4L5B5L6B6L7B7I/OI/OPLCPROFIBUS-DPDCBUS圖2-8牽伸段總線控制系統(tǒng)框圖通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)I/O，遠(yuǎn)程I/O接口，控制系統(tǒng)各單元（例如水浴槽、蒸氣加熱箱、卷曲預(yù)熱箱等）的溫度，液位，以及循環(huán)泵等輔機(jī)。ABB公司以ACS600共直流母線系統(tǒng)，能提供精確的速度的轉(zhuǎn)短控制內(nèi)部高速光纖通訊，抗干擾能力強(qiáng)，支持Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。圖2-8中，L1～L7即為ACA逆變單元，從7.5kW～315kW，整流單元為800kW，B1～B7為旋轉(zhuǎn)編碼器，檢測(cè)從導(dǎo)絲機(jī)到卷曲機(jī)共7臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，速度信號(hào)送相應(yīng)的逆變器，以控制各單元機(jī)在加、減速過(guò)程及穩(wěn)速運(yùn)行中均能嚴(yán)格同步，保持各牽伸比恒定。絲束牽伸力大，在牽伸過(guò)程，一道、二道牽伸機(jī)可能運(yùn)轉(zhuǎn)在發(fā)電狀態(tài)而出現(xiàn)速度失控，牽伸比不穩(wěn)定，采用共直流母線即可解決運(yùn)轉(zhuǎn)中牽伸比穩(wěn)定的問(wèn)題，但在臨時(shí)停車時(shí)，仍需保持絲束張力，否則絲束將回縮。因而，要求所用變頻器具有零速伺服功能，即在停車過(guò)程，速度降至零速閾值以下時(shí)，變頻器應(yīng)自動(dòng)由速度控制模式切換到位置控制模式，類似于電梯等位置控制。（2）鋪絲、曵引機(jī)和切斷機(jī)控制系統(tǒng)鋪絲機(jī)與卷曲機(jī)無(wú)嚴(yán)格同步要求，只須保持速度協(xié)調(diào)可用位置開關(guān)對(duì)鋪絲機(jī)速度進(jìn)行斷續(xù)調(diào)節(jié)。使之與卷曲機(jī)保持速度協(xié)調(diào)。曵引機(jī)和切斷機(jī)均為變頻調(diào)速，其速度需同步，可以采用牽伸段控制方案，該變頻器作為從站，掛接到總線上，也可兩單元機(jī)組成一同步調(diào)速系統(tǒng)，兩單元之間通過(guò)同步調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)曵引機(jī)的運(yùn)行速度，參見(jiàn)染整聯(lián)合機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)。

2.5粘膠短纖維紡絲精練聯(lián)合機(jī)主要用于用粘膠原液進(jìn)行紡絲，精練等后處理，制成粘膠短纖維。2.5.1生產(chǎn)能力：30t/d調(diào)速范圍：紡絲段低速 10～30m/min高速 30～60m曵引、切斷機(jī)高速30～75m/調(diào)速精度：≤0.5%大網(wǎng)輥和托壓輥以及高壓軋車的上、下輥之間要求嚴(yán)格同步。2.5.2紡練聯(lián)合機(jī)由紡絲段和精練段組成。（1）紡絲段包括2臺(tái)紡絲泵，由2臺(tái)11kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，低速導(dǎo)絲盤由11kW交流電機(jī)傳動(dòng)，高速導(dǎo)絲般由11kW交流電機(jī)傳動(dòng)，前集束機(jī)由15kW交流電機(jī)傳動(dòng)，中集束由18.5kW交流電機(jī)傳動(dòng)，牽伸機(jī)由30kW交流電機(jī)傳動(dòng)、2臺(tái)曳引機(jī)由2臺(tái)5.5kW交流電機(jī)傳動(dòng)，4臺(tái)切斷機(jī)喂入輪由4臺(tái)4（2）精練段包括網(wǎng)式精練機(jī)，其中大網(wǎng)輥由7.5kW交流電機(jī)傳動(dòng)、托壓輥由11kW交流電機(jī)傳動(dòng)；前高壓軋車上輥由4kW、下壓輥由5.5kW交流電機(jī)傳動(dòng)，后高壓軋車上輥由4kW，下輥由5.5kW

交流電機(jī)傳動(dòng)，共6臺(tái)電機(jī)。5.3聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)紡粗旦絲時(shí)，前集束或中集束將處于發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，即倒拖現(xiàn)象，造成牽伸比不穩(wěn)定，為此，采取共直流電源供電方式，將前集束機(jī)、中集束機(jī)和牽伸機(jī)共3臺(tái)通用變頻器整流輸出的直流電壓并聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成共直流母線供電方式，如圖2-9，如此連接，牽伸機(jī)中集束機(jī)牽伸機(jī)中集束機(jī)前集束機(jī)整流整流整流380V50HZ逆變器逆變器逆變器圖2-9變頻器供直流母線供電原理框圖聯(lián)合機(jī)采用1臺(tái)工控機(jī)IPC和2臺(tái)PLC控制聯(lián)合機(jī)中的23臺(tái)變頻器的運(yùn)行，以及速度、牽伸比溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的設(shè)定、修改、故障報(bào)警，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況，存貯數(shù)據(jù)、資料等，系統(tǒng)原理框圖如圖2-10。IPCIPCRS485RS4852AKIAK2PLC1PLC2AKIAK2PLC1PLCU23U22U8U21U20U19U18U17UU23U22U8U21U20U19U18U17U16U6U7U5U3U1后扎車下輥后扎車上輥前扎車下輥前扎車上輥托壓輥切斷刀盤大網(wǎng)輥切斷喂入輪曳引機(jī)牽伸機(jī)中集束前集束導(dǎo)絲盤紡絲泵后扎車下輥后扎車上輥前扎車下輥前扎車上輥托壓輥切斷刀盤大網(wǎng)輥切斷喂入輪曳引機(jī)牽伸機(jī)中集束前集束導(dǎo)絲盤紡絲泵圖2-10聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖為保證大網(wǎng)輥和托壓輥的上、下輥之間的嚴(yán)格同步，大網(wǎng)輥速度跟隨托壓輥、高壓軋車上輥速度跟隨下輥，為此，各單元機(jī)設(shè)置編碼器，準(zhǔn)確檢測(cè)各單元機(jī)轉(zhuǎn)速，若速度差超過(guò)充許值，則自動(dòng)即時(shí)調(diào)節(jié)從動(dòng)機(jī)（大網(wǎng)輥和軋車上輥）轉(zhuǎn)速。RS485Modbus協(xié)議2萬(wàn)噸/年粘膠短絲紡絲——精煉RS485Modbus協(xié)議IPCmodbusplus網(wǎng)絡(luò)IPCmodbusplus網(wǎng)絡(luò)IPCIPCMMM~~~MMM~~~IPC紡絲段—從計(jì)量泵到切斷機(jī)共18臺(tái)變頻器IPC紡絲段—從計(jì)量泵到切斷機(jī)共18臺(tái)變頻器PLC分布式系統(tǒng)PLC分布式系統(tǒng)PLCI分站PLCI分站MMM~~~PLC精練段—MMM~~~PLC精練段—從精練機(jī)到高壓軋車共6臺(tái)，再加軋后鏈打手共7臺(tái)變頻器PLCI2PLCI2MMM~~~MMM~~~干燥段干燥段——從喂毛鏈到精開機(jī)下羅拉共9臺(tái)變頻器生產(chǎn)線的多點(diǎn)溫度，液位，壓力，流量等參數(shù)的監(jiān)控生產(chǎn)線其它電機(jī)的監(jiān)控生產(chǎn)線的多點(diǎn)溫度，液位，壓力，流量等參數(shù)的監(jiān)控生產(chǎn)線其它電機(jī)的監(jiān)控圖2-112萬(wàn)噸/年粘膠短絲設(shè)備控制系統(tǒng)原理框圖全線由計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)線工藝參數(shù)，改變工藝參數(shù)下載到各變頻器的時(shí)間不超過(guò)2s，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)改變工藝參數(shù)和紡絲速度。全線的溫度、壓力為閉環(huán)控制，液位、流量為開環(huán)控制，其余部分參見(jiàn)1萬(wàn)噸/年粘膠短絲設(shè)備。2.6錦綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)2.6.1集束架——導(dǎo)絲機(jī)浸油槽頭道牽伸機(jī)水浴二道牽伸機(jī)蒸汽牽伸槽三道牽伸機(jī)蒸汽牽伸槽四道牽伸機(jī)——疊絲機(jī)蒸汽預(yù)熱箱卷曲機(jī)——鋪絲機(jī)——松馳熱定型機(jī)——曳引機(jī)——切斷機(jī)——打包機(jī)。全機(jī)包括10臺(tái)主單元機(jī)，每臺(tái)主單元機(jī)均由交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。2.6.2由于聯(lián)合機(jī)單元機(jī)多、流程長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分散，為提高工作可靠性，保證控制精度，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期等，聯(lián)合機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線（Profibus-DP）控制系統(tǒng)。聯(lián)合機(jī)的導(dǎo)絲機(jī)，頭道牽伸機(jī)、二道牽伸機(jī)在加工不同品種時(shí)，可能處于發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，即倒拖現(xiàn)象，為此，從導(dǎo)絲機(jī)至卷曲機(jī)共7臺(tái)單元機(jī)采用共直流母線的變頻同步調(diào)速系統(tǒng)，利用DC-Bus技術(shù)，處于發(fā)電狀態(tài)的3臺(tái)電機(jī)所產(chǎn)生的回饋能量可消耗在處于電動(dòng)狀態(tài)的4臺(tái)電動(dòng)機(jī)中，而不會(huì)引起直流母線電壓的升高，其中每臺(tái)單元機(jī)均采用帶編碼器的速度反饋控制，便可精確控制各單元機(jī)間的速比關(guān)系，保持牽伸比的穩(wěn)定。鋪絲機(jī)，曳引機(jī)和切斷機(jī)電機(jī)由單獨(dú)變頻器供電，7臺(tái)逆變器和3臺(tái)變頻器通過(guò)通訊板（CBP）接至現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus-DP上。松馳熱定型機(jī)鏈板為交流異步電機(jī)加機(jī)械式PIV傳動(dòng)，不參與同步控制，打包機(jī)系單獨(dú)的、間歇工作、油壓傳動(dòng)也不參與同步控制。集束架無(wú)主傳動(dòng)，但有44個(gè)光電開關(guān)和44個(gè)行程開關(guān)，主要用于檢測(cè)絲束是否打結(jié)和空捅報(bào)警：為減少機(jī)上連線，采用分布式I/O(ET200)，作為一個(gè)從站接至總線上。PLCTCPLCTCPROF1BUS-DPZPROF1BUS-DPZDC-BUSDC-BUSBBBBBB圖2-13錦綸短纖維后處理聯(lián)合機(jī)總線控制系統(tǒng)原理框圖現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的主站為可編程控制器（PLC），逆變器（LV1——LV7），變頻器（V1、V2、V3）均作為從站，通過(guò)通訊板（CBP）掛到總線上，分布式I/O也作為從站直接掛到總線上。7臺(tái)逆變器由整流單元（Z）通過(guò)直流母線（DC-BUS）供電。浸油槽、水浴牽伸槽、蒸汽牽伸槽、蒸汽預(yù)熱箱以及松馳定型機(jī)均設(shè)有溫度控制表（W1、W2……W11）共11臺(tái)溫控表通過(guò)通訊模塊（TC）進(jìn)行通訊。2.7長(zhǎng)絲紡絲設(shè)備中的卷繞頭適用于長(zhǎng)絲紡絲生產(chǎn)，有規(guī)律地將絲束卷繞成一定形狀和容量的筒子，以供下道工序用。長(zhǎng)絲紡絲設(shè)備與短纖維紡絲設(shè)備的傳動(dòng)和控制基本相同，主要差別在絲的卷繞方式不同，卷繞頭是長(zhǎng)絲紡絲中的關(guān)鍵部件之一，卷繞軸的傳動(dòng)有磨擦式和錠軸式兩種。高速紡絲一般均采用錠軸傳動(dòng)，錠軸式傳動(dòng)是由同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)筒管軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在運(yùn)行中隨著卷繞直徑的逐步增大，筒管的轉(zhuǎn)速越來(lái)越慢，以保證其表面速度恒定，張力一致。2.7.1卷繞軸的轉(zhuǎn)卷速度分為3檔：1500m/min2500m/min～4000m6000m/minUDY（Undrawnyarn的簡(jiǎn)稱）絲屬未拉伸絲，主要用作切斷成短纖維用。POY（PreorientedYarn的簡(jiǎn)稱）絲屬預(yù)取向絲。FDY（FullyDrawnYarn的簡(jiǎn)稱）絲屬全拉伸絲。2.7.2每一卷繞軸由單獨(dú)的同步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。雙軸式卷繞頭，兩根軸的軸心線可繞其轉(zhuǎn)盤的中心點(diǎn)回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換筒，使兩根軸可交互進(jìn)行卷繞。為實(shí)現(xiàn)恒線速卷繞，同步電機(jī)變頻調(diào)速采用線速度閉環(huán)控制。為了滿足紗線卷繞成型好無(wú)疊線和塌邊等的要求，紡絲卷繞頭由摩擦輥、槽筒橫動(dòng)裝置和筒管夾頭等組成，而槽筒橫動(dòng)裝置電機(jī)調(diào)速必須按圖2-14所示的三角波規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)，該圖是以變頻器輸出頻率進(jìn)行標(biāo)注的，此種調(diào)速規(guī)律通常是由擺頻發(fā)生器控制變頻器輸出頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。FJ1F10T1TJ1T2TJ2T3TFF2FJ1F10T1TJ1T2TJ2T3TFF2FJ2圖2-14卷線頭橫動(dòng)裝置三角波調(diào)速曲線圖圖中：F1—三角波下限頻率(T2—T1)—三角波下降時(shí)間F2—三角波上限頻率(T3—T2)—三角波上升時(shí)間(F2—FJ2)或者（FJ1-F1）—跳躍頻率T1—起動(dòng)升速時(shí)間，指變頻器從0Hz起動(dòng)加速到上限頻率所用的時(shí)間(T3—T1)—橫動(dòng)周期(TJ1—T1)或者（TJ2—T2）—跳躍時(shí)間由圖可見(jiàn)，當(dāng)變頻器驅(qū)動(dòng)橫動(dòng)電機(jī)達(dá)到上限頻率或下限頻率時(shí)，頻率應(yīng)突變，下降為（F2—FJ2）或上升為（FJ1—F1），突變頻率（F2—FJ2）或（FJ1—F1）幅值一般為基本頻率F1的1%左右，突變頻率的時(shí)間，理論上要求是0，但實(shí)際上，由于橫動(dòng)裝置和電機(jī)有慣性，使得電機(jī)速度不可能突變而有一過(guò)渡時(shí)間（FJ1—F1）或（TJ2—T2），該過(guò)渡時(shí)間通常在0.1s以上。高速紡卷繞頭橫動(dòng)裝置三角波調(diào)速的參數(shù)數(shù)值：上限頻率為206Hz，下限頻率為194Hz；跳躍頻率為2Hz，上升時(shí)間為3s；下降時(shí)間為3s，跳躍時(shí)間為0.1s。2.8高速?gòu)椓z機(jī)適用于聚脂預(yù)取向絲（POY絲）進(jìn)行牽伸假捻變形后成為彈力絲（DTY絲）2.8.加工絲纖度50～220dtex；總錠數(shù)216錠；卷繞速度100～900m/min速度精度0.5%；橫動(dòng)裝置0～360周期數(shù)/分，速度精度0.5%，橫動(dòng)輥速度應(yīng)與卷繞輥保持一定比例且按三角波運(yùn)動(dòng)，三角波幅度0～5%；磨擦盤速度0～1750m/min，速度精度0.5%；溫度范圍150～250℃；控溫精度1.0℃，測(cè)溫精度巡回檢測(cè)溫度點(diǎn)數(shù)，27點(diǎn)，自動(dòng)巡回檢測(cè)或定點(diǎn)檢測(cè)，點(diǎn)溫度顯示時(shí)間2～40s，可調(diào)。2.8.2上喂入輥7.5kW永磁同步電機(jī) 中喂入輥7.5kW永磁同步電機(jī) 下喂入輥7.5kW永磁同步電機(jī)卷繞輥11kW永磁同步電機(jī)橫動(dòng)輥11kW交流異步變頻電機(jī)磨擦盤龍帶輥2臺(tái)22kW交流異步變頻電機(jī)，磨擦盤與中喂入輥線速度之比為1.5～2.5。2.8.3上、中、下喂入輥和卷繞輥共4臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速，開環(huán)控制便可獲得高調(diào)速精度。橫動(dòng)輥和磨擦盤（假捻器）龍帶輥共3臺(tái)異步電機(jī)采用共直流電源供電的變頻調(diào)速，采用速度閉環(huán)控制，全機(jī)為PLC加觸摸屏控制如圖2-15。RS485TPRS485TP0-10VPLC0-10VPLCDC-BUSDC-BUSM~M~M~M~M~M~M~M~M~M~M~M~M~下喂入輥中喂入輥上喂入輥卷繞輥上油機(jī)橫動(dòng)裝置B下喂入輥中喂入輥上喂入輥卷繞輥上油機(jī)橫動(dòng)裝置B龍帶龍帶磨擦盤圖2—15高速?gòu)椓z機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖PLC在本系統(tǒng)中的主要功能有：（1）控制7臺(tái)電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）輸出0～10V電壓信號(hào)控制橫動(dòng)輥的三角波擾動(dòng)變速；（3）通過(guò)通訊口與觸摸屏連接，共同完成全機(jī)各輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，橫動(dòng)輥與卷繞輥，磨擦盤與中喂入輥等的線速度比值以及擾動(dòng)三角波的參數(shù)調(diào)整等生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定，修改和顯示。觸摸屏還對(duì)彈力絲機(jī)各部分的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并顯示逆變器的頻率，電流等參數(shù)。溫度的檢測(cè)與控制采用微機(jī)多點(diǎn)溫度巡檢巡控裝置，全機(jī)共分26個(gè)單元，2個(gè)加熱區(qū)。各點(diǎn)的鉑電阻測(cè)溫電橋信號(hào)先后由模擬開關(guān)電路送入數(shù)據(jù)放大器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，再經(jīng)軟件處理后，以巡回方式顯示各點(diǎn)溫度，根據(jù)PD調(diào)節(jié)器的計(jì)算結(jié)果，發(fā)出控制信號(hào)，控制加熱電源的通斷來(lái)控制各點(diǎn)溫度，如溫度越限，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2.9彈力絲機(jī)適用于將50～330dtex的聚脂絲加工成具有中、低彈性能的彈力絲或花色彈力絲。2.9.1假捻方式：采用疊盤磨擦式假捻器；錠數(shù)：24錠/節(jié)，共9節(jié)，共216錠；機(jī)械速度：最高680m/min電氣傳動(dòng)：A側(cè)和B側(cè)的Ⅰ羅拉、Ⅱ羅拉、Ⅲ羅拉以及卷繞，磨擦輥和導(dǎo)絲往復(fù)機(jī)構(gòu)分別為異步電機(jī)傳動(dòng)，傳動(dòng)總?cè)萘繛?6.72kW，變頻調(diào)速；溫度控制：熱箱加熱總功率86.1kW；溫度范圍120℃～250溫控精度±1℃～22.9.2（1）變頻調(diào)速為通用變頻器卷繞機(jī)構(gòu)為槽筒（2）溫度控制各點(diǎn)鉑電阻測(cè)溫橋信號(hào)先后由模擬多路開關(guān)電路送入數(shù)據(jù)放大器，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集和處理，再經(jīng)軟件處理后，以巡回方式顯示各點(diǎn)溫度。根據(jù)數(shù)字PD（比例微分）調(diào)節(jié)器的計(jì)算結(jié)果，控制各點(diǎn)2.10簾子線直捻機(jī)適用于將兩股未加捻的長(zhǎng)絲直接并合，加捻成簾子線并卷繞成平行筒子，供后續(xù)織機(jī)使用。2.10.1錠數(shù)：134錠;錠速：4000～8500r/min;卷繞速度：8～40m/min;自停保護(hù)：車門打開自停，紗線張力突變自停。2.10.2（1）錠子采用單錠傳動(dòng)，全機(jī)134臺(tái)錠子電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)電機(jī)0.57kW；采用變頻器統(tǒng)一供電，變頻調(diào)速，可單錠啟停。（2）卷繞為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)有速度檢測(cè)，與錠子電機(jī)相耦合、保證兩者速比恒定。（3）卷繞防疊裝置：橫動(dòng)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、帶動(dòng)導(dǎo)絲器往復(fù)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)按不等邊三角形運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到卷繞防疊效果。2.10.3控制系統(tǒng)全機(jī)采用PLC控制，PLC與觸摸屏TP組成MPI網(wǎng)，用以設(shè)定，實(shí)時(shí)監(jiān)控并顯示單錠紗線長(zhǎng)度，紗線張力、捻度、卷繞交叉角以及單錠錠速，電機(jī)電流等生產(chǎn)工藝參數(shù)。PLCPLCTPUSK1SK22MMMK1K2K134圖2-16直捻機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖圖中：SK1——卷繞防疊伺服或步進(jìn)電機(jī)控制器SK2——卷取伺服控制器M~——M~K1～K134——錠子電動(dòng)機(jī)啟停開關(guān)共134個(gè)U——錠子電動(dòng)機(jī)調(diào)速變頻器TP——觸摸屏PLC——可編程控制器第3章變頻器在棉紡機(jī)械中的應(yīng)用3.1開清棉和開清梳棉聯(lián)合機(jī)開清棉，開清梳棉機(jī)械包括抓棉機(jī)、混棉機(jī)、開棉機(jī)、清棉機(jī)、凝棉器、配棉箱、輸棉風(fēng)機(jī)、清梳聯(lián)喂棉箱及梳棉機(jī)等。主要用于將含有各種雜質(zhì)和疵點(diǎn)的緊壓包裝的棉包或化纖包，進(jìn)行開松、混和、除雜和梳理后，紡制出優(yōu)良品質(zhì)的棉條。開清棉和開清梳機(jī)的區(qū)別在于:開清棉機(jī)再加清梳聯(lián)喂棉箱和梳棉機(jī)即組成開清梳棉機(jī)。3.1.1間歇下降的抓棉打手隨著轉(zhuǎn)塔和小車作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)棉包按順序抓取的棉塊經(jīng)輸棉管道被氣流送至下道加工工序。（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量： 1000kg/h 1500kg/抓棉打手轉(zhuǎn)速： 1250r/nim行走小車速度：6～13m/min（2）傳動(dòng)和控制抓棉打手為交流異步電機(jī)傳動(dòng)，不變速，行走小車為交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。X、Y方向用脈沖計(jì)數(shù)確定小車行車的距離。采用PLC控制行走小車的運(yùn)動(dòng)，設(shè)有觸摸實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，故障自動(dòng)顯示，且操作方便。3.1.2適用于原棉及原棉與合成纖維的混和（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量：800/1000kg/h開棉打手轉(zhuǎn)速：760r/min給棉羅拉轉(zhuǎn)速：0.05～0.83r/min（2）電氣傳動(dòng)及控制混棉簾、輸棉簾、開棉開手及給棉羅拉均為交流異步電機(jī)傳動(dòng)，其中給棉羅拉為交流變頻調(diào)速，給棉速度與清棉機(jī)給棉速度同步。該機(jī)采用PLC控制，主要功能是邏輯控制。另設(shè)有光電裝置，檢測(cè)棉位高度，棉位高度超過(guò)限度將報(bào)警。3.1.3適用于各種等級(jí)的原棉的處理，是一種預(yù)清棉設(shè)備（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量： 1000、1200kg/h開棉輥筒轉(zhuǎn)速：480～960r/min排雜打手轉(zhuǎn)速：16r/min（2）電氣傳動(dòng)開棉輥筒為11kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速排雜打手電機(jī)為0.37kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)塵棒位置（座格）采用步進(jìn)電機(jī)（96W）調(diào)節(jié)（3）控制系統(tǒng)采用PLC控制，設(shè)有人機(jī)界面方便操作和顯示。開棉輥筒轉(zhuǎn)速、塵格角度、排雜間隔和排雜時(shí)間，通過(guò)人機(jī)界面面板上的4個(gè)功能鍵完成開棉機(jī)的全部操作，并顯示各種報(bào)警信息和操作步驟提示。開棉強(qiáng)率分成1～10檔，通過(guò)PLC的程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成開棉輥筒的轉(zhuǎn)速（480～960r/min，每檔轉(zhuǎn)速差約48r/min），即控制開棉輥筒變頻器的輸出頻率。開棉輥筒的速度由人機(jī)界面（TD200）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)實(shí)際速度低于指令速度的85%時(shí)，向控制臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并停機(jī)。塵格距離的設(shè)定可分為若干檔如1～7檔，每檔間隔5o，對(duì)應(yīng)塵隔角度調(diào)節(jié)范圍為15-40o。塵棒位置的調(diào)節(jié)采用PLC觸發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換成直線位移，改變?cè)O(shè)定的當(dāng)量和發(fā)送的脈沖數(shù)量便可改變塵棒調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)速度和調(diào)節(jié)范圍，因該調(diào)節(jié)要求不高，調(diào)節(jié)頻率也較低，故采用開環(huán)控制。如用戶需要PLC可選用S7-200（CPU226）和通訊模塊（EM227），將該系統(tǒng)掛到現(xiàn)場(chǎng)總線（Profibus-DP）上，實(shí)際數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳送到中央控制室的主控計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。3.1.4鋸齒輥筒開棉機(jī)適用于將各種等級(jí)的原棉，對(duì)經(jīng)過(guò)初步開松、混合、除雜的延棉作進(jìn)一步的開松、除雜。（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量400kg開棉打手轉(zhuǎn)速700、800、900r/min給棉羅拉轉(zhuǎn)速0～40r/min（2）電氣傳動(dòng)開棉打手和給棉羅拉均為交流異步電機(jī)傳動(dòng)。其中給棉羅拉為交流變頻調(diào)速，根據(jù)清梳聯(lián)喂棉箱的需要自動(dòng)調(diào)整以達(dá)到連續(xù)喂棉的目的。精開棉機(jī)適用于加工高含雜率的棉、廢棉和軋棉機(jī)落棉的開松、除雜，也可用于氣流紡或噴氣紡。（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量：最高600kg轉(zhuǎn)速范圍：1020～1530r/mim（進(jìn)口） 1490～2235r/mim（中間）2225～3335r/mim（出口）（2）傳動(dòng)和控制：開松輥，給棉羅拉和除雜輥均為交流異步電機(jī)傳動(dòng)（裝機(jī)功率10kW）變頻調(diào)速。設(shè)有光柵撿測(cè)給棉箱內(nèi)棉位高低，通過(guò)微處理器可調(diào)節(jié)塵籠凝棉器（通過(guò)氣流）送入的原料。除雜強(qiáng)度可調(diào)整除雜輥速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.1.5是清棉機(jī)和梳棉機(jī)之間的聯(lián)結(jié)設(shè)備，經(jīng)清花工序處理后的原料由輸棉管道進(jìn)入本機(jī)，制成均勻延棉喂入梳棉機(jī),實(shí)現(xiàn)清花、梳理連續(xù)化生產(chǎn)。（1）主要技術(shù)特征單臺(tái)產(chǎn)量：35～100kg下棉箱壓力波動(dòng)：300pa±20pa喂棉羅拉轉(zhuǎn)速：0～2r/min開松打手：784r/min（2）傳動(dòng)和控制喂棉羅拉和開松打手均為交流異步電機(jī)傳動(dòng)，其中喂棉羅拉電機(jī)0.37kW交流異步電機(jī)，變頻調(diào)速。在配棉總管中，設(shè)有壓力傳感器，根據(jù)壓力大小來(lái)控制上棉箱給棉羅拉電機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)棉纖維的喂入量，來(lái)保證清梳聯(lián)喂箱上棉箱壓力穩(wěn)定和棉花密度的均勻。3.1.6適用于纖維長(zhǎng)度為22～76mm的純棉、化纖及其它混紡纖維的梳理。（1）主要技術(shù)特征產(chǎn)量：40～100kg/h出條速度：300m/min刺輥速度：807～1210r/min道夫速度：9～90r/min（道夫直徑Φ706mm錫林速度：400～600r/min蓋板速度：98～370mm/min（2）電氣傳動(dòng)錫林為5.5kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速;道夫?yàn)?.2kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速;蓋板花清潔輥為0.37kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速;給棉羅拉為0.75kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速;圈條器為1.4kW伺服電機(jī)傳動(dòng)。（3）控制系統(tǒng)全機(jī)采用PLC控制，PLC主要控制功能為：控制道夫和給棉羅拉（刺輥）傳動(dòng)電機(jī)的速度和比例跟蹤運(yùn)轉(zhuǎn)；控制圈條器伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)并確保其與道夫同步運(yùn)轉(zhuǎn)；控制滿筒后自動(dòng)換筒，換筒過(guò)程如下，當(dāng)計(jì)長(zhǎng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC控制車速降低，并發(fā)出換筒信號(hào)，電磁閥控制機(jī)械機(jī)構(gòu)切斷棉條并夾住上端棉條，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)棉條筒底盤，把空筒放在棉條筒固定位置，并把滿筒推出，夾住棉條機(jī)構(gòu)放開棉條，升速至正常生產(chǎn)速度，換筒結(jié)束。機(jī)上設(shè)有觸摸屏設(shè)定并顯示出條速度、牽伸比、棉條重量、CV值，棉箱壓力等工藝參數(shù)，滿筒和出現(xiàn)各種故障時(shí)報(bào)警。本機(jī)配備有長(zhǎng)、短片段混合環(huán)自調(diào)勻整裝置，如圖3-1。M1~TPPLCV1M1~TPPLCV1M2~V2M2~V2M3~S1M3~S1S2S3S4V3M4~VM4~V4MSKMSK圖3-1梳棉機(jī)控制及混合環(huán)自調(diào)勻整裝置原理框圖。圖中：PLC—可編程控制器TP—觸摸屏V1-4—分別為給棉羅拉、道夫、錫林、蓋板清潔輥?zhàn)冾l器M~1-4—M~S1—給棉棉層厚度傳感器S2—給棉羅拉速度傳感器S3—出條羅拉速度傳感器S4—出條棉條重量傳感器SK—伺服電機(jī)控制器通過(guò)檢測(cè)喂入棉層厚度和輸出棉條重量經(jīng)數(shù)據(jù)計(jì)算處理后控制給棉羅拉轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)棉條的勻整，改善條干均勻度，棉條重量?jī)?nèi)不勻可達(dá)1.8%左右。3.1.7清梳聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)清梳聯(lián)合機(jī)可采用PLC加觸摸屏進(jìn)行集中控制，要求聯(lián)合機(jī)中單元機(jī)如抓棉機(jī)、混棉機(jī)、開棉機(jī)、喂棉箱、梳棉機(jī)和輔機(jī)（如風(fēng)機(jī)等）應(yīng)采用單獨(dú)電機(jī)傳動(dòng)、變頻調(diào)速、梳棉機(jī)喂棉管道中采用連續(xù)喂棉裝置，以管道壓力變化來(lái)調(diào)節(jié)喂棉速度，隨著梳棉機(jī)開臺(tái)數(shù)的變化，清棉機(jī)或喂棉箱的給棉電機(jī)速度能及時(shí)同步調(diào)整，以達(dá)到比較精確地連續(xù)喂棉的目的。條圈器條圈器清潔輥錫林道夫PLCTP1PLC2PLC3PLC4PLC5PLC2TPV1V2V3V4V5V6V7V8SKV9抓棉機(jī)多倉(cāng)混棉機(jī)單軸流開棉機(jī)清梳聯(lián)喂棉箱給棉機(jī)RS485IPC圖3-2清梳聯(lián)控制系統(tǒng)原理示意框圖PLC作為主控機(jī)，通過(guò)RS485通訊口與觸摸屏通訊，與各單元機(jī)相連，控制各單元機(jī)的順序啟動(dòng)和停止；各單元機(jī)風(fēng)機(jī)的順序啟動(dòng)；延時(shí)控制各打手的啟、停。各單元機(jī)有關(guān)電氣連鎖控制，并對(duì)各機(jī)臺(tái)的工藝參數(shù)機(jī)械運(yùn)行狀況，變頻器和傳動(dòng)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，觸摸屏設(shè)定和顯示工藝參數(shù)和其它有關(guān)參數(shù)，顯示當(dāng)前機(jī)臺(tái)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和故障信息等。圖3-2中，每種機(jī)臺(tái)僅繪出一臺(tái)，實(shí)際使用時(shí)為多臺(tái)數(shù)量不等，整條清梳聯(lián)機(jī)臺(tái)多，且分散，擬采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)管控一體化。3.2并條機(jī)并條機(jī)是將若干條梳棉條進(jìn)行并合、牽伸、集合為一根棉條中的機(jī)器。適用于棉、化纖及其混紡纖維，將梳棉的生條經(jīng)并合牽伸紡綿制熟條。3.2.1主要技術(shù)特征并合根數(shù)6～8輸出速度150～600或700m/min3.2.2電氣傳動(dòng)主電機(jī)為5.5kW或7.5kW交流異步電機(jī)，變頻調(diào)速或選用雙繞組，雙速電機(jī)傳動(dòng)、低速起動(dòng)、延時(shí)切換至高速運(yùn)行，采用電容制動(dòng)。換筒電機(jī)為0.25kW或0.55kW交流異步電機(jī)吸塵電機(jī)為1.1kW交流異步電機(jī)3.2.3控制系統(tǒng)采用PLC控制，人機(jī)界面顯示和操作PLC主要功能為邏輯控制，自動(dòng)換筒程序、斷條監(jiān)測(cè)、計(jì)長(zhǎng)、故障診斷、報(bào)警等。人機(jī)界面功能為速度設(shè)定，顯示工藝流程、產(chǎn)量、工藝狀態(tài)、出條長(zhǎng)度等工藝參數(shù)。3.2.4自調(diào)勻整裝置自調(diào)勻整裝置是在一定范圍內(nèi)，自動(dòng)調(diào)整棉條均勻度，使輸出棉條的重量偏差達(dá)到工藝要求的裝置，由檢測(cè)控制和執(zhí)行三部分組成。自調(diào)勻整裝置有閉環(huán)式，開環(huán)式和混合環(huán)式三種，開環(huán)式和混合環(huán)式應(yīng)用較多。開環(huán)式檢測(cè)類在喂入端，調(diào)整點(diǎn)在后，例如，利用凹凸羅拉組成鉗口，檢測(cè)喂入棉條線密度（不勻度）和棉條粗細(xì)變化引起凹凸羅拉移量變化，通過(guò)光電編碼器等位移傳感器將位移變?yōu)殡娦盘?hào)，送PLC與設(shè)定值進(jìn)行比較后控制伺服電機(jī)，調(diào)節(jié)后區(qū)羅拉之間的傳動(dòng)比即調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)，達(dá)到輸出棉條線密度均勻，輸出端還可設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)喇叭口，在線檢測(cè)勻整的結(jié)果，差超出設(shè)定值的極限值，可自動(dòng)報(bào)警或停機(jī)?；旌檄h(huán)式混合環(huán)是開環(huán)、閉環(huán)的結(jié)合，檢測(cè)點(diǎn)在喂入端，輸出端調(diào)整點(diǎn)在喂入端和輸出端之間，此法勻整性能好，可控制長(zhǎng)、短片段的不勻。3.3懸錠粗紗機(jī)適用于普梳和精梳和精梳棉型纖維、化學(xué)纖維及其他混紡纖維，將并條后的熟條加工成不同支數(shù)和捻度的精紗，供細(xì)紗機(jī)紡制細(xì)紗。3.3.1主要技術(shù)特征錠翼速度1500～1800r/min（最高）錠數(shù)132、120、108自停斷紗自停，斷條自停和安全操作自停（光電式）3.3.2電氣傳動(dòng)高速懸錠粗紗機(jī)取消了傳動(dòng)粗紗機(jī)中的錐輪（俗稱鐵炮）成形機(jī)構(gòu)、差動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和換向機(jī)構(gòu)等還取消了捻度、升降、卷繞、張力、成形角度等變換齒輪，而采用4臺(tái)電機(jī)分別傳動(dòng)牽伸羅拉（產(chǎn)生牽扯伸倍數(shù)），錠翼（使粗紗繞卷到紗管上），筒管（使粗紗產(chǎn)生捻度）和龍筋升降（完成卷繞形狀）。羅拉錠翼筒管和龍筋升降分別為4～5.5kW，4～5.5kW，5.5kW和0.55kW交流異步電機(jī)傳動(dòng)，變頻調(diào)速。3.3.3控制系統(tǒng)全機(jī)采用觸摸屏加PLC控制或工控機(jī)加PLC控制，通過(guò)RS-485和變頻器進(jìn)行串行通訊，控制4臺(tái)電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖3-3。PLCPLCTPGSV1V2V3V4RS485RS485圖3-3，粗紗機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖PLC按多個(gè)數(shù)學(xué)模型或根據(jù)實(shí)測(cè)粗紗張力控制4臺(tái)主傳動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行速度實(shí)現(xiàn)恒張力紡紗慢速啟動(dòng)升降速。觸摸屏可設(shè)定和顯示各傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速，速度比例關(guān)系牽伸倍數(shù)、捻度、粗紗錠量、單錠時(shí)產(chǎn)量，一落紗PLC在粗紗機(jī)上的功能除上述外，還有計(jì)數(shù)、定長(zhǎng)（GS）功能，邏輯功能等。最新推出的高速懸錠粗紗機(jī)取消了牽伸變換齒輪，而采用7臺(tái)電機(jī)分別傳動(dòng)，前、中、后羅拉、錠翼、筒管、龍筋、導(dǎo)條輥和清潔器軸。3.4環(huán)錠細(xì)紗機(jī)細(xì)砂機(jī)是將喂入的粗紗經(jīng)牽伸，加捻紡成細(xì)紗適用于純棉、化纖的純紡或混紡的細(xì)紗工序，可紡制織造，針織等所用細(xì)紗。3.4.1主要技術(shù)特征錠數(shù)384～1008錠牽伸倍數(shù)10～60錠速12500～25000r/min3.4.2電氣傳動(dòng)錠子、牽伸羅拉、加捻卷繞，卷繞成形等由1臺(tái)交流異步電機(jī)(18.5kW—45kW)集體傳動(dòng)。老式的為雙速電機(jī)，低速啟動(dòng)，高速動(dòng)行。九十年代后一般均改為交流變頻調(diào)速。吹吸風(fēng)電機(jī)2.2kW交流異步電機(jī)，吸落棉行走小車傳動(dòng)150～180W，吸風(fēng)370W，單相交流電機(jī)。3.4.3控制系統(tǒng)細(xì)紗機(jī)一般采用PLC控制，變頻調(diào)速，為提高紡紗速度，減少斷（紗）頭率，保證紡紗質(zhì)量，細(xì)紗機(jī)錠子速度采用分段變速，例如：一落紗從起動(dòng)→分段升速→穩(wěn)速→分段降速→停止，一般分為8～10段速度運(yùn)行、升速為4～6段、降速為3～5段，如圖3-4。00R0R1R2R3RR5R6R7R8小紗段中紗段大紗段3-4：細(xì)紗機(jī)多段紡紗曲線圖紡紗長(zhǎng)度與錠子轉(zhuǎn)速的關(guān)系參見(jiàn)表3-1：表3-1紡紗長(zhǎng)度與錠子轉(zhuǎn)速的關(guān)系紡紗長(zhǎng)度L(m)LOL1=(L0+0.025L)L2=(L0+0.08L)L3=(L0+0.02L)L4=(L0+0.33L)錠子轉(zhuǎn)速R(r/min)ROR1R2R3R4=R5L5=(L0+0.8L)L6=(L0+0.86L)L7=(L0+0.92L)R6R7R8由紡紗曲線可見(jiàn)在小紗段錠子速度是均速增加的，在大紗段，錠子速度是勻速降低的，小紗段不宜長(zhǎng)，小紗段紡紗長(zhǎng)度為一落紗總長(zhǎng)度的20%以內(nèi)，大紗段不宜太長(zhǎng)，為一落紗總長(zhǎng)的10%以內(nèi)。全機(jī)由PLC控制，PLC具有數(shù)據(jù)處理和邏輯控制兩大功能，細(xì)紗主軸前，后羅拉速度由速度傳感器S1，S2，S3檢測(cè)，其數(shù)值送PLC進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算和處理后，得出牽伸倍數(shù)和捻度等紡紗工藝參數(shù)，并按預(yù)先設(shè)定的紡紗曲線調(diào)整主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速，其羅輯功能主要有全機(jī)滿管自停，鋼領(lǐng)板下降，全機(jī)開，鋼領(lǐng)板上升等動(dòng)作的完成。本系統(tǒng)可設(shè)置文本操作面板（TD200），用以預(yù)先設(shè)置多組可達(dá)到紡紗品種工藝參數(shù)（前羅拉速度，錠速，捻度，定長(zhǎng)和班產(chǎn)等）錠子紡紗曲線，并通過(guò)RS-485通訊口與PLC通訊如圖3-5。AKAKPLCTDU1S1S2S2CTS1TS2TS3主軸前羅拉后羅拉吸風(fēng)電機(jī)啟停主軸制動(dòng)定位打撐爪RS485RS485M~圖3-5細(xì)紗機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖圖中：和V1—主軸電機(jī)和變頻器TS1～3—電磁鐵S1～3—速度傳感器（接近開關(guān)）PLC—可編程控制器TD—文本操作