摘 要>：以西門子SIMOTION D435控制系統(tǒng)為核心的九單元漿紗機(jī)伺服電控系統(tǒng)具有節(jié)能、可靠性高的特點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞>：漿紗機(jī)、SimotionD435、節(jié)能、可靠
一、項(xiàng)目介紹
江蘇某紡織有限公司是一家大型港資企業(yè)，其產(chǎn)品大部分通過其在香港的外貿(mào)公司銷往東南亞，美國及歐洲等國家與地區(qū)。因擴(kuò)大生產(chǎn)需要，該廠急需購進(jìn)一臺高檔漿紗機(jī)。在考察了多家中外紡織機(jī)械廠生產(chǎn)的漿紗機(jī)后，經(jīng)過綜合考慮，最后選擇了我司與江蘇某紡織機(jī)械有限公司合作開發(fā)的九單元漿紗機(jī)。這是繼我公司在多年設(shè)計(jì)配套七單元漿紗機(jī)電器的基礎(chǔ)上，又率先在國內(nèi)開發(fā)研制成功了九單元高檔漿紗機(jī)。
二、項(xiàng)目的簡要工藝
漿紗是紡織行業(yè)織布前一道非常重要的工序，漿紗的目的在于增強(qiáng)紗線的強(qiáng)度和韌性，減少毛羽，紗線上漿的好壞直接影響織造的效率，紗漿得好等于布織了一半，由此可見漿紗機(jī)在紡織上的重要性。以前的漿紗機(jī) 多采用邊軸傳動、控制精度差，卷繞部分無級變速器故障率高，經(jīng)紗上漿質(zhì)量難以提高。為了適應(yīng)對漿紗的高要求，各企業(yè)紛紛開發(fā)了七單元傳動的漿紗機(jī)。而漿紗機(jī)性能的好壞關(guān)鍵在于對自動控制系統(tǒng)的精度和速度響應(yīng)等要求較高，從紗線的退卷開始，漿槽浸漿、烘房烘干到卷繞成型，中間要經(jīng)過伸長控制、溫度控制、回潮控制、張力控制、計(jì)長控制、卷繞控制等多種高精度控制過程，使紗線變?yōu)榫哂兴枰倪m宜回潮率、伸長率、上漿率和卷繞張力的實(shí)用價(jià)值的經(jīng)紗。
三、控制系統(tǒng)構(gòu)成
這套九單元漿紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用全套德國西門子元器件，應(yīng)用以西門子SIMOTION D435系統(tǒng)為控制核心，再外掛CU320控制裝置一個(gè)，共直流母線技術(shù)，一個(gè)電源模塊帶4個(gè)電機(jī)模塊，主要的配置如下：
控制系統(tǒng)D435： 6AU1435-OAAO-OAA1 1臺
CU320控制裝置：6SL3040-OMA00-OAA1 1臺
人機(jī)界面： 6AV6542-0DA10-0AX0 1臺
ET200M： 6ES7153-2BA00-0XB0 2臺
電源模塊：6SL3130-7TE23-6AA1 1臺
電機(jī)模塊：6SL3120-1TE23-0AA1 1臺
6SL3120-2TE21-8AA0 3臺
6SL3120-2TE21-0AA0 1臺
制動模塊：6SL3100-1AE31-OAB0 1臺
電 機(jī)：1PH7163-2NB20-0BA0 1臺
1FT6086-1AF71-3AH1 4臺
1FT6084-1AF71-3AH1 2臺
1FT6082-1AF71-3AH1 2臺
這套系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見如下：
這套系統(tǒng)的監(jiān)視畫面見如下：
這臺設(shè)備的外貌：
四、控制系統(tǒng)完成的功能
經(jīng)軸退繞張力控制：采用當(dāng)今最先進(jìn)的AC300退繞系統(tǒng)，只需開車前先設(shè)定好經(jīng)紗長度、經(jīng)紗根數(shù)、經(jīng)紗支數(shù)、軸心直徑等參數(shù)后，開車過程中系統(tǒng)將會自動實(shí)時(shí)計(jì)算所需氣壓，真正保證退繞過程中張力的恒定。
車速和伸長率控制：利用西門子SINAMICS 伺服系統(tǒng)獨(dú)有的裝置間DRIVE-CLiQ同步數(shù)據(jù)傳送功能及SINAMICS D435內(nèi)外置的S120具有的速度－轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制系統(tǒng)，使伸長率控制精度達(dá)到0.01%，并且保證在升降速過程和穩(wěn)態(tài)過程中保持不變，減少紗線斷頭，保證上漿率和伸長率。
回潮控制：利用當(dāng)今世界最先進(jìn)的德國mahlo回潮儀，在線測量紗線的回潮率，由回潮檢測控制儀輸出控制信號和參考信號，SINAMICS D435自動控制全機(jī)車速在設(shè)定范圍內(nèi)升降，以達(dá)到控制回潮率的目的。
漿槽溫度控制：漿液溫度和烘房溫度的自動控制是獲得良好上漿及伸長率、回潮率的必要條件。SINAMICS D435獨(dú)立的PID控制，響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)性好，具有低速防過烘功能。
漿槽壓力控制：壓漿輥壓力隨著車速的變化按照預(yù)先定義的多段斜率曲線變化，滿足上漿率在不同速度下保持一致?？刂魄€可自由定義，適應(yīng)更多紗線品種。
卷繞控制：運(yùn)用西門子獨(dú)有的精確卷繞控制軟件（系統(tǒng)自動運(yùn)算材料的轉(zhuǎn)動慣量、摩擦力等），無需張力傳感器，能夠?qū)⒖椵S從φ100mm卷到φ1000mm。卷繞張力可以實(shí)現(xiàn)從0－500K gf曲線設(shè)定。
五、系統(tǒng)特色
1、采用西門子同步伺服電機(jī)，大扭矩，小功率，系統(tǒng)裝機(jī)功率不到40千瓦，而其它的電氣系統(tǒng)由于采用的是變頻電機(jī)，同樣的系統(tǒng)裝機(jī)功率需要75千瓦。
2、驅(qū)動系統(tǒng)采用直流母線連接技術(shù)和可逆變的IGBT技術(shù)，使得多臺同步運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)中處于發(fā)電狀態(tài)的電機(jī)產(chǎn)生的電能反饋到直流母線上供其它電機(jī)驅(qū)動，系統(tǒng)所需的能量最小化。實(shí)際生產(chǎn)中較其它電氣系統(tǒng)節(jié)能50%。
3、自然風(fēng)冷伺服電機(jī)配套原裝德國變速箱，原裝伺服電機(jī)專用動力電纜和編碼器電纜的應(yīng)用，系統(tǒng)的可靠性大幅度提高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
4、高性能價(jià)格比。性能最優(yōu)：采用西門子最新技術(shù)的SIMOTION D435伺服控制器和機(jī)床專用的高精度伺服電機(jī)，高響應(yīng)、高動態(tài)特性；價(jià)格最低：西門子是目前世界上最大的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商，產(chǎn)品性能先進(jìn)，產(chǎn)量大，紡織業(yè)只是應(yīng)用之一，將數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品應(yīng)用于紡織工業(yè)，是西門子的優(yōu)勢和強(qiáng)項(xiàng)，而其它中小公司研制的專用產(chǎn)品勢必在開發(fā)費(fèi)用、產(chǎn)量價(jià)格和性能水平上無法與西門子相匹敵。
5、采用漢化人機(jī)界面，適合中國用戶。人機(jī)界面博采世界多家紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家之精華，結(jié)合西門子專用軟件和中國特色，開發(fā)出適合中國用戶要求和習(xí)慣的低成本軟件方案，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和最佳效能。
六、與其它電氣系統(tǒng)的比較
跟其它電控系統(tǒng)相比，采用西門子的SINAMICS D435伺服系統(tǒng)的九單元電控系統(tǒng)具有節(jié)能、可靠性高、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、成紗質(zhì)量高、系統(tǒng)無故障運(yùn)行時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，最具優(yōu)勢的特點(diǎn)是節(jié)能和高運(yùn)行可靠性。在能源日益緊張的今天，節(jié)能已成為衡量一個(gè)設(shè)備技術(shù)先進(jìn)性的重要指標(biāo)；漿紗機(jī)是紡織準(zhǔn)備工序的重要設(shè)備，一臺機(jī)器后面都跟著幾十臺織機(jī)，因此漿紗機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的。
七、結(jié)束語
由于采用先進(jìn)技術(shù)，減少了功率損耗，使系統(tǒng)總功率減小，如卷繞電機(jī)采用西門子通用數(shù)字主軸電機(jī)，加上特種卷繞軟件，只需要9.5KW，而其他廠家用特種卷繞電機(jī)或變頻電機(jī)需要22KW，因此本套全伺服控制系統(tǒng)總價(jià)甚至比其它廠家的普通變頻系統(tǒng)還便宜，打破了以往伺服系統(tǒng)價(jià)格高昂的觀念。
