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控制系統(tǒng)

施耐德產(chǎn)品在轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2025China.cn   2011年08月08日

 引言
  轉(zhuǎn)杯紡紗是一種新型紡紗技術(shù),是將并條加工的熟條開松成單纖維,由氣流輸送到高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)杯(高達15萬轉(zhuǎn)/分)內(nèi)進行凝聚和加捻成紗,最后紗線繞在紡紗器外的紗筒上,制成圓柱形或圓錐形紗筒。

 

 

  與傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗相比,轉(zhuǎn)杯紡紗具有工序短(省略了粗紗與絡(luò)筒工序)、產(chǎn)量高(3~8倍)、大卷裝等特點,同時使用原料范圍廣,紗線質(zhì)量優(yōu)于環(huán)錠紗、紡紗成本也可降低,總體趨勢是向著高速、大卷裝、智能化、高自動化和低捻(針織紗)等方面發(fā)展。目前,我國的轉(zhuǎn)杯紡只占環(huán)錠紡的2%,較世界水平(歐洲為25%)還有較大的差距;技術(shù)方面,局限于粗支紗的加工,無法紡較細的紗支,因此,轉(zhuǎn)杯紡在我國有較大的發(fā)展空間。
轉(zhuǎn)杯紡紗機的控制系統(tǒng)主要包括三個方面的控制:首先是每個轉(zhuǎn)杯的控制,需要實現(xiàn)斷紗檢測和半自動接頭功能;其次,為保證起動和停機時不斷紗,紡杯速度、引紗電機與喂棉電機之間的動作必須協(xié)調(diào)同步,同時要求較高的速度精度和動態(tài)響應(yīng);第三,需要實現(xiàn)主控制器與分控制器之間的總線連接和通訊,以及用于操作和監(jiān)控的人機界面。

1. 控制系統(tǒng)方案
  轉(zhuǎn)杯紡紗機的控制系統(tǒng)采用了施耐德電氣公司根據(jù)客戶要求量身定作的轉(zhuǎn)杯專用控制器,實現(xiàn)每個紗錠的斷紗檢測和半自動接頭功能,傳動系統(tǒng)采用帶閉環(huán)磁通反饋功能的ATV58F或ATV58變頻器(加VW3A58202編碼器反饋卡),主控制器采用Twido PLC或Micro PLC,通過通訊擴展口實現(xiàn)與專用控制器的Modbus總線通訊,通過模擬量輸出ATV58F或ATV58變頻器實現(xiàn)調(diào)速和同步控制,同時配Magelis XBT- G 10.4” 彩色STN觸摸屏(XBT-G5230)或TSX08 HMI文本圖形顯示器進行操作和系統(tǒng)監(jiān)控。

  此外,通過將主軸喂紗電機使用Twin Line系列伺服系統(tǒng),變換喂紗速度(速度在高速和低速間頻繁切換),實現(xiàn)紗線粗細的有規(guī)則變化或無規(guī)則的變化,可以紡制出竹節(jié)紗等特種紗線。

 

2. 控制系統(tǒng)簡介
  Twido PLC是施耐德電氣公司推出的結(jié)構(gòu)緊湊、配置靈活、功能豐富的小型PLC系列產(chǎn)品,有模塊化和一體化兩種CPU本體、以及多種離散量、模擬量I/O模塊供用戶選擇配置,最多可擴展7個I/O模塊,最大I/O點數(shù)可達264點;同時具有4路高速計數(shù)、2路脈沖輸出和2路RS485通訊口;程序容量可達3000步(通過存儲器擴展插件可擴展至6000步)。Twido PLC采用基于Windows的TwidoSoft編程軟件,提供包括浮點數(shù)運算、PID指令等豐富的指令集和方便系統(tǒng)調(diào)試的應(yīng)用程序瀏覽器,可以實現(xiàn)硬件配置、可逆的梯形圖和指令列表編程,具有完全的符號化編程以及 ASCII碼導入/導出等功能,為客戶提供簡單、靈活、可靠的解決方案。

  轉(zhuǎn)杯專用控制器施耐德電氣公司根據(jù)客戶對轉(zhuǎn)杯紡紗機應(yīng)用的各項功能要求,通過施耐德上海研發(fā)中心高水平的技術(shù)開發(fā)力量和施耐德無錫電子工廠可靠的制造加工能力,為客戶量身定作的專用控制器。轉(zhuǎn)杯專用控制器基于Twido PLC的軟、硬件平臺,不僅具有與Twido PLC相同的功能和編程軟件開發(fā)環(huán)境,而且根據(jù)客戶的實際需求,設(shè)計了恰當數(shù)量的I/O點(每個控制器控制16個或12個轉(zhuǎn)杯)和相應(yīng)的輸入/輸出方式,并且內(nèi)置了轉(zhuǎn)杯紡紗半自動接頭等特殊指令;同時,控制器的安裝方式、接線方式、通訊方式等也通過專門設(shè)計以符合轉(zhuǎn)杯紡紗機的實際應(yīng)用和連接狀況,充分地滿足了客戶的對轉(zhuǎn)杯紡紗機控制的特定需求。

  ATV58系列變頻器是施耐德電氣公司推出的磁通矢量控制通用變頻器,功率范圍 0.37~75kW,輸出頻率最大到500Hz,具有低速大轉(zhuǎn)矩特性、150%的高制動力矩,以及低電網(wǎng)電壓運行 (大于60%正常電壓可運行) 等功能;額定速度下,調(diào)速精度開環(huán)為?1%,閉環(huán)為?0.1%(配測速發(fā)電機反饋卡)或?0.02%(配編碼器反饋卡)。ATV58變頻器內(nèi)置了EMC濾波器、進線電抗器、制動單元等,有效地降低了系統(tǒng)集成成本,提高了系統(tǒng)可靠性。此外,ATV58變頻器除內(nèi)置的Modbus通訊接口(即操作面板接口)外,通過通訊擴展卡,可以提供多種通訊網(wǎng)絡(luò)接口(包括工業(yè)以太網(wǎng)、 FIPIO、Modbus Plus、CANopen、Interbus-S、Profibus-DP、DeviceNet、AS-i、Uni- telway等)和相應(yīng)的通訊控制方式,極大地豐富了變頻器的應(yīng)用范圍,為傳動系統(tǒng)中常見的多電機同步控制、變頻器遠程操作和監(jiān)控、變頻器控制和狀態(tài)信息的雙向交換等復(fù)雜應(yīng)用提供了簡單、可靠、便捷的解決方案。

  TSX08 HMI系列產(chǎn)品是施耐德電氣公司面向中國市場推出的極具競爭力、功能豐富的中文文本圖形顯示器,有兩行文本圖形和四行文本圖形兩種型號,具有64K存儲容量,通過Modbus、JBus等通訊協(xié)議與PLC連接,通過面板上的8個功能鍵實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入等操作。采用 TSX08 HMI Configurator開發(fā)軟件,可以配置多達60個應(yīng)用、報警和幫助頁面,其中變量可以以字母、數(shù)字、位圖、棒圖、趨勢圖等豐富的形式表示,同時提供I/O交叉索引、HMI/PLC交互控制、以及模擬仿真運行等高級功能,可以很好地滿足客戶的需求。

  在轉(zhuǎn)杯紡紗機的控制系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)杯專用控制器安裝在各單元機臺內(nèi)部,在實現(xiàn)每個轉(zhuǎn)杯的斷紗檢測及半自動接頭等功能的同時,作為Modbus從站與主控制器Twido PLC或Micro PLC交換信息:轉(zhuǎn)杯控制的相關(guān)參數(shù)由人機界面輸入,通過主控制器送達轉(zhuǎn)杯專用控制器;轉(zhuǎn)杯的狀態(tài)信息通過主控制器輪詢后,在人機界面上顯示。引紗電機與喂棉電機之間的同步控制,由主控制器根據(jù)工藝參數(shù)和編碼器反饋信息,經(jīng)PID調(diào)節(jié)運算后,通過模擬量輸出控制。主控制器還執(zhí)行轉(zhuǎn)杯、風機、橫動及落筒等工藝控制。

 

(轉(zhuǎn)載)

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