臺達變頻器在紡織加彈機上的應用
發(fā)布時間：2019-08-02 10:17:40來源：
臺達變頻器在紡織加彈機上的應用
1、引言加彈機的全稱叫假捻彈力絲機，是一種將POY絲等原絲加工成具有低彈和中彈性能的彈力絲的加工設備。在紡織機械的多功能彈力絲機上，拉伸變形是重要的加工環(huán)節(jié)之一。對絲條材料進行加熱和恒溫控制會直接影響絲條拉伸變形的質量。絲條溫度的恒定性和絲條之間的一致性，對絲條變形的強度，緊縮伸長率，卷曲和染色不勻等質量指標都有極大的影響。
2、加彈機簡介
加彈機的結構（圖1）一般設置成對稱的A側（左側）和B側（右側），在每一側分別安裝有上熱箱和下熱箱，每一只熱箱上安裝有加熱器和溫度傳感器，它們構成了加彈機的加熱和測量部分。加彈機的傳動系統(tǒng)一般采用多個變頻器分別控制各個傳動部件的速度，通過安裝于傳動部件上的測速傳感器（編碼器或者接近開關），實時測控各個變頻器的速度，以滿足拉伸和假捻的工藝要求，因此變頻器的閉環(huán)恒速控制至關重要。
本文介紹的加彈機案例由9臺或者11臺變頻器組成(2.2kw八臺，1.5kw兩臺，7.5kw/15kw一臺，分別控制左一羅拉，右一羅拉，左二羅拉，右二羅拉，左三羅拉，右三羅拉，左黑輥，右黑輥，左橫動機構，右橫動機構，龍帶)，其中2臺變頻器需要具備擾動功能（一種紡織傳動專用功能，也可以稱為三角波功能。），主要用于控制橫動機構；其余7臺由于對速度的穩(wěn)定性和精確性要求比較高，需要具備速度回饋功能，工程上為了節(jié)約成本，一般脈沖信號由外部接近開關來提供。
加彈機結構簡圖
3、電氣控制系統(tǒng)
加彈機電控系統(tǒng)簡圖
加彈機電控系統(tǒng)（圖2）由人機交互操作觸摸屏設置參數(shù)和監(jiān)控運行狀態(tài)。溫度控制器用于將熱箱的溫度穩(wěn)定在工藝設定的溫度值。測速反饋單元用于檢測各傳動部件的轉速反饋信號，使變頻器控制電機的速度恒定在客戶設定的傳動工藝值。
4、運動控制系統(tǒng)
4.1衡定速度控制
為了使假捻的絲線長度及捻度能有效控制并統(tǒng)計，系統(tǒng)中的每臺變頻都需要死循環(huán)來穩(wěn)速，也就是說每臺變頻都必須帶有脈沖回饋功能。
4.2速度擺頻控制
擺頻功能適用于紡織、化纖及需要卷線、橫向運動等場合。為防止纖維絲在纖維卷表面的同一點堆聚，必須改變橫向的運動方式。擺頻功能的應用非常普遍，其主要目的在于避免卷繞時繞紗重疊，并可減少靜電。擺頻功能的原理是將一個三角頻率疊加到中心頻率上。為補償系統(tǒng)慣性，通常還需要加上一個快速階躍頻率。
5、臺達變頻器應用設計
臺達M系列---高功能低噪音迷你型變頻器,具有體積小、低速力矩大、V/F及Sensorless向量控制；1.0Hz，150%以上額定轉矩輸出；內置PID功能；計數(shù)器功能；多段速及自動程序運轉；簡易定位；累計電機運行時間；自動偵測(Autotunning)電機參數(shù)；擺頻功能；散熱風扇運行模式設定；主，輔頻率控制；睡眠功能；節(jié)能運轉；RS485通訊接口，支持Modbus協(xié)議等特點。由于性能完善和使用方便廣泛應用于產(chǎn)業(yè)機械、工業(yè)自動化控制以及小型恒壓供水系統(tǒng)等廣泛的應用領域。
5.1速度閉環(huán)設計
加彈機變頻器速度閉環(huán)接口接入外部比較高頻率到30kHz脈沖信號。參數(shù)設計如表1所示。
表1 臺達M系列變頻器速度閉環(huán)參數(shù)
由于M系列本身不提供驅動PG（速度反饋單元）的直流電源，需要外置電源來供給PG使用。目前來說，接入到M系列的信號為單脈沖信號，分別接到MI5和GND端子上。
5.2擺頻控制設計
擺頻運行過程（圖3）描述：先依加速時間加速到擺頻預置頻率P168，并等待一段時間P169，再依加速時間至中心頻率，然后依照設定的擺頻振幅P170、跳躍頻率P171、跳躍時間P172、擺頻周期P173、擺頻比率P174循環(huán)運行，直到停止命令下達后依減速時間減速停止。
擺頻控制設計
表2 臺達M系列變頻器擺頻控制參數(shù)
擺頻比較高運轉頻率=中心頻率＋中心頻率 * P170，擺頻比較低運轉頻率=中心頻率－中心頻率 * P170，擺頻運轉頻率受上、下限頻率限制，超過或低于上下限限頻率，則會依上下限重新計算擺頻運轉頻率；
跳躍頻率=中心頻率 * P170 * P171，過大的跳躍頻率可能產(chǎn)生過電壓、過轉矩等異常警告跳脫；
P175為隨機功能，主要是能夠隨機調整擺頻上升時間和下降時間的比例值，比較大隨機比率值 >= 擺頻上升時間 / 擺頻下降時間，比較小隨機比率值 <= 擺頻上升時間 / 擺頻下降時間，開啟此功能后，產(chǎn)生的速度波形如圖4所示。
擺頻速度波形
5.3 工程實際問題
1．PG回授信號。目前來說，PG回授信號一般采取接近開關提供的方式，所以接近開關提供信號的穩(wěn)定性是關系到整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的非常重要的前提條件。而且接近開關提供的信號一般來說都是弱電壓信號，容易受到來自外界的干擾，建議客戶使用屏蔽電纜作為延長線。
2．P170-P177對于不同的紗線，需要設置的值是不一樣的，取決于工藝的要求。這些參數(shù)需要根據(jù)經(jīng)驗值并且結合實際生產(chǎn)出來的成品效果來做調整。
5.4 故障處理
1．PG ERR（速度信號出錯）。當反饋的脈沖信號出現(xiàn)不正常時出現(xiàn)此報警。一般采取的解決方式是首先檢查連接線是否可靠，接近開關是否完好，是否有信號輸出；然后再檢查參數(shù)是否設置正確，P159脈沖數(shù)是否符合實際情況；加強抗干擾的措施；比較后更換控制板，排除是否存在輸入信號端子的問題。
2．OL（過載）。主要是察看負載電流情況，是否超過變頻器額定輸出電流，如果超過，請檢查機械部分是否存在潤滑不足等加大負載的現(xiàn)象；檢查參數(shù)部分，自動轉矩補償是否設置過大；更換變頻器，排除變頻器的硬件問題。
3．OC（過流）。檢查變頻器U-V-W是否存在短路現(xiàn)象，變頻器與電機的連接線是否可靠連接，延長加速時間。
4．OH（過熱）。檢查變頻風扇是否正常工作，電柜內的風扇是否正常工作，測量電柜內的實際溫度。
6、結束語
本機器調節(jié)方便，加工出來的絲線優(yōu)于以前設備，紗錠成型理想，增加了適用的織機范
圍，應用效果和客戶反映良好，并且變頻器的各種保護功能為設備的安全可靠運行提供了保證。通訊的方式簡化了紡織加彈機的控制系統(tǒng)，強大的變頻器功能提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率。
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