一、系統(tǒng)概述

　　艾默生PLC和變頻器在漿紗機(jī)上的應(yīng)用，此電氣系統(tǒng)采用PLC集中管理，分散控制，系統(tǒng)集中化，簡約化，易控性強(qiáng)，更好的降低故障率。 方案配置如下：

　　PLC系統(tǒng)由艾默生EC202416BAR主模塊，16點(diǎn)的數(shù)字量輸入模塊和4路模擬量輸出模塊組成。

　　操作界面采用工業(yè)級(jí)液晶觸摸屏，可動(dòng)態(tài)修改控制參數(shù)，方便顯示當(dāng)前速度，當(dāng)前匹長、匹數(shù)及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。

　　邊軸電機(jī)變頻器采用高性能通用型的EV2000系列，織軸收卷TD3300 22KW張力變頻器。此變頻器是張力專用變頻器，內(nèi)置張力控制功能。采用獨(dú)立變頻模式，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，穩(wěn)定度高，保證收卷的張力及線速度，在小卷到大卷的變化過程中穩(wěn)定可靠。在加減速中的自動(dòng)補(bǔ)償控制，使加減速中張力更穩(wěn)，更有上卷防斷紗程序，使上卷起機(jī)時(shí)便于操作。

　　本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

　　張力設(shè)定在人機(jī)上設(shè)定，人性化的操作;

　　使用先進(jìn)的控制算法:卷徑的遞歸運(yùn)算;空心卷徑激活時(shí)張力的線性遞加;張力錐度計(jì)算公式的應(yīng)用;轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)調(diào)整等等;

　　卷徑的實(shí)時(shí)計(jì)算，精確度非常高，保證收卷電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的平滑性能好。并且在計(jì)算卷徑時(shí)加入了卷徑的遞歸運(yùn)算，在操作失誤的時(shí)候，能自己糾正卷徑到正確的數(shù)值;

　　因?yàn)槭站硌b置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是很大的，卷徑由小變大時(shí)。如果操作人員進(jìn)行加速、減速、停車、再激活時(shí)很容易造成爆紗和松紗的現(xiàn)象，將直接導(dǎo)致紗的質(zhì)量。而進(jìn)行了變頻收卷的改造后，在上述各種情況下，收卷都很穩(wěn)定，張力始終恒定。而且經(jīng)過PLC的處理，在特定的動(dòng)態(tài)過程，加入一些動(dòng)態(tài)的調(diào)整措施，使得收卷的性能更好;

　　在傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)收卷的基礎(chǔ)上改造成變頻收卷，非常簡便而且造價(jià)低，基本上不需對(duì)原有機(jī)械進(jìn)行改造。改造周期短，基本上兩三天就能安裝調(diào)試完成;

[$page]　　克服了機(jī)械收卷對(duì)機(jī)械磨損的弊端，延長機(jī)械的使用壽命。方便維護(hù)設(shè)備。

　　機(jī)臺(tái)上的所有操作部分全部采用36V以下的安全電，以保證操作中的使用安全。

　　二、系統(tǒng)框圖

　　三、張力控制原理

　　所謂的張力控制，通俗點(diǎn)講就是要能控制電機(jī)輸出多大的力，即輸出多少牛頓。反應(yīng)到電機(jī)軸即能控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。真正的張力控制不同于靠前后兩個(gè)動(dòng)力點(diǎn)的速度差形成張力的系統(tǒng)，靠速度差來調(diào)節(jié)張力的實(shí)質(zhì)是對(duì)張力的PID控制，要加張力傳感器。而且在大小卷啟動(dòng)、停止、加速、減速、停車時(shí)的調(diào)節(jié)不可能做到像真正的張力控制的效果，張力不是很穩(wěn)定。肯定會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　變頻收卷的實(shí)質(zhì)是要完成張力控制，即能控制電機(jī)的運(yùn)行電流，因?yàn)槿�相異步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T=CmφmIa，與電流成正比。并且當(dāng)負(fù)載有突變時(shí)能夠保證電機(jī)的機(jī)械特性曲線比較硬。所以必須用矢量變頻器，而且必須要加編碼器閉環(huán)控制。用變頻器做恒張力控制的實(shí)質(zhì)是死循環(huán)矢量控制，即加編碼器反饋。收卷的卷經(jīng)是由小到大變化的，為了保證恒張力，所以要求電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)距要由小到大變化。同時(shí)在不同的操作過程，要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)距補(bǔ)償。即小卷啟動(dòng)的瞬間，加速，減速，停車，大卷啟動(dòng)時(shí)，要在不同卷經(jīng)時(shí)進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)距補(bǔ)償，這樣就能使得收卷的整個(gè)過程很穩(wěn)定，避免小卷時(shí)張力過大；大卷啟動(dòng)時(shí)松紗的現(xiàn)象。

　　卷徑的計(jì)算原理

　　根據(jù)V1=V2來計(jì)算收卷的卷徑。因?yàn)閂1=ω1×R1,V2=ω2×Rx。因?yàn)樵谙嗤�的時(shí)間內(nèi)由測長輥?zhàn)哌^的紗的長度與收卷收到的紗的長度是相等的。即L1/Δt=L2/Δt，Δn1×C1=Δn2×C2/i

　　(Δn1---單位時(shí)間內(nèi)牽引電機(jī)運(yùn)行的圈數(shù)、Δn2---單位時(shí)間內(nèi)收卷電機(jī)運(yùn)行的圈數(shù)、C1---測長輥的周長、C2---收卷盤頭的周長、i---減速比)

　　Δn1×π×D1=Δn2×π×D2/i

　　D2=Δn1×D1×i/Δn2，因?yàn)棣�n2=ΔP2/P2

　　(ΔP2---收卷編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)、P2---收卷編碼器的圈數(shù))。Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1，即測長輥轉(zhuǎn)一圈，由編碼器接到PLC。那么D2=D1×i×P2/ΔP2，這樣收卷盤頭的卷徑就得到了

　　收卷的動(dòng)態(tài)過程分析

　　要能保證收卷過程的平穩(wěn)性，不論是大卷、小卷、加速、減速、激活、停車都能保證張力的恒定