印染機械的直輥絲光機,因對織物損傷小、絲光效果好,因此得到了廣泛應用。直輥絲光機不同于布鋏絲光機,特別是長直輥絲光機,因各單元之間不能安裝張力檢測松緊架,而且布匹的張力隨堿槽濃度變化很大。不同織物的張力變化不一致,張力過大會引起布匹加工過程中斷裂,張力過小會引起纏輥,直輥單元越多同步控制越難,因此直輥絲光機的張力控制和同步運行,一直是直輥絲光機難以解決的問題。
直輥同步改造方案
直輥單元的張力控制與同步是設備改造的關鍵。
國內其他直輥絲光機(一般只有不到5個單元),主要采用矢量控制變頻器,電機帶旋轉編碼器速度閉環反饋,控制方案一般采用變頻器力矩控制,每一臺變頻器帶一個制動單元。這種方案,對設備安裝要求高,不能使用通用變頻器;最關鍵的是它很難將各單元張力調試到一致。因為每個單元布匹的張力,等于電機輸出力矩減去空載運行力矩。其次,變頻器的張力給定是模擬量易受干擾,變頻器的運行與報警采用開關量,線路復雜,增加了PLC的輸入信號和容量。
要保證直輥各單元張力一致,實際上首先保證各種工藝條件下各單元線速度一致;其次,多單元同步應該采用變頻器VF控制;第三,充分利用電機的開環機械特性(張力自動調整特點),即負載(張力)變大時轉速略有降低,有利于減小張力,因此不應該采用速度閉環控制。基于這種理念,設備改造時采用了通用變頻器和VF比例開環控制,PLC與觸摸屏通訊簡化了操作臺與控制線路,變頻器與PLC串行通訊使得變頻器的控制只需要2根雙絞線,就能完成頻率給定和運行控制、故障報警等功能,提高了系統抗干擾能力。
設備的系統調試與特點
由于無張力檢測,機械參數不明確,各單元在不同轉速下的空載同步速比測量極為重要。
在不上絲光工藝時,雖然一些簡單的參數已經能夠滿足同步運行,但是一旦使用上絲光工藝時,布匹張力明顯變化,出現部分電機發電運行、部分電機超載運行,引起纏輥和布匹斷裂的現象。最初的設計,也是每臺變頻器各帶一個能耗制動單元,但是一旦電機發電運行,很快變頻器就報警,工藝調試一直難以進行。因此,在調試過程中,我們專門設計了變頻器直流共母線,9個單元公用一個制動單元,這樣即使電機短期發電運行也可以進行工藝調試。通過這種方法調試出某一種布料的各單元在不同車速運行后的超喂系數。在上面調試好某種布料的參數基礎上,更換各種不同布料,在工藝運行時試驗超喂系數的修正。試驗證明,各種布料下,超喂參數基本不需變化。
由于完全數字控制,變頻器運行時,頻率沒有受到任何干擾引起轉速變化,保證了系統穩定性。同時,變頻器報警和運行也通過與PLC串行通訊實現。控制柜線路變得極為簡潔,維護十分方便。
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