双变频卷染机控制体系系统.docx

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双变频卷染机控制体系系统

 

双变频卷染机控制系统

———内嵌控制模型

您的卷染机能解决“水锤”问题吗?

您的卷染机能解决“头尾色差”问题吗?

您的卷染机能解决“工艺一致”问题吗?

选择科威双变频卷染机控制系统一切问题都将解决!

★双变频器卷染机控制系统特点

1、严重偏心时,能直接启动。

(水锤现象)

如,卷径1400mm,幅宽2800mm,棉布含水重有3吨,停止10分钟。

很多现场操作工只能说:

人工将布转动一个角度,进行匀水,之后再运行。

有人说,大卷径布辊自身无法自转,电机功率太小。

但是,上行时,一个电机不行,

两个电机可以相互帮助;下行时,不要任其自由下落,电机应该反向制动;

2、急剧升降速时,能保证布面张力,无掉布现象。

(恒线速)

如,当卷染机以100m/min的速度运行时,要在5秒时间内降到10m/min,而布卷直径

相差40倍以上,你使用的卷染机能保证布面张力,不出现拉紧或松布现象吗?

科威张力PLC内部有专用功能,对两辊的转动惯量进行识别,因此补偿准确,能完

全消除升降速时带来的附加张力变化。

3、张力小,且从头至尾都很均匀,如无纺布、麂皮绒,上卷染机能保证幅宽不拉窄。

(色

差,恒张力)

做普通布不赚钱,因此想用卷染机做价值高一点的布;但原来这些布不是在普通卷染机

上做的,要么在液压缸做,要么在进口丹麦缸上做,要么在液流缸上做。

但设备投资要么太

贵(丹麦缸要50万元),要么(液流缸)排污压力太大。

4、卷染机联网,进行工艺分配和工艺管理(工艺问题)

做系统的人说,只要老板给多些钱,我们就可以联网,达到工艺分配及管理要求;

老板说,如果联网需要太多的成本,还不如加强人为监控。

科威卷染机控制器已经有现场总线功能,如果愿意,联网只是举手之劳。

 

1

 

★典型改造方案

A、单变频卷染机改造:

(一).机械部分减速机不动;

(一).传动部分改成同步轮和同步带传动;

1,同步轮:

4个

2,同步带:

2根

(二).电机侧安装编码器2个

以上工作由我方改造完成,厂方配合;

(三).电气柜更换;

1,标准的张力控制器PLC一台和配件,

2,卷染机专用变频器2台和配件(7.5KW,用户可选)

3,低压电器

4,标准电气柜

5,出布变频器控制.(根据现场决定)

B液压卷染机改造:

(一).拆除液压传动部分,

(二).增加7.5KW电机和减速机两台,(7.5KW,用户可选)

(三).安装同步轮和同步带以及编码器,

1,同步轮:

4个

2,同步带:

2根

3,编码器2个

4、出布电机、减速机:

1套。

以上工作由我方改造完成,厂方配合;

(四).更换电气柜;

1,标准的张力控制器PLC一台和配件,

2,卷染机专用变频器2台和配件(7.5KW)

3,低压电器

4,标准电气柜

5,出布变频器控制

 

2

 

以下是改造方案及示意图

实地考察后,考虑维护因素,采用分体式结构,用同步轮、同步带传动。

机械价格成本

控制在10000元。

以下是改造示意图(主要是液压机械改造部分):

 

1.出布电机和减速机示意图

 

2.主传动电机、减速机及传动示意图

 

3

 

电动机支架

减速机支架

联轴器组件

电动机

同步带

同步轮2

同步轮1

减速机

序号零件名称

 

数量备注

 

3.PLC控制原理图:

PLC原理图:

 

卷染机改造项目

主传动机械示意图

�接入分辩率1000P/R的编码器(AB相),计数频率两路分别达30KHz;

�两路12Bit的DA输出,作为变频器高精度力矩和速度控制;

�四路模拟量输入信号:

一路PT100,三路0-10VDC

�开关输入16点,继电器输出12点。

该PLC是专门为卷染机控制而研发,内含卷染机控制算法:

瞬时速度在线识别,惯量识别

4

与动态控制,静态力矩和动态力矩识别及补偿。

其控制的卷染机性能接近液压卷染机。

事实

已经证明,通用型PLC无法达到以上所述的性能。

 

4、变频器控制原理图:

变频器是我公司在通用矢量变频器的基础上,结合卷染机控制的研究经验,增加了

相关功能函数,正确协调PLC进行控制。

 

5、主要性能指标

速度:

10-150M/min;

张力:

2-30

Kg

速度精度:

5%;

张力精度:

5%;

5

6、相关现场图片

7、为你提供相关案例

⑴单变频改为双变频;

⑵双变频改为双变频;

⑶液压改为双变频;

⑷直流改为双变频;

⑸卷染机生产厂配套。

★卷染机控制器特征介绍

一、四路高速计数器

基本功能:

CH0:

X20+,X20-

CH1;X21+,X21-

CH2:

X22+,X22-

CH3:

X23+,X23-

作为四个独立计数器使用时,计数频率达到30K;

作为两个AB相计数器使用时,计数频率达到30K。

输入脉冲符合5V差动电平。

二、具有三个专用函数

1、“静态转矩测量”函数

功能:

测量不同速度下的静态转矩.,生成对应稳态力矩表格,方便运行时查表。

应用:

用此函数获取不同速度下的静态转矩。

2、“转动惯量测量”函数

功能:

用于测量卷染机旋转物体的转动惯量J.

应用:

测量两个主辊的转动惯量

3、“转动惯量动态分配”函数

功能:

卷染机在转动过程中,半径在不断变化,因此,必须获取运行时的动态惯量,用于调节

时补偿。

J=k*Jmax

Jmax:

最大半径时辊子的转动惯量。

k:

动态分配系数。

本函数用来计算动态分配系数k.

应用:

动态计算A辊和B辊的转动惯量。

三、“不同速度不同半径下的静态力矩的计算”

直接用梯形图浮点数运算;

四、来自低层的实测变量:

①.A辊角速度ωa;

②.B辊角速度ωb;

D5004---D5007指定角速度位置.对应CH0---CH3。

如用AB相,则A相角速度=D5004,B相角速度=D5006。

角速度单位是P/S,即每秒脉冲个数,角速度刷新时间20ms。

五、卷染机单机工作流程;

S3--------------测试阶段;

目的:

获取静态力矩和转动惯量。

S4--------------上下布阶段;

稳速(线速度)进布;

内外两辊可联可分:

每辊可独立进行上下布。

点动/连续任意选取:

S5--------------启动阶段;

目的:

此过程为低速,完成平稳加力或保力,测量摩擦力等参数。

14

S7----------运行阶段,系统正确获取参数后,可以在预知情况下,无论快速升速,降速,或

稳速时,都能维持布面张力的恒定。

S8----------系统低速稳定停车,并至规定

S9----------出布程序段。

S10--------控温程序。

六、卷染机控制器的网络结构及功能

网络结构:

 

每一台卷染机配一台控制器,因此网络结构可以连接3969台卷染机。

工艺管理和设备状态

监控均可在网络平台上执行。

网络功能:

�监视每台卷染机的工作状况。

�下载相关工艺参数。

相关说明:

每台卷染机所配的控制器,均已有现场总线接口,无须再配置通信模块;

卷染机上的控制器均是现场总线从站,从站地址和通信速率可设,但通信速率必须与主

站一致。

组建网络时,63台卷染机配一个CAN主站,CAN主站可选通用EC-08M08R即可;

网络增加时,CAN主站数目增加;多个CAN子网并行工作,通信效率与一个子网相同。

用一台计算机通过RS485连接各CAN网主站;如只一个CAN子网可用RS232连接。

15

主操作画面之一:

 

系统参数查看画面之一:

 

测试画面之一:

 

16

★张力控制原理

辊筒的转动控制

1、匀速转动控制。

物体作匀速平动时,其综合外力=0;

辊筒以匀角速转动时,其综合转矩=0;

一个电机带动一个辊筒转动时,总要输出电动力矩,也就是说,辊筒转动时,电动力矩之外,还有辊筒的摩擦阻力矩与之平衡。

△T=Te-T0=0。

Te:

电动力矩;T0:

摩擦阻力矩。

当辊筒的重量不同,其摩擦阻力矩也不相同;

当辊筒的转速不同,其摩擦阻力矩也不相同;

因此,开环控制必须知道不同质量、不同转速下的摩擦力矩:

T0=f(m,w),

m表示质量,w表示角速度。

模型控制时,必须能实时补偿摩擦阻力矩T0。

2、加减速的转动控制。

当辊筒作加减速转动时,其综合力矩△T=J*(dw/dt)≠0。

J*(dw/dt)=(J/R)*(dwR/dt)=(J/R)*dV/dt。

电机输出的转动力矩Te-T0=J*(dw/dt);

用力矩方式正确控制辊筒的加减速,关键是知道T0和J,因为dw/dt正是控制的给定量。

T0=f(m,w)、J=f(m,r),T0和J都是动态的,但m,w固定时,T0是可测的;m,r固定时,J也是可测的。

★正确测量并动态分配摩擦阻力矩T0和转动惯量J。

科威张力PLC(型号EC-16M12R-04K02B-6P)内嵌T0和J的测量函数,并能够自动进行动态分配。

测量状态:

根据已知情况,输入变量所对应的常量,开始进行测试T0、J;

测试点根据用户设备情况,选取一个、两个或多个测试点;

动态分配:

根据测试的T0、J和当前对应的变量值,动态分配T0、J。

能动态分配T0、J是正确控制辊筒加减速的关键。

 

17

 

 

★收放卷控制

下图是收卷控制图,收卷半径R是逐渐增大的。

控制电机力矩满足以下关系,则可保证张力F是基本不变的。

Te=T0+F*R+Jdw/dt

T0,J是张力PLC测量并动态计算的,F是设定的,R是实测或计算的。

要保证均匀的

线速度收线,则dw/dt≠0。

在升降速时,dW/dt变化幅度更大。

因此保证恒线速度恒张力

收卷,必须符合上述方程。

 

放卷是收卷的逆过程。

如果半径不变,则是中间张力的传递控制,进行合理的张力分配过程。

如直进式拉丝机

控制,纺织直辊丝光机控制。

科威张力PLC典型应用系统是:

卷染机恒张力恒线速度控制系统。

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