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。
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★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
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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
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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
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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％；
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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。
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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。
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主操作画面之一：
系统参数查看画面之一：
测试画面之一：
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★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。
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★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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