基于PLC與工程型變頻器的漿紗機(jī)張力控制

1 引言

漿紗機(jī)的張力大小直接影響產(chǎn)量。舊式漿紗機(jī)采用機(jī)械式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，張力調(diào)節(jié)范圍較窄。隨著設(shè)備的老化機(jī)械零件的磨損，張力逐漸下降。更換機(jī)械零件不便及費(fèi)用的居高不下促使企業(yè)下決心對(duì)其進(jìn)行改造。

(1)改造對(duì)象：漿紗機(jī)——大雅興業(yè)股份有限公司生產(chǎn)。

(2)改造思路：改造漿紗機(jī)織軸張力控制系統(tǒng)由變頻器控制，使其張力大小易于調(diào)節(jié);改造控制系統(tǒng)，使其半自動(dòng)化，更易控制、方便監(jiān)視、減少維修量。

2 改造方案

將漿紗機(jī)織軸張力控制系統(tǒng)由原來(lái)的機(jī)械張力控制改為由艾默生plc、變頻器td3300系統(tǒng)集成控制。拆除漿紗機(jī)織軸的機(jī)械傳動(dòng)裝置，將原漿紗機(jī)動(dòng)力電機(jī)(22kw)經(jīng)新增傳動(dòng)減速裝置直接拖動(dòng)漿紗機(jī)織軸，新增一普通電機(jī)(11kw)取代原動(dòng)力電機(jī)拖動(dòng)原系統(tǒng)的其他部分(精軸、錫林、壓輥等)。保留漿紗機(jī)上的一次傳感器。電控系統(tǒng)改造方案如圖1所示。主要新增設(shè)備如表1所示。

表1 新增設(shè)備表

3 方案實(shí)施

3.1 砂漿機(jī)工藝參數(shù)

大雅漿紗機(jī)設(shè)備及工藝參數(shù)：車速(線速度)2~60米/分。一般正常車速38米/分。張力2000~5000牛/米?？椵S空芯卷徑116mm、220mm兩種。織軸最大卷徑(滿軸)小于500mm。主電機(jī) y系列普通電機(jī) 4極 11kw?？椵S電機(jī) y系列普通電機(jī) 4極22kw。

圖1 變頻張力控制系統(tǒng)

3.2 傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)

(1)計(jì)算張力電機(jī)到織軸的減速比：減速比=織軸空芯卷徑×3.14×電機(jī)額定轉(zhuǎn)速/最大車速(線速)=(0.116×3.14×1460)/60=8.87

(2)復(fù)核電機(jī)功率：電機(jī)功率>=(最大張力×電機(jī)額定轉(zhuǎn)速×最大織軸半徑)/(傳動(dòng)比×9549)=(5000×1460×0.25)/(8.87×9549)=21.5kw

(3)確定參數(shù)：經(jīng)計(jì)算減速比應(yīng)確定為8.8左右。廠方在改造時(shí)受自身?xiàng)l件影響，決定將減速比提高到13.15。最大車速=織軸空芯卷徑×3.14×電機(jī)額定轉(zhuǎn)速/減速比=(0.116×3.14×1460)/13.15=40.46經(jīng)廠方確認(rèn)最大車速滿足工藝要求。隨確定減速比為13.15。速度編碼器選用600線旋轉(zhuǎn)編碼器，一并交廠方安裝。(建議旋轉(zhuǎn)編碼器選用600線以上產(chǎn)品，太低影響系統(tǒng)性能;安裝時(shí)要小心不要對(duì)其實(shí)施太大的沖擊，以免損毀。)

(4)主變頻器參數(shù)設(shè)定(如表2)：根據(jù)漿紗機(jī)實(shí)際情況張力控制系統(tǒng)的主機(jī)變頻器選擇無(wú)速度反饋開環(huán)矢量控制方式的td3000-t40110g變頻器。變頻器采用端子控制。

表2 主變頻器參數(shù)設(shè)定表：(未涉及的參數(shù)采用出廠設(shè)定)

(5)張力變頻器參數(shù)設(shè)定(如表3)：張力變頻器(td3300-4t0300g)采用開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩模式(f3.06=3)，線速度采于主變頻器的運(yùn)行頻率輸出?？刂品绞酵瑯硬捎枚俗涌刂品绞?。

表3 張力變頻器參數(shù)表：(未涉及的參數(shù)采用出廠設(shè)定)