1 引言 梳棉機是將開清棉機械制成的棉層進行開松、除雜、梳理和混合。該機主要用于纖維長度為22"76mm的純棉、化纖及其它混紡纖維的開松、除雜和梳理。 傳統(tǒng)梳綿機的錫林為單獨電機傳動，恒速運轉(zhuǎn)，道夫和給棉羅拉共用一臺電機傳動，采用變頻調(diào)速控制。道夫通過長軸傳動給棉羅拉。隨著梳棉機產(chǎn)量的提高，運轉(zhuǎn)速度的提高，長軸的剛性，穩(wěn)定性較差，噪聲較大。因此，F(xiàn)A218C等多種梳棉機已將道夫和給棉羅拉改為單獨電機傳動，并用變頻調(diào)速控制。 2 控制系統(tǒng) 2.1 控制功能 全機采用PLC控制各電機的運轉(zhuǎn)速度和工藝參數(shù)。觸摸屏用于設定和顯示道夫運轉(zhuǎn)速度，加減速時間，牽伸比等工藝參數(shù)和電機啟動、停止，速度的調(diào)整等操作信號，通過PLC將開關信號等送至各變頻器，控制變頻器的啟停。變頻器和電動機等報警信號送至觸摸屏顯示故障類別等。 PLC和觸摸屏之間采用RS-485通訊口通訊，上述工藝參數(shù)和操作信號通過RS-485通訊口送至PLC，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析計算后，由PLC的RS-485通訊口輸出，以控制相應變頻器和電動機的啟停和運轉(zhuǎn)速度，另一方面梳棉機道夫、給棉羅拉的速度等運行狀況，以及各變頻器的頻率、電壓、電流和各報警信號由PLC的另一RS-485通訊口送至觸摸屏以數(shù)據(jù)或圖文形式顯示，以實現(xiàn)在線監(jiān)測。道夫運轉(zhuǎn)速度、牽伸比等工藝參數(shù)在觸摸屏上設定，送至PLC經(jīng)數(shù)據(jù)處理計算后控制給棉羅拉變頻器輸出頻率和電動機的運轉(zhuǎn)速度。 2.2 適宜選用的變頻器 該機選用矢量控制變頻器，采用速度閉環(huán)控制。矢量控制基本原理是控制異步電動機轉(zhuǎn)子磁鏈，以轉(zhuǎn)子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)過坐標變換實現(xiàn)正交或解耦控制，矢量控制變頻器雖動態(tài)響應快，調(diào)速特性硬，但變頻器矢量控制系統(tǒng)中需設置轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器，這增加了麻煩，也降低了工作可靠性。 該機更適宜選用直接轉(zhuǎn)矩控制或無速度傳感器矢量控制變頻器。如ABB公司的ACS600系列直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器，已達到小于2ms的轉(zhuǎn)矩響應速度和±0.1%的速度控制精度（不帶速度反饋時），轉(zhuǎn)矩可達100%，低頻時轉(zhuǎn)矩增量可在1ms時間內(nèi)得到控制。安川VS-676H5系列無速度傳感器矢量控制變頻器，可達到100ms的轉(zhuǎn)矩響應速度和±0.2%的速度控制精度。 選用直接轉(zhuǎn)矩控制或無速度傳感器矢量控制變頻器控制，電動機只需開環(huán)運轉(zhuǎn)，便可獲得很高的動態(tài)響應速度和速度控制精度，足以滿足梳棉機的技術要求。 3 高檔梳棉機的控制系統(tǒng) 高檔梳棉機產(chǎn)量達40"100kg/h，出條速度最高達300m/min，多電機傳動，變頻調(diào)速，如錫林為5.5kW異步電動機，道夫為2.3kW異步電動機，給棉羅拉為 0.75kW異步電動機，蓋板清潔輥為0.37kW異步電動機，圈條器為1.4kW伺服電機驅(qū)動，以上均為一般通用變頻器控制，其中道夫和給棉羅拉為速度閉環(huán)控制，其余為開環(huán)運行。該機設有長、短片段混合環(huán)自調(diào)勻整裝置，即通過檢測喂入棉層厚度和輸出棉條重量等參數(shù)，送PLC進行數(shù)據(jù)處理和計算后，控制給棉羅拉轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)棉條的勻整，改善條干均勻度。 JWF120梳棉機采用CAN（Control Area Network）總線的分布式電機控制系統(tǒng)，CAN總線上的各部件或裝置必須具有CAN標準通訊接口，所有CAN接口的DATA 和DATA-分別連在一起, 通訊兩端配置終端電阻120Ω。梳棉機各變頻器、伺服控制器與上位機IPC或PLC組成的CAN總線的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。上位機采用CAN通訊適配卡與CAN總線連接。 4 結(jié)束語 梳棉機采用變頻調(diào)速多電機傳動，已成為發(fā)展趨勢，這將不僅大大簡化機械傳動機構(gòu)，提高車速，降低噪聲，變更生產(chǎn)品種簡便，而且能提高單機產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。梳棉機應用現(xiàn)場總線技術在棉紡機械中尚屬首例，它將為棉紡車間實現(xiàn)網(wǎng)絡化提供了條件，是有益的探索。