漿紗是棉紡織廠整理車間的重要工序之一，合理的漿紗張力對織布、印染等后續(xù)工序影響巨大。隨著企業(yè)的發(fā)展及市場的變化，石家莊常山紡織集團第五分公司根據(jù)自身的工藝要求，提出了對舊式的大雅漿紗機改造的要求。 1. 問題的提出：漿紗機的張力大小直接影響產(chǎn)量。舊式漿紗機采用機械式傳動機構(gòu)，張力調(diào)節(jié)范圍較窄。隨著設(shè)備的老化機械零件的磨損，張力逐漸下降。更換機械零件不便及費用的居高不下促使企業(yè)下決心對其進行改造。 2. 改造對象：漿紗機——大雅興業(yè)股份有限公司生產(chǎn)。 3. 改造思路：改造漿紗機織軸張力控制系統(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)，使其半自動化，更易控制、方便監(jiān)視、減少維修量。 4. 改造方案：將漿紗機織軸張力控制系統(tǒng)由原來的機械張力控制改為由艾默生變頻器TD3300控制。 　　4.1. 拆除漿紗機織軸的機械傳動裝置。 　　4.2. 將原漿紗機動力電機（22KW）經(jīng)新增傳動減速裝置直接拖動漿紗機織軸。 　　4.3. 新增一普通電機（11KW）取代原動力電機拖動原系統(tǒng)的其他部分（精軸、錫林、壓輥等）。 　　4.4. 保留漿紗機上的一次傳感器、配電箱按鈕等，拆除配電箱內(nèi)的常規(guī)控制器件包括中間繼電器、主接觸器、熔斷器等。 　　4.5. 新增TD3000-4T0150G、TD3300-4T0220G變頻器各一臺。 　　4.6. 新增觸摸屏一面。PLC EC20-2012BRA一臺。 　　4.7. 張力控制電機風(fēng)扇側(cè)安裝旋轉(zhuǎn)編碼器作為張力控制變頻器TD3300的速度反饋。 　　4.8. 按圖一圖二重新裝配配電盤。 　　4.9. 新增材料表： 　　5. 方案實施： 　　5.1. 用戶給出的大雅漿紗機設(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。 　　織軸空芯卷徑 116mm、220mm兩種。 　　織軸最大卷徑（滿軸）小于500mm。 　　主電機 Y系列普通電機 4極 11KW。 　　織軸電機 Y系列普通電機 4極 22KW。 　　5.2. 計算改造所需參數(shù)： 　　5.2.1. 計算張力電機到織軸的減速比： 　　減速比<=織軸空芯卷徑＊3.14＊電機額定轉(zhuǎn)速/最大車速（線速）=（0.116＊3.14＊1460）/60=8.87 　　5.2.2. 復(fù)核電機功率： 　　電機功率>=（最大張力＊電機額定轉(zhuǎn)速＊最大織軸半徑）/（傳動比＊9549）=（5000＊1460＊0.25）/（8.87＊9549）=21.5KW 　　5.2.3. 確定參數(shù)： 　　經(jīng)計算減速比應(yīng)確定為8.8左右。 　　廠方在改造時受自身條件影響，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。 　　5.2.4. 速度編碼器選用600線旋轉(zhuǎn)編碼器，一并交廠方安裝。 　?。ńㄗh旋轉(zhuǎn)編碼器選用600線以上產(chǎn)品，太低影響系統(tǒng)性能;安裝時要小心不要對其實施太大的沖擊，以免損毀。） 　　5.3. 主變頻器參數(shù)設(shè)定： 　　5.3.1. 根據(jù)漿紗機實際情況張力控制系統(tǒng)的主機變頻器選擇無速度反饋開環(huán)矢量控制方式的TD3000-T40110G變頻器。變頻器采用端子控制。 　　5.3.2. 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） 　　5.4. 張力變頻器參數(shù)設(shè)定： 　　5.4.1. 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行頻率輸出?？刂品绞酵瑯硬捎枚俗涌刂品绞健? 　　5.4.2. 張力變頻器參數(shù)表：（未涉及的參數(shù)采用出廠設(shè)定） 　　6. 觸摸屏組態(tài) 　　觸摸屏選用HITECH PWS6600-S屏。為了提高系統(tǒng)的時效性能，PLC與其交換數(shù)據(jù)的地址盡量選擇一組連續(xù)的PLC地址。 　　組態(tài)畫面圖： 　　7. PLC編程： 　　7.1. PLC是整個控制系統(tǒng)的中樞，由于漿紗機無現(xiàn)場模擬量輸入輸出故選用一臺主機即可。本案選EC20-3232BRA。其主要任務(wù)為控制兩臺變頻器的動作并通過RS485通訊端口與變頻器交換數(shù)據(jù)（考慮到通訊的延遲及準(zhǔn)確性，開關(guān)量不采用通訊方式。數(shù)據(jù)交換采用周期讀取模式并控制在1秒內(nèi)）。 　　7.2. 根據(jù)用戶要求確定控制的開關(guān)量如下： 　　主變頻器運行停止動作（按鈕控制） 　　主變頻器升降速動作（按鈕控制） 　　張力變頻運行停止動作（保持型按鈕控制） 　　張力變頻張力使能（為檢修特設(shè)） 　　張力變頻卷徑復(fù)位（按鈕控制） 　　確定打印輸出 　　7.3. 根據(jù)用戶要求確定的通訊數(shù)據(jù)量如下： 　　根據(jù)光電開關(guān)計算的車速（現(xiàn)速度） 　　計算總長 　　計算匹長 　　計算匹數(shù) 　　讀取張力變頻器張力值 　　讀取張力變頻器計算的卷徑值 　　改變張力變頻器張力設(shè)定 　　改變張力變頻器初始卷徑 　　長度、匹數(shù)清零 　　確定系統(tǒng)所處的狀態(tài) 　　7.4. 編程： 　　7.4.1. 大雅漿紗車車頭裝有一個測量行車長度的光電開關(guān)。經(jīng)檢測其輸出脈沖為10公分一個脈沖。對于測量匹長完全滿足工藝要求，但用于測量車速其刷新速度必然很慢。因此增加一個外部中斷檢測兩個脈沖的間隔時間，換算出行車速度。 　　X2輸入上升沿中斷（中斷號=2）程序： 　　主程序： 　　7.4.2. 累計紗總長、匹長、匹數(shù)并打印。連續(xù)打印清除匹數(shù)： 　　7.4.3. 總長數(shù)值有可能超出一個寄存器的計數(shù)范圍因此采用雙字顯示。 　　7.4.4. 與變頻器TD3300通訊，讀取張力、卷徑數(shù)值： 　　7.4.5. 設(shè)定張力并寫入然后回讀： 　　7.4.6. 設(shè)定卷徑： 　　8. 系統(tǒng)調(diào)試：（只介紹張力變頻器TD3300-4T0220G的調(diào)試過程） 　　8.1. 為保證參數(shù)的準(zhǔn)確性，將變頻器參數(shù)初始化，恢復(fù)出廠設(shè)置。 　　8.2. 控制方式選擇 F0.02 =1（閉環(huán)矢量控制） 　　8.3. 檢查編碼器是否正常。FB.00=600 　　按運行鍵，查看運行是否正常。如果變頻器只在2HZ左右工作或啟動過流，顯示電流很大。則可能是編碼器接線錯誤、每轉(zhuǎn)脈沖錯誤、編碼器的方向反等原因;如果是低速運行正常，高速過流則可能是編碼器的聯(lián)軸器松動高速打滑的原因。 　　8.4. 設(shè)定機械傳動比：F1.00=13.15（一定要準(zhǔn)確）。 　　8.5. 電機調(diào)諧：按照電機名牌設(shè)定電機參數(shù)。 　　電機調(diào)諧時必須斷開電機與負載的連接。調(diào)諧過程是自動完成的，如果調(diào)諧時電機長時間不能轉(zhuǎn)動起來，說明電機參數(shù)嚴(yán)重不符或電機有故障。重新輸入電機參數(shù)或更換電機。 　　8.6. 電機方向確認(rèn)：一般定義為FWD控制時電機的運行方向為實際需要的方向。 　　8.7. 慣量調(diào)諧：將電機與負載（減速系統(tǒng)）斷開（空載）調(diào)諧。 　　首先用默認(rèn)參數(shù)調(diào)諧。完畢后將加減速時間1設(shè)為20秒，慣量自學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)矩設(shè)定1設(shè)定為10%，慣量自學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)矩2設(shè)定為20%，再進行調(diào)諧。完畢后，參數(shù)自動保存在FC.09——FC.12中。記錄FC.09——FC.12的參數(shù)值，然后將FC.09——FC.12參數(shù)清零，待初調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定后再輸入。 　　8.8. 確認(rèn)輸入線速度信號的準(zhǔn)確性： 　　確認(rèn)線速度模擬量輸入的信號大小、極性和范圍?？梢酝ㄟ^切換變頻器的顯示內(nèi)容來顯示AI口的信號大小和穩(wěn)定情況。必要時調(diào)整主變頻的輸出口增益。 　　線速度輸入信號，其慮波時間為0.6秒， 　　8.9. 參數(shù)設(shè)定：按參數(shù)表輸入?yún)?shù)。確認(rèn)無誤后聯(lián)機試車。 　　9. 試車： 　　9.1. 不掛紗測試整車按鈕動作是否正常，并排除故障。 　　9.2. 通過觸摸屏輸入初始卷徑、設(shè)定張力;查看觸摸屏顯示數(shù)值是否與變頻器顯示的數(shù)據(jù)一致。 　　9.3. 上紗。設(shè)定張力值為1000;啟動主變頻低速運行;上軸;手動將紗線繞軸一周并繃緊紗線;啟動張力變頻。 　　9.4. 查看張力是否合適。 　　9.5. 停車。修改設(shè)定張力。 　　9.6. 重復(fù)3至5步。直到滿足工藝要求（注意：修改張力一定要停車）。 　　9.7. 輸入?yún)?shù)FC.11材料慣量補償系數(shù): 　　用來補償系統(tǒng)加減速過程中克服材料轉(zhuǎn)動慣量所需的額外轉(zhuǎn)矩，設(shè)定參數(shù)應(yīng)為材料密度與卷軸長度的乘積，材料密度的單位為千克/米，卷軸長度單位為米。實際操作時輸入計算值的1/3，并根據(jù)系統(tǒng)運行情況調(diào)整。本系統(tǒng)輸入FC.11=200. 　　注意：此參數(shù)輸入后有可能導(dǎo)致卷軸反轉(zhuǎn)，手動調(diào)整此參數(shù)可避免反轉(zhuǎn)。 　　10. 調(diào)試中出現(xiàn)的問題： 　　10.1. 慣量調(diào)諧電機不轉(zhuǎn)：慣量自學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)矩設(shè)定1與慣量自學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)矩設(shè)定2數(shù)值偏小，適當(dāng)加大即可。 　　10.2. 系統(tǒng)低速時抖動：漿紗機開車過程中在操作工整理紗線、換軸時不準(zhǔn)停車，而是運行在一個特定的爬行速度。此速度主變頻運行在2Hz以下。此時張力變頻器工作在開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩模式不滿足張力變頻器工作條件。由于速度很低紗線行走長度有限，經(jīng)用戶確認(rèn)不影響整體工藝要求。 　　10.3. 換軸時加張力繃斷紗線：此故障為操作工操作不當(dāng)引起。換軸沒有按規(guī)定按下卷徑復(fù)位按鈕。