基于PLC與工程型變頻器的漿紗機張力控制

1 引言

漿紗機的張力大小直接影響產量。舊式漿紗機采用機械式傳動機構，張力調節(jié)范圍較窄。隨著設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。

(1)改造對象：漿紗機——大雅興業(yè)股份有限公司生產。

(2)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。

2 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plc、變頻器td3300系統(tǒng)集成控制。拆除漿紗機織軸的機械傳動裝置，將原漿紗機動力電機(22kw)經新增傳動減速裝置直接拖動漿紗機織軸，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)。保留漿紗機上的一次傳感器。電控系統(tǒng)改造方案如圖1所示。主要新增設備如表1所示。

表1 新增設備表

3 方案實施

3.1 砂漿機工藝參數

大雅漿紗機設備及工藝參數：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 y系列普通電機 4極 11kw?？椵S電機 y系列普通電機 4極22kw。

圖1 變頻張力控制系統(tǒng)

3.2 傳動參數設計

(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×電機額定轉速/最大車速(線速)=(0.116×3.14×1460)/60=8.87

(2)復核電機功率：電機功率>=(最大張力×電機額定轉速×最大織軸半徑)/(傳動比×9549)=(5000×1460×0.25)/(8.87×9549)=21.5kw

(3)確定參數：經計算減速比應確定為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×電機額定轉速/減速比=(0.116×3.14×1460)/13.15=40.46經廠方確認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線旋轉編碼器，一并交廠方安裝。(建議旋轉編碼器選用600線以上產品，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。)

(4)主變頻器參數設定(如表2)：根據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。

表2 主變頻器參數設定表：(未涉及的參數采用出廠設定)

(5)張力變頻器參數設定(如表3)：張力變頻器(td3300-4t0300g)采用開環(huán)張力轉矩模式(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?/p>

表3 張力變頻器參數表：(未涉及的參數采用出廠設定)