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細(xì)紗機(jī)電子牽伸
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訪問(wèn)次數(shù)：447更新時(shí)間：2023-05-20 08:47:33
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產(chǎn)品簡(jiǎn)介
產(chǎn)品介紹
嘉友產(chǎn)品四：嘉友（細(xì)紗機(jī)電子牽伸系統(tǒng)2.0）
隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于紡紗領(lǐng)域以實(shí)現(xiàn)紡紗過(guò)程的智能控制已經(jīng)勢(shì)不可擋。使用數(shù)字牽伸傳動(dòng)避免了傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)維護(hù)工作量大、密封不好、易形成油污染，電子牽伸傳動(dòng)相對(duì)齒輪牽伸傳動(dòng)有本質(zhì)上的飛躍，不僅避免了齒輪傳動(dòng)的劣勢(shì)，抗力強(qiáng)，而且工藝調(diào)整不需要更換一系列的交換齒輪，實(shí)現(xiàn)了羅拉轉(zhuǎn)速的精確控制，使?fàn)可飙h(huán)境穩(wěn)定可靠，提高了牽伸控制精度和成紗質(zhì)量。針對(duì)上述問(wèn)題，嘉友提出了解決方案——細(xì)紗機(jī)電子牽伸系統(tǒng)。
一、牽伸的改進(jìn)
1、本公司目前改進(jìn)方案一：牽伸型式采用三羅拉雙皮圈搖架加壓，總牽伸倍數(shù)在10 ～ 40 倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)控制在1.02 ～ 1.10，羅拉直徑為27mm，交流伺服電機(jī)M1、M2分別同步傳動(dòng)牽伸羅拉和喂入羅拉，因喂入羅拉和中間羅拉轉(zhuǎn)速接近，可采用齒輪傳動(dòng)降低成本，牽伸倍數(shù)則通過(guò)改變牽伸羅拉轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，以避免傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)通過(guò)變換齒輪達(dá)到牽伸羅拉傳動(dòng)和錠子轉(zhuǎn)動(dòng)之間、牽伸羅拉和成形凸輪之間以及羅拉之間的牽伸變換。該牽伸系統(tǒng)具備兩大優(yōu)勢(shì)。
一是電子牽伸可以改變喂入羅拉轉(zhuǎn)速和速度變化時(shí)間間隔，生產(chǎn)不同種類的竹節(jié)紗。因?yàn)榱_拉轉(zhuǎn)速的變化決定粗節(jié)大小，速度變化頻率決定粗節(jié)出現(xiàn)的規(guī)律。
二是電子牽伸能夠更方便地調(diào)整牽伸系統(tǒng)的牽伸倍數(shù)和牽伸分配，不需要進(jìn)行齒輪調(diào)換，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)微調(diào)。
兩個(gè)電機(jī)的獨(dú)立傳動(dòng)喂入羅拉和牽伸羅拉采集系統(tǒng)傳感器的輸入信號(hào)，并向伺服電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)，控制三個(gè)羅拉的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)牽伸倍數(shù)的改變。
2、本公司目前改進(jìn)方案二：電子牽伸傳動(dòng)在超大牽伸細(xì)紗機(jī)上應(yīng)用更有利于細(xì)紗機(jī)形成穩(wěn)定可靠的牽伸環(huán)境，從而為實(shí)現(xiàn)超大牽伸紡紗技術(shù)提供了有力的條件。本公司運(yùn)用西門子S7-200系列PLC224XP通過(guò)通訊方式與觸摸屏連接，采集系統(tǒng)各種傳感器的輸入信號(hào)，并向變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，控制3 個(gè)羅拉的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的控制。
超大牽伸細(xì)紗機(jī)電子牽伸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介： 本公司涉及到的細(xì)紗機(jī)超大牽伸型式為四羅拉四皮圈搖架加壓，總牽伸倍數(shù)在50 ～ 300倍之間，前區(qū)牽伸倍數(shù)控制在10 ～ 50倍，中區(qū)牽伸倍數(shù)控制在 2 ～ 4倍，后區(qū)牽伸倍數(shù)控制在 2 倍以內(nèi)，羅拉直徑為27mm。交流伺服電機(jī)M1、M2、M3分別同步傳動(dòng)前羅拉、第二羅拉和第三羅拉，由于后區(qū)牽伸倍數(shù)不大，第三羅拉和后羅拉轉(zhuǎn)速接近，它們之間采用齒輪傳動(dòng)，以降低成本。三個(gè)電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)三列羅拉，牽伸倍數(shù)的改變可通過(guò)對(duì)前羅拉轉(zhuǎn)速的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二、硬件設(shè)計(jì)及組成
1、觸摸屏
本系統(tǒng)采用威倫MT6056i觸摸屏，根據(jù)所紡紗線要求在觸摸屏上輸入相關(guān)的參數(shù)值，并對(duì)紡紗過(guò)程中的機(jī)器狀態(tài)實(shí)施在線檢測(cè)。主要紡紗工藝參數(shù)有：錠速、捻度、粗紗定量、細(xì)紗特?cái)?shù)、前區(qū)牽伸倍數(shù)、中區(qū)牽伸倍數(shù)和后區(qū)牽伸倍數(shù)等。
2、PLC控制器
本系統(tǒng)采用的可編程控制器為西門子S 7 -200CPU224XP，最多可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊，本身帶兩個(gè)通訊口、兩個(gè)PTO/PWM高速脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器頻率可達(dá)100kHz，最多支持 8 個(gè)PID控制回路。PLC接收觸摸屏傳送過(guò)來(lái)的消息，根據(jù)建立的牽伸傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出發(fā)送給交流伺服電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)和周期。本系統(tǒng)PLC控制 3或4 臺(tái)伺服系統(tǒng)，而S7-200只有兩個(gè)高速脈沖發(fā)生器，所以需要添加位控模塊EM253，EM253提供單軸、開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制，此外，還需要添加I/O擴(kuò)展單元EM223。
3、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
伺服控制系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，本系統(tǒng)采用松下伺服AE5，伺服驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為MEDHT7364E，伺服電機(jī)的型號(hào)為MDME202GCG?？刂颇Ｊ椒譃槲恢每刂?、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制和全閉環(huán)控制等 4 種，牽伸傳動(dòng)系統(tǒng)采用速度控制模式，速度頻率響應(yīng)1.6 kHz，轉(zhuǎn)速可達(dá)2 000 r/min。交流伺服驅(qū)動(dòng)器接收由PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的脈沖個(gè)數(shù)和周期控制交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)牽伸機(jī)構(gòu)的控制。
4、編碼器
本系統(tǒng)所采用的編碼器型號(hào)為OVW2-20-2MHT，編碼器解析度為2 000 p/r。利用編碼器測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速，速度檢測(cè)方法采用M法測(cè)速，在固定的時(shí)間間隔Ts內(nèi)讀取速度信號(hào)的脈沖數(shù)從而計(jì)算出轉(zhuǎn)速的大小。
三、軟件設(shè)計(jì)
上電后用戶輸入?yún)?shù)，編碼器實(shí)測(cè)主軸轉(zhuǎn)速反饋給PLC控制器，算得錠子轉(zhuǎn)速，如果實(shí)際測(cè)得的錠子速度與設(shè)定的錠子速度偏差超過(guò)設(shè)定范圍，按照PID算法計(jì)算出修訂頻率，并將修訂后的頻率發(fā)給變頻器，從而調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)錠速的穩(wěn)定；如果實(shí)際測(cè)得的錠子速度與設(shè)定的錠子速度偏差在設(shè)定范圍內(nèi)，則計(jì)算 2或3 個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所需要的脈沖數(shù)求得脈沖周期和個(gè)數(shù)，向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖，控制三列羅拉運(yùn)轉(zhuǎn)。
1、觸摸屏
本系統(tǒng)采用威倫MT6056i觸摸屏，根據(jù)所紡紗線要求在觸摸屏上輸入相關(guān)的參數(shù)值，并對(duì)紡紗過(guò)程中的機(jī)器狀態(tài)實(shí)施在線檢測(cè)。主要紡紗工藝參數(shù)有：錠速、捻度、粗紗定量、細(xì)紗特?cái)?shù)、前區(qū)牽伸倍數(shù)、中區(qū)牽伸倍數(shù)和后區(qū)牽伸倍數(shù)等。
2、PLC控制器
本系統(tǒng)采用的可編程控制器為西門子S 7 -200CPU224XP，最多可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊，本身帶兩個(gè)通訊口、兩個(gè)PTO/PWM高速脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器頻率可達(dá)100kHz，最多支持 8 個(gè)PID控制回路。PLC接收觸摸屏傳送過(guò)來(lái)的消息，根據(jù)建立的牽伸傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出發(fā)送給交流伺服電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)和周期。本系統(tǒng)PLC控制 3或4 臺(tái)伺服系統(tǒng)，而S7-200只有兩個(gè)高速脈沖發(fā)生器，所以需要添加位控模塊EM253，EM253提供單軸、開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制，此外，還需要添加I/O擴(kuò)展單元EM223。
3、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
伺服控制系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，本系統(tǒng)采用松下伺服AE5，伺服驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為MEDHT7364E，伺服電機(jī)的型號(hào)為MDME202GCG?？刂颇Ｊ椒譃槲恢每刂?、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制和全閉環(huán)控制等 4 種，牽伸傳動(dòng)系統(tǒng)采用速度控制模式，速度頻率響應(yīng)1.6 kHz，轉(zhuǎn)速可達(dá)2 000 r/min。交流伺服驅(qū)動(dòng)器接收由PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的脈沖個(gè)數(shù)和周期控制交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)牽伸機(jī)構(gòu)的控制。
4、編碼器
本系統(tǒng)所采用的編碼器型號(hào)為OVW2-20-2MHT，編碼器解析度為2 000 p/r。利用編碼器測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速，速度檢測(cè)方法采用M法測(cè)速，在固定的時(shí)間間隔Ts內(nèi)讀取速度信號(hào)的脈沖數(shù)從而計(jì)算出轉(zhuǎn)速的大小。
三、軟件設(shè)計(jì)
上電后用戶輸入?yún)?shù)，編碼器實(shí)測(cè)主軸轉(zhuǎn)速反饋給PLC控制器，算得錠子轉(zhuǎn)速，如果實(shí)際測(cè)得的錠子速度與設(shè)定的錠子速度偏差超過(guò)設(shè)定范圍，按照PID算法計(jì)算出修訂頻率，并將修訂后的頻率發(fā)給變頻器，從而調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)錠速的穩(wěn)定；如果實(shí)際測(cè)得的錠子速度與設(shè)定的錠子速度偏差在設(shè)定范圍內(nèi)，則計(jì)算 2或3 個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所需要的脈沖數(shù)求得脈沖周期和個(gè)數(shù)，向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖，控制三列羅拉運(yùn)轉(zhuǎn)。
數(shù)字牽伸傳動(dòng)相對(duì)傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)有本質(zhì)上的飛躍，避免了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)的劣勢(shì)，采用多電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，抗力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)羅拉轉(zhuǎn)速的精確控制，形成了穩(wěn)定可靠的牽伸環(huán)境，有利于牽伸倍數(shù)和成紗品質(zhì)的提高。利用可編程控制器控制伺服驅(qū)動(dòng)器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)揮了數(shù)控技術(shù)在紡紗領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，對(duì)紡紗過(guò)程實(shí)施全程監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)調(diào)整。
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