联合浆丝机电气控制系统.doc

联合浆丝机电气控制系统解决方案摘要：本控制案例全部采用台达的机电产品集成。控制核心采用台达EH系列高性能小型PLC，该产品具有体积小，运算速度快，控制功能强大等特点，是工业自动化控制不可或缺的机电产品；人机界面采用台达A系列触摸屏，其强大的巨集指令功能、灵活的画面编辑和多通讯埠配置，适合复杂的系统集成；传动系统采用台达B系列泛用型矢量变频器，具有控制功能全、控制精度高、过载能力大、稳定性高等特点；速度反馈采用台达ES系列增量型编码器，该产品具有抗干扰性好、响应速度快和稳定性高等特点。该控制方案主要特点是变频器速度同步和恒张力收卷控制。关键词：变频器、小型PLC、编码器测速、恒张力收卷、速度同步。一 生产工艺介绍联合浆丝机属于化纤生产的前道设备，由于化纤丝饼的丝是松散开的，抗拉强度很差，不利于下道工序生产，所以必须把丝用化学浆捏合起来；其次，通过联合浆丝机把丝饼的丝卷成辊，为下道工序生产作准备。图一丝饼架和浆丝机图二联合浆丝机全貌 联合浆丝机机械部分由丝饼架、浆丝机、烘干箱、蒸汽锡林辊、卷曲辊和减速箱和刹车系统组成。丝饼架主要放置丝饼和出丝，一般大约能挂1700-2500饼丝，主要保证丝饼的正常出丝，电气检测：断丝检测。如果在生产中出现断丝情况，则通过报警灯报警，操作工停机接丝。浆丝机功能主要作用是给化纤丝上浆；浆槽内加有一定量的化学浆，当丝从上浆辊上经过时，化学浆就粘在丝上了，在浆槽出口处装有丝扣，把丝分开，防止丝与丝之间粘合。烘箱的功能主要是把丝上的浆烘干，加强其附着力，使化纤丝完全粘合。主要是温度控制，通过温控器来控制蒸汽进汽阀门的开度，达到调节烘箱内温度的目的。蒸汽锡林辊的功能主要是使化纤丝保持一定的张力情况下，保证丝的烘干及光洁度和抗拉强度。卷曲辊作用主要是收卷，主要控制是张力控制，必须保证无论在卷大卷小情况下，张力的恒定，即恒张力收卷。二、系统配置 主控单元：采用台达EH系列高性能PLC，型号DVP32EH00R2, 16点输入，16点输出。 人机界面：采用台达A系列5.7寸单色触摸屏，型号：DOPA57GSTD，该产品具有强大的通讯功能和丰富的画面组态功能。 传动核心：采用台达B系列矢量控制型变频器，该系统采用台B系列变频器.上浆辊变频器，型号：VFD022B43A，功率：2.2KW；锡林辊变频器，型号：VFD022B43A，功率：2.2KW；卷曲辊变频器，型号：VFD075B43A，功率：7.5KW；4. 测速装置：采用台达ES系列增量型编码器，编码器解析度：200ppr。三主要控制要点PLC和变频器之间采用RS485通讯方式来控制，具有方便简洁，控制精度高，抗干扰能力强，性价比高等特点。速度同步控制功能传动系统由上浆辊、锡林辊和卷曲辊组成，其中上浆辊和锡林辊之间采用速度同步控制，必须保持一定张力，而且要求张力可调，通过调整上浆辊和锡林辊之间的速比来实现。在HMI上可以修改该张力参数，方便灵活。卷曲辊的恒张力收卷功能卷曲辊的恒张力控制是整个浆丝机系统的核心，如果张力控制不好，会出现断丝，卷曲丝松紧不匀，则严重影响下道工序生产。由于本系统收卷辊无辊径和卷绕圈数检测，通过在锡林辊和收卷辊之间增设张力辊，安装个张力检测接近开关来检测当前张力。张力检测接近开关由上到下分别代表收卷张力太大、张力大、张力偏大、张力正常、张力偏小、张力小和张力太小。其中，张力太大和张力超小都必须停车，因为张力超大，会造成化纤丝崩断；张力太小，化纤丝会卷绕到上浆辊上，造成冲扣和化纤丝粘连。计长和测速功能在锡林辊和卷曲辊的计量辊上，安装编码器，由于该计量辊运行中滑动基本可以忽略，通过编码器A和B相采集脉冲，送达PLC的高速计数输入X0和X1，A相脉冲用来计长，B相脉冲用来测速，其中测速周期为100S，采用定时中断高速计数来实现，假设每100S内检测到的脉冲数为K.则有关计算如下：长度计算L()A相脉冲数200（线/圈）*辊径D（）* 圆周率1000当前速度V()K(个/100)10200（线/圈）*辊径D（）* 圆周率1000通过设定经长，当经长到达时，系统自动停车，报警灯亮，提醒操作人员下卷。 升、降速控制和停车整机升、降速时，必须保证收卷辊的张力恒定。由于上浆辊和锡林之间是固定的传动比，假设上浆辊的速度为V1，锡林辊速度为V2,传动比为，则V1/V2，所以在升速和降速时，也是按照传动比进行控制。收卷辊的升速和降速是张力检测调节。当张力正常和偏大时，锡林辊和上浆辊才可以升速，这样可以保证在升速时，张力波动最少。升速和降速的幅度通过HMI画面设定，升降速快慢由PLC的定时增加和减少速度值来进行控制，避免了变频器内部参数无法解决的升降速状态下的恒张力控制。浆丝机停车方式有减速停车和紧急停车两种。由于浆丝机有断丝情况发生，必须有紧急停车要求。当断丝时，变频器必须马上停止输出，自由停车，同时马上抱闸。减速停车是按照PLC程序扫描来降速，当降到设定速度值时，变频器速度停止输出，并抱闸，防止收卷辊松卷。 锡林烘缸恒温控制通过在烘缸轴上安装热电偶，实时检测烘缸内的温度，把温度信号送到温控器温度检测端，和设定温度值进行比较，经PID运算，输出420信号去控制蒸汽阀门的开度，从而起到调节和稳定烘缸内的温度，保证良好的烘干效果。（温控器采用国产品牌）四HMI画面规划 HMI主要用来设定参数和显示数据，是人机数据交换的主要装置。设定的参数主要有经长设定、速度设定、张力设定参数设定、张力微调参数、张力粗调参数等；所有设置参数均有操作权限，保证无关人员误操作。HMI显示的主要参数有当前经长、当前速度、经长到达、变频故障数据。PLC程序见附件。五结束语该种设备以前基本上都是采用模拟量来控制变频器的速度，开关量来控制变频器的启停，参数显示采用数码管来显示；而且，在收卷辊上安装计卷光电开关，进行计圈数，从而造成