摘要：本文主要介紹了并紗系統的工藝及控制要求，基于臺達變頻器設計了并紗機電氣控制系統，該系統投產后運行穩定，具有工藝調節靈活，成紗質量好等。

關鍵詞：變頻器  并紗機  控制系統

VFD-B變頻器

    VFD-B變頻器是臺達高性能、向量型交流電機驅動器，采用高品質的元件、材料及融合最新的微電腦控制技術制造而成，能夠完美地滿座低壓范圍內的高性能應用要求。與其它臺達型號變頻器相比，將為用戶帶來獨一無二的驅動技術靈活性。VFD-B變頻器以其模塊化的設計(功率模塊、控制單元和PU01)及其安全保護功能（集成化的故障安全保護）、通訊能力（Modbus networks）和能量回饋等各種獨創功能而卓爾不群，可以適用于各種驅動解決方案。

其主要特點如下：

（1）集成了故障安全保護功能：

構建帶有故障安全保護功能的驅動系統時，不需要附加設備即可集成標準的自動化系統中，完成自動化與驅動的完美組合。

（2）實現了再生能量的回饋：

配有再生能量回饋能力的功率模塊。

（3）增強的環境適應力和耐受力：

采用了智能冷卻的設計理念，增強了變頻器的魯棒性。

（4）無故障化的安裝、運行控制和簡單的維護；

圖2 系統配線圖

RF231B并紗機

RF231B并紗機的特點：

　　（1）采用了單面電機驅動和變頻調速，使卷繞線速的調節更簡便，工藝調節更靈活；

　　（2）電子斷頭檢測裝置的應用，可避免缺股紗的產生；

　　（3）警示復位按鈕的應用，使得紗斷錠位易發現；

　　（4）采用分段組裝式結構，可縮短現場安裝時間；

　　（5）操作面板：操作簡單方便，可很容易地設定線速度，設定并監視運行線長；

　　（6）氣動抬升裝置：氣動鏟的設計使得紗斷時可立刻鏟起筒子，接頭十分方便；

　　（7）張力裝置：通過加減張力片可很容易地實現張力的調節。

　　并紗筒子的卷繞密度在很大程度上決定于卷繞張力，卷繞張力大，可增加筒子的卷繞密度，增加容量；但卷繞張力過大，將使紗線伸長，破壞紗線的彈性和條干均勻度，且不利于后道工序加工；卷繞張力過小，筒子斷頭后易嵌入筒子內，接頭時不易尋找紗頭，而且筒子容量減小，紗線也有可能從筒子上成疊脫落，因此，卷繞張力必須適當。

　　卷繞張力除受卷繞線速度影響外，張力裝置對它的調節作用也十分重要。本機采用的自重壓盤式張力裝置，主要通過選擇張力墊片和增減張力片數量來控制紗線張力。

　　為了平衡卷繞張力，在選擇張力片重量時，必須注意到卷繞線速度與紗線規格。紗線細，卷繞速度愈高時，應選用較輕的張力片；反之，則須稍重一些。

　　（8）筒子架壓力補償裝置：它主要有兩項功能：①調節筒子與槽筒之間的接觸壓力，以調節筒紗的卷繞密度或硬度；②在筒紗卷繞直徑增大時，由于筒子重量的增加，筒子架壓力相應增大，通過筒子架壓力補償裝置加以補償，由此使筒子架壓力在整個筒子卷繞期間趨于均勻。

　　（9）槽筒：槽筒通過其溝槽的引導把紗交叉卷繞在筒子上，同時，這種傳動筒紗的回轉方式可以使筒子從開始卷繞到卷繞結束，其卷繞線速度保持恒定，而與筒紗直徑大小無關。

　　（10）氣動抬升部件：斷紗時斷紗檢測裝置將信號反饋給電磁閥，這時氣路接通，氣缸推動氣動鏟將筒紗抬起。

　　加裝變頻器后，通過車頭控制儀快慢速頻率設置，能夠完整的擬合出并紗過程中工藝要求的速度曲線，使其在并紗全過程中大小紗的紗線張力的一致性相對恒定，紗線重疊現象得到有效的避免，使成紗質量有大幅度的提高。實踐證明：使用變頻器后，大小紗的并紗張力的一致性相對無變頻器要均勻的多；在成紗重量差異（大小紗的差異，無變頻器時是明顯存在的）及成紗毛羽差異得到了改善。

圖3  RF231B并紗機結構圖

控制系統

　　RF231B并紗機性能優良、操作方便，機電一體化程度高，具備：系統參數設定，定長使能，整車設定，單節設定，單錠設定，參數顯示，產量管理，通訊狀態等功能。

臺達TP04文本按鍵介紹

（1）ESC-退出鍵：

　　表示不確認此結果或退出到上一畫面。

（2）ENTER-確認鍵：

　　表示對設定的數據或選定的結果確認。

(3) ▼-向下/數值減少鍵：

　　表示向下翻頁或數值的減少設置。

（4）▲-鍵向上/數值增加鍵：

　　表示向上翻頁或數值的增加設置。

（5） -左向移位鍵：

　　表示選定的圖標向左移動。

（6） -右向移位鍵：

　　表示選定的圖標向右移動。

（7）F0/F5：

　　在系統菜單操作時可以作為0（F0）或5（Shift+F0）的常數輸入鍵，在使用者頁面時可由使用者定義其他功能。其他功能鍵亦然。

（8）Shift：

　　此鍵是配合功能鍵F0～F9做特殊功能使用。

使用說明

　　（1）快速頻率設定：表示該設備需要運行的最高頻率數，最大數值為50，超過50時，系統默認為50。快速頻率參數設置范圍：0～50HZ。快速頻率運行時間表示設備在最高頻率運行時所保持的時間，設定范圍為1-10s。

　　（2）慢速頻率設定：表示該設備需要運行的最低頻率數，最大數值為50，超過50時，系統默認為50。慢速頻率參數設置范圍：0～50HZ。慢速頻率運行時間表示設備在最低頻率運行時所保持的時間，設定范圍為1-2.5S。

　　（3）錠子總數：表示整機設備的錠子數目。一般在出廠時根據實際錠子數量設定好，不需要更改；但可以由實際生產情況的實際數目進行設定。應該設置為10的整數倍數值。

　　（4）參數設定方式選擇：表示參數參數設定是否用整車還是單節。設定0表示整車統一設置，此時整車的參數一致；設定1表示單節設定，此時可以每節參數可以不一致，但需要在單節設定中進行設置；設定2表示單錠設定，此時可以每錠參數可以進行設置。

　　（5）定長使能：表示可以定義是否使用定長功能。設定0表示有定長（定長功能開放），即定長達到后可以實現自動停車功能；設定1表示不使用定長功能（定長功能關閉），即紗線在不斷頭和有原料情況下可以無限的的做下去，此時需要人為控制紗線長度。

　　（6）定長長度：表示需要設置的定長值。

　　（7）左側股數：表示整機左側需要設置的紗線股數。

　　（8）右側股數：表示整機右側需要設置的紗線股數。

　　（9）單節設定：表示1至10節中設置的定長長度值和股數。

　　（10）單錠設定：表示1至100錠中設置的紗線定長長度值和股數。

　　（11）1-4班當班產量：表示選定的1-4班在本班次的產量。

　　（12）1-4班上班產量：表示1-4班的上一個班次的產量。

　　（13）班次選擇：表示當班需要定義的班次。

　　（14）累計總產量：表示該設備自使用起累計的紗線長度。

　　（15）通訊狀態：記錄故障發生節號。

注意

　　1、在運行線長≥設定線長并開放定長功能狀態下，電機自動停止運轉，PLC自動進行單錠清零并重新計長。

　　2、用戶在實際做紗時，快慢速頻率差一般應控制在2～3Hz之間。

RF231B電氣系統構成

傳動部分

　　包括主電機、吹吸風電機、自動潤滑裝置、自動清潔裝置、變頻器、各種開關等。

數據檢測部分

　　該部分由主軸、斷紗檢測傳感器等組成。功能為自動檢測紗線的運行，為計算班產、定長、股數控制提供數據。

變頻器速度控制

　　該部分有左右臺達VFD-B變頻器控制分別左右電動機，變頻器依據PLC傳輸的快慢速頻率控制曲線自動調整電機運行，提高紗線質量和產量。

　　卷繞線速度通過車頭控制箱上的電腦控制儀進行控制。卷繞線速度應根據紗線原料的品種規格，并結合前后道工序產量的銜接等因素來設置,卷繞線速度是通過變換電機頻率來達到無級調速的。

　　卷繞線速度V=3.14*0.082*D1*N1/D2=12.5958f。

產量計算

　　產量Q（Kg/錠*時）=V*N*60/（1000*Nm）。

　　由此看來，變換不同的頻率就可得到不同的卷繞線速度。不同規格原料的紗線，設置的卷繞線速應有所不同；在相同的卷繞線速度條件下，不同規格原料的紗線，其產量也各不相同，見表1。

表1產量表

說明:f---電機頻率，N1---電機轉速，N2---槽筒轉速，V---卷繞線速度，Q---產量(kg/錠*時)，N---并合紗線根數，Nm---紗線公支數。

臺達PLC控制部分程序

表2   VFD-B臺達變頻器參數設置

現場安裝調試

安裝

　　在地面上彈一條中心線，使車頭箱的中心線與之對齊，然后逐節安裝；每一節的中心線均與之對齊。

檢查

　　檢查退紗軸與導紗鉤的軸心是否對中；檢查各軸承座上的緊定螺釘是否緊定；檢查槽筒軸上的槽筒緊定螺釘是否緊定；檢查帶輪上的螺釘是否緊定；檢查各擋圈上的螺釘是否緊定；檢查筒子架上的各種螺釘是否全部并緊；檢查氣動各接頭部位是否漏氣。

　　以上檢查必須逐個查實，否則會影響機器性能，而且會產生不安全因素。用手盤動槽筒手感是否太重，若太重，則需調整。經檢查，一切正常后，方可按“開車順序”上紗開車。

　　右側槽筒逆時針轉動，左側槽筒順時針轉動（從車頭看車尾方向）。若發現旋轉方向不對，則調換電機相線接法。

筒管與槽筒的接觸調整

　　（1）按節組裝的機器，在出廠前已調整完畢，一般可直接試運行。

　　（2）將空筒管夾在筒管壓盤之間，安裝于筒子架上，使筒管能自由轉動，然后輕輕按下筒子架，使筒管與槽筒接觸，若接觸不良，則須松開筒子架，轉動筒子架使筒管與槽筒有良好接觸.是否有良好接觸，除了用目測方法外，還可以用手盤動槽筒來檢驗.若與其接觸的筒管運轉無跳動或頓滯現象，運行平穩順暢，則說明接觸良好，否則，就屬接觸不良，須重新調整。

　　（3）筒管的中心（軸向）應與槽筒中心（軸向）對齊。

　　（4）筒管與槽筒的接觸壓力應按卷繞的紗線品種規格來定，調節筒子架壓力補償裝置壓簧的起始位置，筒管與槽筒的接觸壓力就會發生相應變化。壓簧的起始位置往上調，則接觸壓力增大，往下調則減小。

紗線張力調整

　　本機采用自重壓盤式張力裝置，紗線張力的控制主要通過選擇不同的張力片與增減張力片的數量來調節。

引紗操作

　　（1）引紗線路

　　退解筒子上引出紗頭→導紗鉤→ 張力架瓷環→ 壓盤式張力器→斷紗檢測器→集紗器→切絲器→導紗輪→導紗桿→進入卷取筒管。

　　（2）完成以上引紗操作，然后按啟動按鈕開始并紗。

斷頭打結

　　發生斷頭，電子斷紗檢測器會發出信號給單錠控制儀表或單面控制盒，其又將信號分別輸給切絲器與電磁閥，從而使切絲器切絲，同時使氣缸推動氣動鏟將卷繞筒子抬起。

　　（1）卷繞筒子停轉后，反向轉動筒子，找到斷頭，引好紗線，將紗線拉出打結；放下筒子架，使其停放在氣動鏟上。

　　（2）單錠控制時，按啟動按鈕，使氣動鏟落下，筒子接觸槽筒開始運行，同時斷絲監控器與切絲器又重新恢復工作。

結語

　　本文闡述臺達VFD-B變頻器產品在并紗機上的應用。從行業的角度講述變頻器的優勢：電機速度調節范圍更廣，翻改品種快捷方便，無需更換皮帶盤。

　　采用變頻器控制電機可以最大潛力挖掘電機的無功功率，充分利用和提高功率因數，達到節電目的。變頻器降速對減少小線毛羽效果較好，紗線成型良好，具有潛在商業價值。

作者簡介

　　盛亮均（1984-） 男 電氣工程師，主要從事電氣設計工作。

參考文獻

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