發布時間：2015-08-10 點擊：

變頻器在地毯機等紡織機械中的應用

本文介紹了變頻器在進口地毯紡織機械中如何實現變頻調速和自動化改造，描述了地毯機利用變頻器控制定位、慢啟動、運行過程中的變速過程。滿足紡織工藝的要求，大大提高了紡織質量，減輕了操作工人的勞動強度。

　　一、引言

　　變頻器以其優異的調速和起、制動性能，高效和顯著的節電效果，以及廣泛的應用領域等諸多優點，而被國內外公認為較理想、較有發展前途的調速方式。變頻器作為一種高新技術的產品，兼有節能與環保（當今世界經濟發展的兩大主題）的特點，越來越受到重視，并逐漸取代直流調速，在傳動系統中具有舉足輕重的地位。近年來隨著紡織機械機電一體化技術水平的不斷提高，交流變頻調速已成為一種趨勢。在大多數新開發的紡織機械產品中幾乎無一離外地應用了交流異步電動機變頻調速裝置。

　　中國許多紡織廠現有的紡機大多屬八、九十年代從國外進口，尤其以美國、英國、日本為多。此設備較陳舊，自動化水平不高。而現在生產的新設備中，基本上實現了機電一體化，集中控制系統，生產效率和質量都得到了極大的提高，可設備費用相當昂貴。現在廣大工控人士對紡織機械的自動化和變頻改造都給予極大的關注。

　　二、地毯機變頻改造的工作原理

　　此地毯機為80年代美國生產，整個電氣控制結構較簡單，自動化水平低，工人勞動強度大。在參考現代進口紡機的工作原理和工藝要求后。我們對此設備進行了下例技術改造。

　　選用一臺變頻器DNV3100系列15KW的變頻器（配制動電阻）同步控制兩臺5.5KW主軸電機，輔助以歐姆龍的光電開關、施邁賽的安全拉線開關、德國P+K接近開關等檢測元件，控制全機的開機、停機、報警及滿紗、落紗等工作。

　　1、 變頻器調速的工作過程

　　紡機需要一個慢啟、慢停，斷紗、滿紗精確停車過程，變頻器調速的整個工藝流程如

　　2、開機、停機工藝實現

　　電機在運轉前需提示2s，用一60分貝的蜂鳴器在開機前鳴叫2s，以提示操作工人把手退出針工作區。為了克服在啟動時啟動無力和不平滑的缺點，將啟動頻率設定為6hz，適當提高啟動轉矩，同時把變頻器的另一種功能即S曲線加入到啟動過程中，這樣它既有慢啟動的功能又有比較圓滑的啟動過程，讓人感覺得到從低速上升過程中的速度變化。這樣解決了直接啟動中電機經常燒壞的問題，又防止了粗紗細節和斷頭的產生。

　　斷紗停車、滿紗停車或安全保護停車時，同樣使用S曲線的減速過程。粗紗機停車還有一個特殊的要求就是錠翼定位停，機器每次減速停車后錠翼停在同一個位置上，針退出布層，離布面3mm處（精度在1%內），以便操作工的操作。我們利用變頻器的可編程輸入輸出端子和PLC編程可實現這技術要求關鍵點。具體過程是這樣，變頻器在減速停車到設定頻率6hz時，利用可編程繼電器輸出一個信號給PLC，PLC判斷信號后輸出一個點動信號給變頻器，保持6hz低速運行一定時間。此時光電接近開關開始工作，檢測安裝在錠翼輪的位置檢測點，檢測輸出開關量信號給 PLC ，輪旋轉一周PLC計數一次，記數滿兩次后，PLC輸出一個信號給變頻器關斷輸出，同時電磁離合器動作。

　　3、變頻點動實現

　　點動頻繁是地毯機的又一特點，地毯機的點動只要按著點動按扭將保持一定頻率運行，這種低速運行是為了操作、試針、維修等方便。要求低速運行，并可在任意位置停車。但是變頻器不能長期工作在6hz以下，而且連續、頻繁的點動會引起過電流保護。我們在PLC里加入判斷程序，就是在一定時間內，連續點動只響應一次。點動時，我們不要求準確位置停車，所以我們在PLC編程中加入另一判斷程序，判斷是點動還是正常運行。如是點動，將不響應提示音，接近開關不工作，電磁離合器繼續工作。PLC因為其豐富的可編程序指令，完全可以實現這些功能。遞恩電氣變頻器也有著完善的可編程外控端子輸入輸出，可以方便的和PLC實現連接。變頻器外控端子接線圖如下所示：

　　4、急停系統

　　在此次設備改造中我們增加了許多功能：在設備前后各安裝一個安全拉線開關，當緊急情況下工人可方便的拉動拉線，讓電機立即快速停下來。我們選擇了光纖式光電傳感器作為檢測斷線用，當斷線后，線頭飄過光電檢測區域，光電開關動作，輸出一個信號給PLC。PLC發出警告并停機。

　　由于錠翼旋轉具有一定的慣性，且設備運行中不斷有快速停車過程，變頻器加一個制動電阻實現能耗制動，保證變頻器不會過壓保護。

　　三、效果分析

　　遞恩電氣變頻器設備經改造投入運行后，工作穩定可靠，操作方便，取得了顯著的經濟效益。采用變頻調速后，可以根據需要調節電機轉速，提高生產效率。電機穩定運行，毯面質量明顯提高，而且能實現準確的位置停車后，織出的地毯上再沒有停機留下的痕跡。 安全保護系統完善，工人勞動強度大大減輕。

　　四、結束語

　　隨著自動化水平的不斷提高，生產設備越來越先進，產品質量不斷提高。只有質量好的產品在市場競爭中才能立于不敗之地。而我國現有的紡織設備都比較陳舊，而進口先進設備價額貴。利用變頻器、PLC等自動化技術對現有的設備進行改造，既可以節省設備成本又可以提高產品質量和生產效率。

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