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卷染機控制系統

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Twido PLC和ATV71在卷染機控制系統中的應用

引言
   雙變頻器卷染機通過采用兩台變頻器分别控制前後兩個滾筒電機,實現兩個滾筒對織物反複收卷、放卷的恒線速度恒張力運行控制;同時還要實現計長測徑、自動平穩換向、自動停車、以及對染液的PID恒溫控制等,工藝參數設定、顯示及相關操作和監控由觸摸屏完成。

控制系統方案
   系統采用新一代ATV71系列磁通矢量變頻器,由Twido PLC加CANOpen通訊模塊作為主站,通過CANOpen總線控制2台ATV71變頻器(内置CANOpen接口,作為從站)的速度和張力的同步控制,在電機尾部加裝編碼器作為速度和轉矩的反饋,以提高系統的精度與性能。同時配Magelis XBT-G 5.7”黑白觸摸屏進行系統操作和監控及工藝的編制管理。 

 

控制方式
   入布完畢,由操作工測量該布卷的直徑,根據圈數計算出布厚,将這個值輸入到HMI,同時針對每種織物,染色所需要的張力、染色速度、道數以及溫度等也在HMI上面設定好,即可開始染布工作。也可将這些參數保存在工藝配方裡,這樣下次做同一種産品時隻需調出保存的工藝配方,非常方便。

控制算法
1. 放卷滾筒側對轉速進行控制,實現系統的恒線速度運行。由于放卷滾筒布卷直徑在時刻變化,PLC計算出實時直徑進而通過總線對變頻器頻率進行修正,以達到恒線速度的目的;
2. 收卷滾筒側對轉矩進行控制,實現系統的恒張力運行。收卷滾筒布卷直徑在時刻增大,轉速和轉動慣量都在時刻變化,PLC實時計算出所需輸出的轉矩通過總線給變頻器,來保證織物染色過程中的張力恒定。

系統特點
1. 采用先進的CANopen總線技術(可達1M Bit/s),對生産過程進行真正的全面實時控制管理;
2. 數字控制恒速恒張力系統,速度連續可調(精度±1%),張力輸出平穩,調節範圍從零張力到最大張力輸出;
3. 采用變頻電機比傳統直流電機和液壓傳動系統,接線簡單,系統可靠性更高,維護工作量小;
4. 兩台變頻器間采用公共直流母線聯接,達到節能降耗的目的;
5. 各種故障自動識别,自動報警,動作連鎖,安全性好;
6. 自動化程度高,支持用戶自己編制工藝流程,系統可按用戶工藝(速度、張力、道數、自動控溫、自動加/排水、自動加料等),自動完成全部的工藝流程;
7. 品種适應性強,由于采用速度、轉矩優化算法控制,實踐證明該雙變頻卷染機系統适應能力強,布的厚薄都不影響運行。從而打破了傳統觀念中卷染機怕薄織物的看法。

Twido PLC特點
1. 專為簡易安裝和小巧緊湊的機器而設計,Twido适用于由10到264個I/O組成的标準應用系統。具有一體化和模塊化兩種本體單元,它們可共用相同的選件、I/O擴展模塊和編程軟件。
2. Twido可編程控制器已經體現了它具有提高開放性、靈活性、簡易性和緊湊性的能力。可以支持CANopen、Modbus和以太網通信。

ATV71特點
1. 電源電壓最多下降至-50%時仍可不受影響,通過集成式EMC濾波器防止安裝不當産生的噪聲;
2. 可配置故障時的操作,方便的報警管理;
3. 專用于過程工業的PID調節器,高分辨率給定(1/32000)。
4. 速度或力矩控制,停車時可滿力矩輸出,最高可達220%的過力矩輸出;
5. 與主流通信網絡連接,内置CANopen模塊;
6. 獨立24V直流控制電源;
7. 再生制動單元,公共直流母線連接;
8. 帶有可定制顯示的圖形畫面。以6種語言顯示的普通文本(英語、漢語、德語、西班牙語、法語或意大利語),并可以添加其他的語種。導航鍵,用于方便地在菜單之間浏覽,“簡單起動”菜單,用于快速起動。功能鍵,用于快捷方式、聯機幫助或可針對某些應用場合進行配置。連續顯示電機的運行參數。

結束語
   在實際運行中,該套控制系統在小張力工況下運行穩定可靠,對用戶的生産工藝可全程自動控制,且系統維護工作量極小,取得了良好的效益。