【內(nèi)容提要】
本文主要介紹了西門子的伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和控制系統(tǒng)在七單元漿紗機(jī)上的應(yīng)用效果，
【關(guān)鍵詞】
漿紗機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、PLC
一、 概述
漿紗是紡織工業(yè)的一道重要工序，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的精度和速度響應(yīng)等要求較高。從紗線的退卷開始，漿槽浸漿、烘房烘干到卷繞成型，中間要經(jīng)過(guò)伸長(zhǎng)控制、溫度控制、回潮控制、張力控制、計(jì)長(zhǎng)控制、卷繞控制等多種高精度控制過(guò)程，使紗線變?yōu)榫哂兴枰倪m宜回潮率、伸長(zhǎng)率、上漿率和卷繞張力的實(shí)用價(jià)值的經(jīng)紗。
二、 性能特點(diǎn)
在深入分析了漿紗機(jī)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)上，北京海訊通電子技術(shù)有限公司與德國(guó)西門子公司合作研制了七單元漿紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)，成功結(jié)合了西門子公司在紡織工業(yè)領(lǐng)域多年的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用成果，及我國(guó)紡織機(jī)械制造廠家和最終用戶的需求，采用西門子公司最新的MASTERDRIVERS MC伺服驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字伺服電機(jī)、以及s7-300PLC，大屏幕操作單元MP370，設(shè)計(jì)制造了具有世界先進(jìn)水平的漿紗機(jī)控制系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)際試車驗(yàn)證，本系統(tǒng)的技術(shù)方案配置和實(shí)際效果優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類機(jī)型。主要特點(diǎn)和性能如下：
＊性能指標(biāo)比較
系統(tǒng)特色
1． 電氣控制系統(tǒng)采用全套德國(guó)西門子元器件。從空氣開關(guān)、接觸器到PLC、操作單元、伺服變頻驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)全部選用西門子器件，結(jié)合西門子提供的專用卷繞軟件、位置控制軟件、自動(dòng)同步軟件，輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的高精度、高性能、高可靠性；易于維護(hù)，使用戶得到全面的售后服務(wù)，實(shí)現(xiàn)西門子的全集成自動(dòng)化解決方案。
2． 高性能價(jià)格比。性能最優(yōu)：采用西門子最新技術(shù)的MASTERDRIVER MC伺服驅(qū)動(dòng)器和機(jī)床專用的高精度伺服電機(jī)，高響應(yīng)、高動(dòng)態(tài)特性；價(jià)格最低：西門子是目前世界上最大的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商，產(chǎn)品性能先進(jìn)，產(chǎn)量大，紡織業(yè)只是應(yīng)用之一，將數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品應(yīng)用于紡織工業(yè)，是西門子的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)項(xiàng)，而其它中小公司研制的專用產(chǎn)品勢(shì)必在開發(fā)費(fèi)用、產(chǎn)量?jī)r(jià)格和性能水平上無(wú)法與西門子相匹敵。
3． 采用漢化人機(jī)界面，適合中國(guó)用戶。人機(jī)界面博采世界多家紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家之精華，結(jié)合西門子專用軟件和中國(guó)特色，開發(fā)出適合中國(guó)用戶要求和習(xí)慣的低成本軟件方案，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制和最佳效能。
三、 系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成
漿紗機(jī)機(jī)械部分是無(wú)錫市華力紡織機(jī)械廠生產(chǎn)的新型七單元漿紗機(jī)，北京海訊通電子技術(shù)有限公司根據(jù)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，采用西門子產(chǎn)品的配置情況如下：
傳動(dòng)控制：此方案采用西門子最新的“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)” MASTERDRIVER MC伺服驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)漿紗工藝過(guò)程的高速度和高精度。
操作面板：大屏幕（12.1″TFT）MP370顯示單元，應(yīng)用組態(tài)畫面30多幅，動(dòng)畫顯示工藝過(guò)程，工藝參數(shù)一目了然，快捷鍵操作非常方便。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用數(shù)字芯片，無(wú)硬盤，安全可靠，溫度適應(yīng)范圍廣，不會(huì)死機(jī)。集成的Profibus DP接口使操作單元與PLC的數(shù)據(jù)傳輸更快捷，高速。
S7-300系列PLC：CPU315-2DP控制器具有DP接口，可以方便的與MP370和MC進(jìn)行高速通訊。
PROFIBUS DP總線：PROFIBUS DP是用于全集成自動(dòng)化的系統(tǒng)總線，可以提供最大12M bps的傳輸速率。由于優(yōu)越的傳輸特性和高的傳輸速率，在上位機(jī)與下位機(jī)的通訊中被廣泛采用
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：
四、 主要控制過(guò)程說(shuō)明
車速和伸長(zhǎng)率控制：利用西門子MASTERDRIVER MC伺服驅(qū)動(dòng)器獨(dú) 有的裝置間12Mbps同步數(shù)據(jù)傳送功能及驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的位值－速度－轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制系統(tǒng)，使伸長(zhǎng)率控制精度達(dá)到0.01%，并且保證在升降速過(guò)程和穩(wěn)態(tài)過(guò)程中保持不變，減少紗線斷頭，保證上漿率和伸長(zhǎng)率。
回潮控制：利用當(dāng)今世界最先進(jìn)的德國(guó)mahlo回潮儀，在線測(cè)量紗線的回潮率，由回潮檢測(cè)控制儀輸出控制信號(hào)和參考信號(hào)，PLC自動(dòng)控制全機(jī)車速在設(shè)定范圍內(nèi)升降，以達(dá)到控制回潮率的目的。
烘房溫度控制、漿槽溫度控制：漿液溫度和烘房溫度的自動(dòng)控制是獲得良好上漿及伸長(zhǎng)率、回潮率的必要條件。獨(dú)立的硬件PID控制，響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)性好，具有低速防過(guò)烘功能。
漿槽壓力控制：壓漿輥壓力隨著車速的變化按照預(yù)先定義的多段斜率曲線變化，滿足上漿率在不同速度下保持一致?？刂魄€可自由定義，適應(yīng)更多紗線品種。
卷繞控制：運(yùn)用西門子獨(dú)有的精確卷繞控制軟件（系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)算材料的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、摩擦力等），無(wú)需張力傳感器，能夠?qū)⒖椵S從φ100mm卷到φ1000mm。卷繞張力可以實(shí)現(xiàn)從0－500K gf曲線設(shè)定。
結(jié)束語(yǔ)
本套七單元漿紗機(jī)電器控制系統(tǒng)采用了多項(xiàng)德國(guó)西門子公司最新先進(jìn)技術(shù)，在西門子公司的全套技術(shù)支持下研制開發(fā)成功，具有技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)秀、價(jià)格合理等特點(diǎn)。
由于采用先進(jìn)技術(shù)，減少功率損耗，使系統(tǒng)總功率減小，如卷繞電機(jī)采用西門子通用數(shù)字主軸電機(jī)，加上特種卷繞軟件，只需要9.5KW，而其他廠家用特種卷繞電機(jī)或變頻電機(jī)需要22KW，因此本套全伺服控制系統(tǒng)總價(jià)甚至比其它廠家的普通變頻系統(tǒng)還便宜，打破了以往伺服系統(tǒng)價(jià)格高昂的觀念。
本系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)行多年，并且已經(jīng)有四十多套二單元漿紗機(jī)、三單元漿紗機(jī)、及多單元染漿聯(lián)合機(jī)等各類紡織機(jī)械全套伺服系統(tǒng)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的運(yùn)行案例。同時(shí)我公司已經(jīng)成功改造了301，306，大雅TAYA-500型單漿槽漿紗機(jī)多臺(tái)，有的已經(jīng)運(yùn)行了3年多了，用戶反映良好，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
北京海訊通電子技術(shù)有限公司 黃國(guó)杰 先生 010 62142072，13810296108
