【正文】 C 的絲光機(jī)交流變頻調(diào)速系統(tǒng) 20世紀(jì) 80 年代，國外大量使用 PLC 控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，在節(jié)能和節(jié)約維護(hù)設(shè)備的成本上都取得了非常可觀的效益。 (2)交流變頻調(diào)速的電源是使用先進(jìn)的 SPWM 技術(shù)，顯著地改善了電機(jī)運(yùn)行的質(zhì)量和性能，加上控制精度提高、調(diào)速范圍變寬，動(dòng)態(tài)性能更好，正逐步取代直流 電機(jī)調(diào)速。 到 20 世紀(jì) 70 年代 時(shí)期 ， 解決了 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案中的問題 所在 ， 所以 交流調(diào)速 馬上就 得到迅速的發(fā)展，現(xiàn)在 在生產(chǎn)設(shè)備上的調(diào)速系統(tǒng)都使用了 交流調(diào)速系統(tǒng) ，可見 交流調(diào)速系統(tǒng) 正在 逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)。 以前 的絲光機(jī)調(diào)速系統(tǒng)大多采用直流調(diào)速系統(tǒng)，但是直流調(diào)速系統(tǒng)存在比較多的弊端。 優(yōu)點(diǎn)：彎輥絲光機(jī)加工時(shí)，常常兩層織物疊在一起進(jìn)行，產(chǎn)量較高，有機(jī)身短、結(jié)構(gòu)筒單的優(yōu)點(diǎn)， 缺點(diǎn)：洗堿效率低，擴(kuò)幅效果差。得出影響絲光效果的因素有很多 ,主要是燒堿的濃度、溫度、作用時(shí)間、光時(shí)的張力和絲光后去堿等。絲光是指棉及其混紡織物在經(jīng)緯向都受到一定張力的情況下 ,用濃燒堿或其它化學(xué)藥品處理 ,以改變棉纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài) ,從而達(dá)到改善纖維性能的加工過程。 出口繼續(xù)保持平穩(wěn)增長。 但是， 當(dāng)我國 的 印染 市場 低端 產(chǎn)品的 需求逐漸 趨于 飽和以后， 又 隨著 我 國加入世貿(mào)組織，國 際市場 也逐步 打開，中國 的 印染 行業(yè) 融入了全球貿(mào)易鏈，成為世界的加工車間 。 關(guān)鍵詞： 絲光機(jī)；可編程控制器；通用變頻器；變頻調(diào)速 II ABSTRACT In recent years, China39。絲光機(jī)是國內(nèi)紡織印染行業(yè)大量采用的印染設(shè)備，由可控交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)施驅(qū)動(dòng)與控制，因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)存在 著許多的 弊端： 比 如 需要長期 維護(hù)、可靠性 比較 低、靈活性 比較 差、響應(yīng)速度 比較 慢、故障停車時(shí)間長 而 且 沒有 故障自檢測功能，所以嚴(yán)重影響 著 生產(chǎn)線 上 正常 的 運(yùn)行。 programmable controller。行業(yè)銳意進(jìn)取，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)基本平穩(wěn)的增長，經(jīng)濟(jì)效益明顯好轉(zhuǎn)，利潤、投資、出口等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增速較 20xx 年有較大提升。出口平均單價(jià) 美元 /米，增速較去年同期上升 個(gè)百分點(diǎn)，出口平均單價(jià)從 20xx 年開始到現(xiàn)在一直處于平穩(wěn)增長狀態(tài) 在此背景下，為了進(jìn)一步促進(jìn)我國紡織業(yè)的健康發(fā)展，使我國從一個(gè)紡織大國轉(zhuǎn)變成一個(gè)紡織強(qiáng)國。在這種狀況下，棉紗或者棉布完全浸于燒堿溶液中，對(duì)于機(jī)織織物，通常使用燒堿的濃度是 20－ 24％，對(duì)于紗線，使用燒堿的溶液濃度是 24－ 26％。 (1)布鋏絲光機(jī) 由前軋堿槽、繃布輥、后軋堿槽、布鋏擴(kuò)幅裝置、去堿箱、平洗機(jī)等部分組成。 特點(diǎn)：常以雙層進(jìn)行，產(chǎn)量較高，絲光均勻，不會(huì)產(chǎn)生破邊。 生產(chǎn)設(shè)備所具有的 高性能調(diào)速系統(tǒng) 基本上是 都采用 了 直流調(diào)速系統(tǒng)。從各方面來看，交流調(diào)速系統(tǒng)最終將取代直流調(diào)速系統(tǒng)。 (5)容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的切換，可以進(jìn)行高頻率的起停運(yùn)轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)電氣制動(dòng)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)。我國各行業(yè) 得生產(chǎn)設(shè)備中 也出現(xiàn)了大批使用 PLC 改造設(shè)備的成果，如機(jī)械行業(yè)，采用 PLC 作為控制裝置的生產(chǎn)設(shè)備越來越多。所以生產(chǎn)設(shè)備的每個(gè)電動(dòng)機(jī)要求速度相同，或者說保持一定的速度比值。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示 圖 2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 8 3 硬件設(shè)計(jì) 變頻器的選擇 變頻器的功能與構(gòu)成 變頻器實(shí)現(xiàn)的功能： (1)節(jié)能的應(yīng)用 通過變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行能夠節(jié)能，這是變頻器應(yīng)用最典型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 ④高精度準(zhǔn)確停車 生產(chǎn)過程中在預(yù)定的位置能夠準(zhǔn)確停車，對(duì)減小間歇時(shí)間來說是 十分必要的。 變頻器的基本原理見圖 3。其接線圖如圖 4 所示。 計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值： (5) 制動(dòng)電阻的最小值： (6) 制動(dòng)電阻 BR 的阻值應(yīng)由如下條件來決定： (7) 由式 (6)可以估算出制動(dòng)電阻的阻值為 350Ω。為 B 級(jí)絕緣。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。自整角機(jī) 還可以實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸、變換、接收和指示。本設(shè)計(jì)所選的 KL 系列自整角機(jī)都是要單相交流電源供電，故又稱單相自整角機(jī)。它也可以起停5KW 以下的異步電動(dòng)機(jī)，但每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過 1020次，開關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的 ～ 倍。 ④電磁線圈的電源種類，頻率繼而額定電壓。 其中 M1 電機(jī)在變頻器 U1 的調(diào)速及速度的反饋的電路圖如圖 6 所示。 梯形圖設(shè)計(jì) 梯形圖是一種標(biāo)準(zhǔn)的 PLC 編程語言，繪制時(shí)必須遵循一定的規(guī)則，具體如下 : (1)梯形圖的所有指令必須畫在母線右邊。梯形圖 如圖 10 所示 25 開始初始化進(jìn)布架的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)浸堿區(qū)的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)區(qū)的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定區(qū)的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)水洗區(qū)的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)布架的拖引輥轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束開啟變頻器1開啟變頻器2開啟變頻器3開啟變頻器4開啟變頻器6開啟變頻器5 圖 9 流程框圖 26 圖 10 梯形圖 27 5 設(shè)計(jì)小結(jié) 本文是針對(duì)絲光機(jī) 的變頻調(diào)速系統(tǒng)提出的。四年時(shí)間的學(xué)習(xí)和生活讓我得到了老師們真誠的關(guān)愛和同學(xué)們無私幫助。知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 本論文是在指導(dǎo)老師羅老師 和饒老師 的悉心指導(dǎo)下完成的，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，羅老師耐心的輔導(dǎo)我?guī)椭医獯鹨粋€(gè)又一個(gè)難題，使我順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。使用這種絲光機(jī)時(shí)，用戶在現(xiàn)場可以通過在現(xiàn)場的人機(jī)界面來設(shè)置變頻器的運(yùn)行頻率、啟動(dòng)和停止電機(jī)。 (5)在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的支路放在梯形圖的最上面，而有幾個(gè)支路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將并聯(lián)支路多的盡量靠近母線。根據(jù)電路圖和控制要求，將地址分配如表 8，表 9 所示 。本系統(tǒng)中采用 CJ1020 交流接觸器。本設(shè)計(jì)采用型號(hào)為 HZ1025 的組合開關(guān)。 表 7 控制式自整角機(jī)的型號(hào) 型號(hào) 勵(lì)磁電壓（ V） 額定頻率（ Hz） 最大輸出電壓（ V） 空載電流（ A） 空載 （ W） 零位電壓（ mV） 電氣誤差 重量（ g） 28KF4E 36 400 16 70 5,10,20 130 28KB4E 16 400 32 80 5,10,20 130 其它元器件的選擇 (1)按鈕的選用 按鈕是最常用的主令開關(guān)，在低壓控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控 制信號(hào)。減計(jì)數(shù)器： [1相 ]60kHz/2點(diǎn)、 10kHz/4點(diǎn) [2相 ]30kHz/1點(diǎn)、 5kHz/1點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存 器 一般用 8000點(diǎn)、變址用 16點(diǎn)、文件用在程序區(qū)域中最多可設(shè)定 到 7000點(diǎn) 19 自整角機(jī)按用途分為力矩式和控制式 (變壓器式 )兩種。所以選擇FX2N32MR001 型號(hào)。 Y90L4 型三相異步電動(dòng)機(jī)廣泛適用于不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的一般場合和無特殊要求的機(jī)械設(shè)備上，如金屬切削機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。 13 表 2 PG 速度控制卡類型 PGA2 A 相 (單 )脈沖輸入，開路集電極或補(bǔ)碼輸出 V/f 控制專用 PGB2 A 相 /B 相脈沖輸入補(bǔ)碼輸出對(duì)應(yīng)，矢量控制專用 PGD2 A 相 (單 )脈沖輸入，線驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) V/f 控制專用 PGX2 A 相 /B 相 /Z 相脈沖輸入，線驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)矢量控制專用 表 3 PGB2 的端子及其規(guī)格 端子 NO. 內(nèi)容 規(guī)格 TA1 1 脈沖發(fā)生器用電源 DC+12V(177。 根據(jù)表 1 可確定變頻器的容量 為 4KVA。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : ①該變頻器是基于現(xiàn)代控制理論的磁通觀測器、神經(jīng)元控制，直接控制轉(zhuǎn)矩，真正的電流矢量控制達(dá)到高精度轉(zhuǎn)矩控制 速度控制范圍： 1:1000 速度控制精度：土 % 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 150%/r/min ②操作設(shè)置簡單 ③多種控制功能以滿足各種機(jī)械需要。 (4)設(shè)備的合理化 高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，則注定要取代直流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)可以克服直流電動(dòng)機(jī)電刷、換向器不易維護(hù)等困難。 ③原有設(shè)備的增速運(yùn)轉(zhuǎn) 設(shè)備運(yùn)行的速度往往直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。 如圖 1 所示。在國內(nèi)外不僅大量的使用了基于 PLC 控制的交流變頻調(diào)速技術(shù)，而且?guī)砹肆己玫慕?jīng)濟(jì)效益。這種保護(hù)功能，不僅保護(hù)了變頻器，而且保護(hù)了電機(jī)不易被損壞。 交流變頻調(diào)速控制的優(yōu)點(diǎn)主要有 : (1)交流變頻調(diào)速是使用異步電動(dòng)機(jī)，和同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，具有體積小、占空間小、可靠性高、維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)簡單和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀及優(yōu)點(diǎn) 自 1885 年 發(fā)明了 交流電動(dòng)機(jī)， 因?yàn)?沒有 找到 理想的 調(diào)速方案， 所以交流電動(dòng)機(jī)一直只在 恒速拖動(dòng)領(lǐng)域 應(yīng)用到了 。電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能 的好壞 ，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量 的提高 、生產(chǎn)效率 的 提高和節(jié)能有著 極其重要的影響 。擴(kuò)幅作用是依照織物繞經(jīng)彎輥套筒弧形斜面時(shí)所產(chǎn)生的緯向分力將其門幅展寬。 絲光工藝條件不同所獲得的絲光效果是不一致的 ,多年來為了達(dá)到絲光的理想效果 ,實(shí)現(xiàn)絲光工藝的高 效 ,國內(nèi)外有關(guān)方面均作了大量試驗(yàn)研究和探討。 絲光是印染工藝中的基礎(chǔ)工序之一 ,它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著重要作用 ,大部分棉及其混紡織物在進(jìn)行染色和印花加工前都需進(jìn)行絲光處理。 19 月份，規(guī)模以上印染企業(yè)實(shí)際完成投資 億元，同比增加 %，高于紡織工業(yè)投資增幅 個(gè)百分點(diǎn)；施工項(xiàng)目數(shù) 589 個(gè)，同比增加 %；新開工項(xiàng)目數(shù) 455 個(gè)，同比增加 %；竣工項(xiàng)目數(shù) 169 個(gè)，同比增加 %。 絲光工藝和絲光設(shè)備 .............................................. 2 絲光工藝簡介 ................................................ 2 絲光設(shè)備 .................................................... 2 2 系統(tǒng)總體方案 ........................................................ 4 絲光機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方案的論證 ........................................ 4 直流調(diào)速系統(tǒng)所存在的問題 .................................... 4 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀及優(yōu)點(diǎn) .............................. 4 基于 PLC 的絲光機(jī)交流變頻調(diào)速系統(tǒng) ............................ 6 系統(tǒng)的同步設(shè)計(jì) .............................................. 6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 .................................................... 7 3 硬件設(shè)計(jì) ............................................................ 8 變頻器的選擇 .................................................... 8 變頻器的功能與 結(jié)構(gòu) .......................................... 8 變頻器的型號(hào)選擇 ..............