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工業自動化與智能制造解決方案
紡織
 

技術方案

  2013/02/20  
  環錠細紗機臺達變頻器CT2000應用方案
 
   
   
一、項目介紹

傳統環錠細紗機改變整機轉速,需要通過更換皮帶盤實現,其不能實現運轉過程中的變速。因此,造成小紗及大紗階段產生較高斷頭率,從而影響紗線的產量及質量,并損失原料。采用變頻調速器可實現細紗機的無級變速,使紡紗過程在小、中、大紗階段所受張力波動幅度縮小,減少斷頭率,從而提高紗線產量、質量;配置網絡化通訊???,可以方便的進行生產監控和管理。 圖1&圖2

細紗工序的好壞直接影響到紗線的質量和產量。目前我國的紡紗廠中仍有大量傳統環錠細紗機在使用,隨著市場對細紗質量要求的不斷提高以及節能降耗的需求,傳統細紗機升級改造必要性凸顯。

■ 提高質量,降低斷頭率和改善毛羽值:因降低了小紗和大紗的斷頭率而中紗的斷頭率也得到了改善,因此千錠斷頭率大大降低。變頻器的平滑變速功能對減少紗線的毛羽效應較好,有利于減小大、中、小紗毛羽值。圖表為某廠細紗機變頻改造前后斷頭率和毛羽指數對比。

■ 降低生產成本:細紗斷頭率的減少為當值車工擴大看臺、減少萬錠用工本提供了可能。
■ 更改工藝便捷:更換品種或調節轉速時,不需更換皮帶盤。
■ 優化工藝:因變頻器是無級平滑調速,這為細紗生產工藝的優化提供了條件,可以根據生產的品種、原料的差異、濕度、溫度等因素微調紡紗工藝的整條速度曲線,達到了降低斷頭率的效果。
■ 提高產量:安裝變頻器后的細紗機,雖然在小紗和大紗時降低了5%-8%的速度(目的是降低斷頭率),但在中紗時根據車況提高5%-15%的速度,而中紗的長度占整個細紗長度的80%,也就使紡紗的整體速度提高了近10%,產量也就提高了近10%。大大提高了細紗機的生產效率。
■ 節約用電:主電機用變頻器驅動可最大潛力地挖掘電機的無功功率,提高功率因數無功功率,節省電能。
■ 便于聯網監控:變頻器配合PLC與計算機局域網可連為一體,監控生產情況。

二、設備介紹

來自臺達CT2000系列變頻器是一種高性能的高階磁場矢量控制變頻器,主要特點如下:
■ 無風扇設計配備高效率散熱片,采用正面穿墻式安裝與符合規格要求的風道散熱系統配置,可有效地對驅動器降溫,同時避免環境中的粉塵、棉絮等污染物進入驅動器。
■ 三位一體:CT2000將變頻器、PLC、文本顯示器三者有機地結合為一體,即實現高度集成化又保留了靈活性。
■ 高度擴展性:CT2000可同時插裝3種擴展卡,PG卡、I/O擴展卡、通訊擴展卡。借助內置PLC的MODBUS RS485主站功能,選購功能??楹虸O???,即可輕松構建系統網絡。
■ 強大的網絡通訊功能:CT2000除了內置RS485接口,還可以選配CANopen、DeviceNet、MODBUS TCP、EtherNet/IP、 PROFIBUS-DP、擴展卡。
■ 多種控制模式:CT2000具有恒轉矩速度精確控制模式、位置控制模式、轉矩控制模式,可驅動3相永磁同步電機。

三、改造方案
實際紡紗過程中,細紗的小、中、大紗的判定并無嚴格界限,且紗線不同,判定的紡紗長度也不同,現場紡紗張力測量中,張力的波動過程是一個漸進曲線過程,并非三段階梯式。為了穩定張力波動、減少斷頭,可以針對不同紡紗長度段設定不同變頻頻率,以達到產量和質量的最優化。為了實現最優化需要采用:觸摸屏(或文本顯示器)+PLC+變頻器的方案。

■ 穩健方案:利用臺達變頻器RS485接口的MODBUS通訊功能,配合臺達DVP系列PLC的通訊程序,可以在不同紗線長度段改變變頻頻率,達到產量和質量的最優化。具體配置為:DOP系列觸摸屏(或TP系列文本顯示器)+DVP ES2系列PLC+ CT2000變頻器。圖3
■ 優化方案:因臺達CT2000變頻器內部集成了PLC和文本顯示器,用一臺CT2000變頻器就可以實現觸摸屏(或文本顯示器)+PLC+變頻器的全部功能,借助CT2000內建PLC的MODBUS RS485主站功能,通過遠程IO(RTU485???IO??椋?,即可簡單構建系統。

四、 細紗機聯網監控

現代紡織廠隨著自動化水平的提高,對設備的聯網監控產生了更多需求。細紗車間作為紡紗工藝流程中配置設備最多的工部,越來越多的客戶需要對細紗車間實現聯網監控。

借助臺達機電產品強大的網絡整合能力,構建細紗車間監控網絡實現單臺細紗機運行狀況、產量統計、故障監控、工藝參數設定等功能。

1、 穩健方案網絡架構 圖4

2、優化方案網絡架構 圖5
圖1 某廠細紗機變頻改造前后斷頭率和毛羽指數對比
圖2 運轉的環錠細紗機
圖3 觸摸屏(或文本顯示器)+PLC+變頻器的方案
圖4 穩健方案網絡架構
圖5 優化方案網絡架構
新聞來源: 中達電通股份有限公司
 
 
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