石秋洁 （1960—）
女，高级讲师, 高级技师， 1982年毕业于合肥工业大学工企自动化专业，现在广东省中山市中等专业学校任教, 全国机械中专电气类专业教学指导委员会常务委员，主编了《变频器应用基础》。

1  平纱纺机工作流程简介

    平纱是指粗细均匀，支数、捻度一定的纺织纱。而能够将棉条纺成平纱的机器叫平纱纺机，
平纱纺机原来只使用了一个锭子电机（也叫主速电机），它带动锭子旋转，且通过齿轮传动将运动传送给前、中、后罗拉的辊子，各辊子之间的速比决定了纱的支数和捻度，其中纱的支数由后罗拉和前罗拉的速比决定，后罗拉的速度越快纱越粗，支数越高。纱的捻度由锭子和前罗拉的速比决定，锭子速度越快捻度越高。

    原来的平纱纺机只通过更换不同速比的齿轮减速机构，得到各辊子之间不同速比关系，从而纺出不同支数和捻度的纱来。

2  竹节纱的概念

    竹节纱是在平纱的基础上，使纱的粗细按照一定的规律，也可以无规律地发生变化，它的结构如图2所示。
   
                        图 2   竹节纱结构图

    其中，节粗、节长、节距可以有规律也可以无规律的变化。若用平纱纺机纺出竹节纱，就需要对纺机进行技术改造。

3  系统的硬件设计

    3.1 各变频器功能及设计

    锭子（主速）电机15kW，用15kW变频器驱动，拖动锭子；

    前罗拉电机2.2kW，用2.2kW变频器驱动，拖动前罗拉；

    后罗拉电机1.8kW，用2.2kW变频器驱动，拖动后罗拉；

    中罗拉：利用原来中、后罗拉的变速齿轮从后罗拉电机得到运动，各变频器之间的连接如图3所示。

    变频器采用易能系列，PLC采用三菱FX系列晶体管输出型（MT型）。调节主速变频器的给定，可以调节锭子的转速；由变频器模拟量输出端子A02作为前、后罗拉变频器的给定，这样调节主速电机转速；前后罗拉的速度也相应地得到了变化，通过调节W2、W3可以调节主速电机与前、后罗拉的速比，纺出的纱的支数、捻度也就改变了，也就是说三台变频器实际上是同步调节，既有统调，又有各台的微调，以调整各环节之间的速比。通过三台变频器之间的谐调工作，就可以纺出支数、捻度不同的平纱来。

    要得到竹节纱的效果，后罗拉电机需要在基础转速（平纱对应的转速）的基础上有一定的增加量（节粗），增加量需持续一定时间（节长），而这个转速的增加量通过X7端子输入的脉冲频率的高低来决定。
所以后罗拉电机的转速是由CCI（平纱对应转速频率）+X7（脉冲频率）来决定的。

    为了使得操作界面更加友好，对于一些基本参数如:主速给定频率,竹节纱的节粗、节长、节距通过人机界面输入给PLC，由PLC根据输入参数调节主速变频器的给定频率和后罗拉变频器X7的脉冲频率及脉冲持续时间，从而使后罗拉变频器的输出频率能够根据竹节纱的参数要求而进行相应的变化

    3.2  人机界面的功能设计

    人机界面主要有3个画面,如图4所示。

    画面1：监设画面。

    自动/手动选择；

    启动：3台变频器同时开始工作；

    停止：3台变频器停止工作；

    指示灯：3台变频器是否启动；

    曲线指示：目前主速变频器的输出频率的变化曲线。

    画面2：变频调速画面：可以调节主速变频器的频率。

    画面3：参数设定：这里给出了1~15组节粗、节长、节距的参数，并指定了竹节纱的竹节参数。
　

   
    
    其他作者：肖平（1961－）男 ，副教授，现在广东省中山市职业技术学院任教，广东省职教协会机电专业教学指导委员会常务委员，编著了《模具设计与制造》。