上图为收卷系统接线示意图。图中PLC负责外围逻辑信号和时序的处理。在前车头左中右均安装有现场操作按钮箱供挡车工使用,可以控制起停,加减速度,复位等。变频器的模拟量输出口除了输出速度信号之外,还用于数显表的张力和车速显示。张力通过控制盘上的电位器进行调整。可以看出,这是一个很精简的张力控制系统,大部分复杂功能的实现都集成在变频器的内部,从而降低了成本,提高了可靠性。

调试过程:

    浆染联合机/并纱机/浆纱机的控制原理和调试方法都很相似。调试过程需要关注的主要有:各种速度系数的计算,张力的选取,卷径复位方式选择,编码器的安装,制动电阻的安装与散热等。例如线速度与拖引变频器、卷绕变频器之间的对应关系很重要,需要较为精确的设定。但是有时候用户也给不出这些比例参数,这时候可以让变频器工作在5hz的频率下,运行一分钟对卷绕轴计数,看卷绕轴转过的圈数,除以5hz时刻一分钟四极电机应该转过150转,这样基本可以把传动系数测量出来。最小线速度的设定要合理,一般的经验参数是最大线速度的一半。但是如果生产的品种改变,这时候速度上不去,那就要及时修改最小线速度的设定值。宜兴中港纺织就发生过改生产粗纱之后张力通过电位器无法调节的现象,事后到现场发现粗纱的生产速度慢,到不了最小线速度,因此一直是零速张力在起作用,电位器当然改不了。但是最小线速度不能设得太小,否则起始时刻卷径计算误差较大,从而张力波动也变大。

    纱线的卷绕,从调试的角度来说比布匹,纸张难度要大。因为纱线在刚刚上车张紧的时候并不能做到松紧程度一致。这种情况下,假设原先500N的张力,对均匀缠绕的纱线是适合的,但是如果松紧不一,紧的纱线可能对应500N的力量就大了,应力一集中就会发生断头,并进一步形成连锁反应,是全部纱线断裂,这个现象工人们称之为“爆头”。为了避免这个现象,我们设计增加了点动上车功能,让卷绕变频器首先工作于速度模式,用较低的速度点动将纱缠在卷绕轴上,并且工人将其尽量分布均匀。速度模式下,由转矩限幅来进行张力的控制,此时的变频系统相当于力矩电机,限幅的值一般设得很低。待转过几圈,轴上纱线松紧程度接近的时候,才切换到转矩控制模式,同时,转矩控制模式下,转矩限幅不起作用,可以进行正常的张力控制。

    对于卷绕的电机,采用变频电机是最优的选择。对于一个卷径比变化比较大的系统,在满卷的时候,变频器可能会工作在3~5Hz。这时候对于系统,包括电机的散热都是一个严峻的考验。事实证明,TD3000、TD3300的低频性能是相当出色的,3Hz运行平稳,张力控制效果没有变化。但对于电机来说,此时的散热条件相当苛刻,时间稍长,便会过热保护。因此选用变频电机是合适的。

结束语:

    EMERSON TD3300变频器自从在安徽安庆东至纺织厂成功应用于进口泰利浆染联合机的改造之后,已经在很短的时间之内在华东地区的浆纱机、卷染机等有相似张力控制工艺工况的生产线或生产设备得到了迅速的推广应用,或取代机械变矩器,或取代直流电机,或取代力矩电机,都取得了很好的控制效果,并且得到用户的普遍认可,一些原来只有通用变频器无法进入的配套厂也得以借此机会顺势进入。就性价比而言,TD3300是目前该领域具有优异性能价格比的优势产品。