艾默生工业自动化（中国）

    浆纱是棉纺织厂整理车间的重要工序之一，合理的浆纱张力对织布、印染等后续工序影响巨大。随着企业的发展及市场的变化，石家庄常山纺织集团第五分公司根据自身的工艺要求，提出了对旧式的大雅浆纱机改造的要求。
1. 问题的提出：浆纱机的张力大小直接影响产量。旧式浆纱机采用机械式传动机构，张力调节范围较窄。随着设备的老化机械零件的磨损，张力逐渐下降。更换机械零件不便及费用的居高不下促使企业下决心对其进行改造。
2. 改造对象：浆纱机——大雅兴业股份有限公司生产。
3. 改造思路：改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。
4. 改造方案：将浆纱机织轴张力控制系统由原来的机械张力控制改为由艾默生变频器TD3300控制。
4.1. 拆除浆纱机织轴的机械传动装置。
4.2. 将原浆纱机动力电机（22KW）经新增传动减速装置直接拖动浆纱机织轴。

4.3. 新增一普通电机（11KW）取代原动力电机拖动原系统的其他部分（精轴、锡林、压辊等）。
4.4. 保留浆纱机上的一次传感器、配电箱按钮等，拆除配电箱内的常规控制器件包括中间继电器、主接触器、熔断器等。
4.5. 新增TD3000-4T0150G、TD3300-4T0220G变频器各一台。
4.6. 新增触摸屏一面。PLC EC20-2012BRA一台。
4.7. 张力控制电机风扇侧安装旋转编码器作为张力控制变频器TD3300的速度反馈。
4.8. 按图一图二重新装配配电盘。

4.9. 新增材料表：

5. 方案实施：
5.1. 用户给出的大雅浆纱机设备及工艺参数：
车速（线速度）2~60米/分。一般正常车速38米/分。
张力2000~5000牛/米。
织轴空芯卷径 116mm、220mm两种。
织轴最大卷径（满轴）小于500mm。
主电机 Y系列普通电机 4极 11KW。
织轴电机 Y系列普通电机 4极 22KW。
5.2. 计算改造所需参数：
5.2.1. 计算张力电机到织轴的减速比：
减速比<=织轴空芯卷径*3.14*电机额定转速/最大车速（线速）=（0.116*3.14*1460）/60=8.87
5.2.2. 复核电机功率：
电机功率>=（最大张力*电机额定转速*最大织轴半径）/（传动比*9549）=（5000*1460*0.25）/（8.87*9549）=21.5KW
5.2.3. 确定参数：
经计算减速比应确定为8.8左右。
厂方在改造时受自身条件影响，决定将减速比提高到13.15。
最大车速=织轴空芯卷径*3.14*电机额定转速/减速比=（0.116*3.14*1460）/13.15=40.46
经厂方确认最大车速满足工艺要求。随确定减速比为13.15。
5.2.4. 速度编码器选用600线旋转编码器，一并交厂方安装。
（建议旋转编码器选用600线以上产品，太低影响系统性能；安装时要小心不要对其实施太大的冲击，以免损毁。）
5.3. 主变频器参数设定：
5.3.1. 根据浆纱机实际情况张力控制系统的主机变频器选择无速度反馈开环矢量控制方式的TD3000-T40110G变频器。变频器采用端子控制。
5.3.2. 主变频器参数设定表：（未涉及的参数采用出厂设定）
参数 值 参数 值
F0.03 2 F5.01 12
F0.05 1 F5.02 13
F0.09 1.5
F1组参数按电机名牌并调谐。
5.4. 张力变频器参数设定：
5.4.1. 张力变频器（TD3300-4T0300G）采用开环张力转矩模式（F3.06=3），线速度采于主变频器的运行频率输出。控制方式同样采用端子控制方式。
5.4.2. 张力变频器参数表：（未涉及的参数采用出厂设定）
参数 参数值 参数 参数值
F0.02 1 F5.02 4
F0.04 10 F5.04 12
F0.05 1 F5.05 8
F0.10 6 F5.11 1
F0.11 6 F6.03 0.6
F1.00 13.15 F8.00 0
F1.01 电机铭牌 F8.02 屏设定
F1.02 380 F8.03 4500
F1.03 电机铭牌 F8.04 4
F1.04 50 F8.07 17
F1.05 电机铭牌（1420） F8.08 1
F1.06 1 F8.09 800
F1.08 1 F8.10 110
F2.00 2 F8.12 屏设定
F2.09 0 FA.02 7
F2.10 0.01 FB.00 600
F2.11 50 FB.01 1
F2.12 4 FC.00 1
F2.26 1 FC.03 73
F2.27 10 FC.04 10
F2.28 1.5 FC.05 3
F3.06 3 FC.11 200
F3.12 5 其它参数默认值
6. 触摸屏组态
    触摸屏选用HITECH PWS6600-S屏。为了提高系统的时效性能，PLC与其交换数据的地址尽量选择一组连续的PLC地址。
组态画面图：

7.4.2. 累计纱总长、匹长、匹数并打印。连续打印清除匹数：

7.4.3. 总长数值有可能超出一个寄存器的计数范围因此采用双字显示。

7.4.4. 与变频器TD3300通讯，读取张力、卷径数值：

7.4.5. 设定张力并写入然后回读：

7.4.6. 设定卷径：

8. 系统调试：（只介绍张力变频器TD3300-4T0220G的调试过程）
8.1. 为保证参数的准确性，将变频器参数初始化，恢复出厂设置。
8.2. 控制方式选择 F0.02 =1（闭环矢量控制）
8.3. 检查编码器是否正常。FB.00=600
按运行键，查看运行是否正常。如果变频器只在2HZ左右工作或启动过流，显示电流很大。则可能是编码器接线错误、每转脉冲错误、编码器的方向反等原因；如果是低速运行正常，高速过流则可能是编码器的联轴器松动高速打滑的原因。
8.4. 设定机械传动比：F1.00=13.15（一定要准确）。
8.5. 电机调谐：按照电机名牌设定电机参数。
电机调谐时必须断开电机与负载的连接。调谐过程是自动完成的，如果调谐时电机长时间不能转动起来，说明电机参数严重不符或电机有故障。重新输入电机参数或更换电机。
8.6. 电机方向确认：一般定义为FWD控制时电机的运行方向为实际需要的方向。
8.7. 惯量调谐：将电机与负载（减速系统）断开（空载）调谐。
首先用默认参数调谐。完毕后将加减速时间1设为20秒，惯量自学习转矩设定1设定为10%，惯量自学习转矩2设定为20%，再进行调谐。完毕后，参数自动保存在FC.09——FC.12中。记录FC.09——FC.12的参数值，然后将FC.09——FC.12参数清零，待初调系统稳定后再输入。
8.8. 确认输入线速度信号的准确性：
确认线速度模拟量输入的信号大小、极性和范围。可以通过切换变频器的显示内容来显示AI口的信号大小和稳定情况。必要时调整主变频的输出口增益。
线速度输入信号，其虑波时间为0.6秒，
8.9. 参数设定：按参数表输入参数。确认无误后联机试车。
9. 试车：
9.1. 不挂纱测试整车按钮动作是否正常，并排除故障。
9.2. 通过触摸屏输入初始卷径、设定张力；查看触摸屏显示数值是否与变频器显示的数据一致。
9.3. 上纱。设定张力值为1000；启动主变频低速运行；上轴；手动将纱线绕轴一周并绷紧纱线；启动张力变频。
9.4. 查看张力是否合适。
9.5. 停车。修改设定张力。
9.6. 重复3至5步。直到满足工艺要求（注意：修改张力一定要停车）。
9.7. 输入参数FC.11材料惯量补偿系数:
用来补偿系统加减速过程中克服材料转动惯量所需的额外转矩，设定参数应为材料密度与卷轴长度的乘积，材料密度的单位为千克/米，卷轴长度单位为米。实际操作时输入计算值的1/3，并根据系统运行情况调整。本系统输入FC.11=200.
注意：此参数输入后有可能导致卷轴反转，手动调整此参数可避免反转。
10. 调试中出现的问题：
10.1. 惯量调谐电机不转：惯量自学习转矩设定1与惯量自学习转矩设定2数值偏小，适当加大即可。
10.2. 系统低速时抖动：浆纱机开车过程中在操作工整理纱线、换轴时不准停车，而是运行在一个特定的爬行速度。此速度主变频运行在2Hz以下。此时张力变频器工作在开环张力转矩模式不满足张力变频器工作条件。由于速度很低纱线行走长度有限，经用户确认不影响整体工艺要求。
10.3. 换轴时加张力绷断纱线：此故障为操作工操作不当引起。换轴没有按规定按下卷径复位按钮。



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