变频调速在钢丝起毛中的应用
日期：2008-10-22 23:30:02 来源：中国自动化网
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1 引言
起毛机主要用于各种呢绒织物的后整理，对织物表面进行拉毛处理。毛织物的起毛是利用起毛是利用起毛机上的刺针等将粗梳毛织物等表面的纤维一端拉出，形成一层绒毛的过程，织物经起毛后，可使绒隐蔽，花型柔和，织物变得松厚柔软，增强保暖性。
钢丝起毛机主要是由起毛滚筒（钖林）针辊、牵引辊、出布辊、吸尘箱和机架等组成。
起毛作用是起毛滚筒、针辊（顺针辊和逆针辊）和织物三者各自得转向和速度合成得结果。调节顺针辊和逆针辊对织物运行得速度差便可获得不同得起毛效果。当顺、逆针辊上针尖与织物的相对速度为零时，顺、逆辊都不发生起毛或梳毛作用，即称为“零点起毛”。逆针速度大于零点时为起毛，小于零点时为梳毛。顺针速度大于零点时为梳毛，小于零点时为起毛，起毛机的起毛滚筒、前、后牵引辊、顺针辊、逆针辊和出布辊采用6台交流异步电动机分别传动，变频调速。各单元的速度可任意调节，也可按一定的比例关系同步调节。
2 起毛控制系统
起毛机采用PLC控制的变频调速系统，主要由可编程控制器PLC、触摸屏TP和6台变频器V1－V6组成。PLC与变频器通过RS－485串口协议进行通讯，控制各台电动机的同步协调运转，同时PLC还与触摸屏通讯，完成设定，显示、修改工艺参数和全机的起动、停止等操作。设定和修改的工艺参数主要有变频器（或电动机）起动时间，停止时间等，监控电动机电流以掌握各电动机的负荷情况和运转状态。实现故障诊断功能，触摸屏还可将工艺参数成组的存储在PLC的用户数据区内,供随时调用。控制系统原理框图如图1所示。
图1 起毛机控制系统原理框图
如图1,PLC采用RS－485串口协议与触摸屏通讯并与各台变频器(配有一个标准的RS－485通讯接口)进行通讯,控制6台变频器和相应的电动机的转动、停止、起动时间、正转、反转运转、变频器输出频率和电动机转速以及故障诊断等。各电动机的运转速度需保持比例同步，根据加工品种的不同，各电动机运转速度的比例也不同。
3 起毛传动特点
根据起毛工艺的不同在起毛加工过程中，前牵引电动机和顺针起毛辊电动机有可能被拖着转，出现“倒拖”现象，致使该电动机运转在发电状况。这样，一方面在变频器直流侧可能产生高电压危及变频器的安全远行；另一方面，各电动机的速度比例关系将被破坏，影响起毛质量。为此，将6台变频器的直流侧相互并联，形成共直流母线的工作方式（如图2所示），便可很好的解决“倒拖”现象，因为各变频器的直流侧并联，处于倒拖电动机产生的电能可完全被处于电动运转下的电动机所吸引，同时由于6台变频器直流侧的6只电容亦并联运行，因而，大大增加了电容量，电容上的电压也不易突变。另外，起毛机各变频器采用共直流母线方式运行、可保证在起动或停车过程中各电动机速度的比例关系不变，对提高织物起毛质量是有效果的。
该系统的输入总功率：
P=P1+P3+P4+P6-P2-P5+Ps
式中Ps——整流、逆流及电路损耗功率
可见，采用共直流母线方式解决“倒拖”现象，由于倒拖电动机M2、M5发出的电能被电动运转电动机M1、M3、M4和M6所用，因而，减少了输入总功率，起到了节能效果。
图2 共直流母线电路框图
4 结束语
起毛机采用6单元变频分部传动后，提高了起毛质量，有利于多品种的加工，同时扩展了起毛机的功能，如可自动引布、快速清理、包针布和联机磨针等，也可在不同钖林转速，不同布速下实现零点起毛，设备操作简便，在现场生产中取得较好效果。
使用RS－485通讯，仅通过一条通讯电缆连接多台变频器，就可完成变频器的起动、停止，频率设定以及多电动机的同步协调运转，大大减少了现场接线，缩短了现场安装、试调时间。
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起毛机主要用于各种呢绒织物的后整理，对织物表面进行拉毛处理。毛织物的起毛是利用起毛是利用起毛机上的刺针等将粗梳毛织物等表面的纤维一端拉出，形成一层绒毛的过程，织物经起毛后，可使绒隐蔽，花型柔和，织物变得松厚柔软，增强保暖性。
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钢丝起毛机主要是由起毛滚筒（钖林）针辊、牵引辊、出布辊、吸尘箱和机架等组成。
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起毛作用是起毛滚筒、针辊（顺针辊和逆针辊）和织物三者各自得转向和速度合成得结果。调节顺针辊和逆针辊对织物运行得速度差便可获得不同得起毛效果。当顺、逆针辊上针尖与织物的相对速度为零时，顺、逆辊都不发生起毛或梳毛作用，即称为“零点起毛”。逆针速度大于零点时为起毛，小于零点时为梳毛。顺针速度大于零点时为梳毛，小于零点时为起毛，起毛机的起毛滚筒、前、后牵引辊、顺针辊、逆针辊和出布辊采用6台交流异步电动机分别传动，变频调速。各单元的速度可任意调节，也可按一定的比例关系同步调节。
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2 起毛控制系统
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起毛机采用PLC控制的变频调速系统，主要由可编程控制器PLC、触摸屏TP和6台变频器V1－V6组成。PLC与变频器通过RS－485串口协议进行通讯，控制各台电动机的同步协调运转，同时PLC还与触摸屏通讯，完成设定，显示、修改工艺参数和全机的起动、停止等操作。设定和修改的工艺参数主要有变频器（或电动机）起动时间，停止时间等，监控电动机电流以掌握各电动机的负荷情况和运转状态。实现故障诊断功能，触摸屏还可将工艺参数成组的存储在PLC的用户数据区内,供随时调用。控制系统原理框图如图1所示。
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如图1,PLC采用RS－485串口协议与触摸屏通讯并与各台变频器(配有一个标准的RS－485通讯接口)进行通讯,控制6台变频器和相应的电动机的转动、停止、起动时间、正转、反转运转、变频器输出频率和电动机转速以及故障诊断等。各电动机的运转速度需保持比例同步，根据加工品种的不同，各电动机运转速度的比例也不同。
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3 起毛传动特点
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根据起毛工艺的不同在起毛加工过程中，前牵引电动机和顺针起毛辊电动机有可能被拖着转，出现“倒拖”现象，致使该电动机运转在发电状况。这样，一方面在变频器直流侧可能产生高电压危及变频器的安全远行；另一方面，各电动机的速度比例关系将被破坏，影响起毛质量。为此，将6台变频器的直流侧相互并联，形成共直流母线的工作方式（如图2所示），便可很好的解决“倒拖”现象，因为各变频器的直流侧并联，处于倒拖电动机产生的电能可完全被处于电动运转下的电动机所吸引，同时由于6台变频器直流侧的6只电容亦并联运行，因而，大大增加了电容量，电容上的电压也不易突变。另外，起毛机各变频器采用共直流母线方式运行、可保证在起动或停车过程中各电动机速度的比例关系不变，对提高织物起毛质量是有效果的。
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该系统的输入总功率：
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P=P1+P3+P4+P6-P2-P5+Ps
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式中Ps——整流、逆流及电路损耗功率
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可见，采用共直流母线方式解决“倒拖”现象，由于倒拖电动机M2、M5发出的电能被电动运转电动机M1、M3、M4和M6所用，因而，减少了输入总功率，起到了节能效果。
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4 结束语
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起毛机采用6单元变频分部传动后，提高了起毛质量，有利于多品种的加工，同时扩展了起毛机的功能，如可自动引布、快速清理、包针布和联机磨针等，也可在不同钖林转速，不同布速下实现零点起毛，设备操作简便，在现场生产中取得较好效果。
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