新型精梳机多单元分步传动及其控制系统
日期：2008-10-30 0:04:29 来源：中国自动化网
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目前，新型精梳机都在加强机电一体化方面的研究和开发，促进了精梳机的自动化程度的提高。在国产新型精梳机中，变频调速和PLC控制已得到了应用，而在线检测技术已见于国际最新型的精梳机中。可见，控制技术是新型精梳机今后发展的关键和动力。
从国外和国内新型粗纱机和新型并条机的发展动态上可以看出，分步传动、自调匀整、在线检测和工业控制计算机(IPC)技术也是新型精梳机发展的方向，这些技术的运用将促进新型精梳机的设计和制造迈上新台阶。但是，目前尚未见到其研究成果和应用报道。这里介绍的新型精梳机多单元分步传动及其控制系统将对新型精梳机的技术进步有所裨益。
1新型精梳机多单元分步传动系统的设计
在纺织机械中，精梳机的传动系统是所有单机中较为复杂的一种，传动路线长，机构复杂，回转部件多，因此，设备故障率较高，机物料消耗大。基于上述原因，采用多单元分步传动可提高设备运行的稳定性，简化传动系统、提高运行效率和质量水平。
针对新型精梳机在采用多单元分步传动的设计方案上，需作如下考虑；
(1)把精梳机的传动系统分为二个单元，这两个传动单元分别是：第一传动单元控制棉卷罗拉、钳板、锡林、分离罗拉等部件的运动，第二传动单元控制并合牵伸罗拉，圈条成形等部件的运动。
(2)二个传动单元分别由独立电机传动，两单元间运动联系由工业计算机控制。
(3)二个传动单元的电机转速分别由两台变频器控制，变频器的频率设定由工业计算机控制并输入。
新型精梳机多单元分步传动系统设计方案如下图：
2新型精梳机多单元变频控制系统设计
新型精梳机多单元变频控制系统具备以下基本功能：
(1)在线显示实际运行的工艺参数，包括：锡林转速、各电机速度及变频器频率、精梳机台面输出罗拉与并合牵伸给棉罗拉间的张力牵伸倍数、精梳条输出速度和长度、满筒定长值等。
(2)工艺参数的设置与修改，无论是否运行，所有工艺参数均可进行修正。
(3)启动和停机过程中各罗拉的转速要保持稳定。
(4)负载变化时，各罗拉的转速与设定值的相对误差应小于此。
(5)要求适当的状态指示(运行、设置)和故障查询帮助功能。
(6)设置精梳条的主要质量参数库，用户可直接调出不同时间的精梳条质量记录参数。
(7)设置通讯接口，保留与其它微机联网的功能，实现远距离质量监控。
根据以上基本功能要求，该控制系统的设计应作如下考虑：
(1)以IPC机作为中央控制器，所有工艺参数设置、运行过程中工艺参数的控制及动态显示，历史记录，故障处理和分析都借助于微机来实现。
(2)采用多单元变频器调速系统对各回转部件进行速度控制，可以很好地满足速度精度与不断变化的要求。
(3)速度传感器选择精度较高的矢量变换控制器，工控机选择主频较高的机型，采用微机矢量变换控制SPWM变频调速系统，可以获得高动态性能调控。 新型精梳机多单元变频控制系统的整体设计如下图所示：
由于本人对自调匀整系统及控制方式了解不多，本设计方案中没有将自调匀整系统列入。考虑到整个控制系统应具有一个友好的人一机界面，所开发的控制系统要是一个基于Windows操作系统的应用程序，同时要求微机的数据处理速度快，对系统控制的快速响应时间短，因此，IPC机的选择应予以重视。而在软件设计上应大体包括了三个板块：人机操作界面、数据库开发、通讯程序接口。
3结论
考虑到采用上述设计，新型精梳机成本增加较多，因此，只有在高速精梳机上采用本设计方案才具有实际可行性。总之，新型精梳机采取上述设计方案后，具有如下几个方面的优点：
3．1 采用IPC机控制下的多单元分步传动系统，有利于提高整机高速运行的平稳性，便于自调匀整系统的安装和应用，可进一步提高精梳条的质量水平。
3．2 采用变频控制，软件系统中应用数据库的设计和良好的人一机界面，有利于网络化和智能化管理。
3．3 用IPC机技术完善新型精梳机的控制系统，可以进一步捉出精梳机的效能和技术水平。
针对新型精梳机采用多单元分步传动和工业控制计算机控制系统的设计，将促进新型精梳机向精梳机和并条机合二为一的方向发展，同时，要做好系统软件的开发和研究，保证控制精度能够满足精梳机的生产需求，适应未来远程网络化管理。
参考文献
[1> 许正军、陈瑞琪，花式纺纱机多单元变频控制系统的研究[J>，东华大学学报(自然科学版)，2001，(2)：59～63．
[2> 陈振翼，电气传动控制系统[M>，中国纺织出版社，1998，174～202．
[3> 刘梅城，新型精梳机及具流程的讨论[J>，山东纺织科技，200l，(2)32～34．
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
从国外和国内新型粗纱机和新型并条机的发展动态上可以看出，分步传动、自调匀整、在线检测和工业控制计算机(IPC)技术也是新型精梳机发展的方向，这些技术的运用将促进新型精梳机的设计和制造迈上新台阶。但是，目前尚未见到其研究成果和应用报道。这里介绍的新型精梳机多单元分步传动及其控制系统将对新型精梳机的技术进步有所裨益。
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1新型精梳机多单元分步传动系统的设计
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在纺织机械中，精梳机的传动系统是所有单机中较为复杂的一种，传动路线长，机构复杂，回转部件多，因此，设备故障率较高，机物料消耗大。基于上述原因，采用多单元分步传动可提高设备运行的稳定性，简化传动系统、提高运行效率和质量水平。
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针对新型精梳机在采用多单元分步传动的设计方案上，需作如下考虑；
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(1)把精梳机的传动系统分为二个单元，这两个传动单元分别是：第一传动单元控制棉卷罗拉、钳板、锡林、分离罗拉等部件的运动，第二传动单元控制并合牵伸罗拉，圈条成形等部件的运动。
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(2)二个传动单元分别由独立电机传动，两单元间运动联系由工业计算机控制。
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(3)二个传动单元的电机转速分别由两台变频器控制，变频器的频率设定由工业计算机控制并输入。
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新型精梳机多单元分步传动系统设计方案如下图：
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新型精梳机多单元变频控制系统具备以下基本功能：
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(1)在线显示实际运行的工艺参数，包括：锡林转速、各电机速度及变频器频率、精梳机台面输出罗拉与并合牵伸给棉罗拉间的张力牵伸倍数、精梳条输出速度和长度、满筒定长值等。
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(2)工艺参数的设置与修改，无论是否运行，所有工艺参数均可进行修正。
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(3)启动和停机过程中各罗拉的转速要保持稳定。
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(4)负载变化时，各罗拉的转速与设定值的相对误差应小于此。
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(5)要求适当的状态指示(运行、设置)和故障查询帮助功能。
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(6)设置精梳条的主要质量参数库，用户可直接调出不同时间的精梳条质量记录参数。
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(7)设置通讯接口，保留与其它微机联网的功能，实现远距离质量监控。
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根据以上基本功能要求，该控制系统的设计应作如下考虑：
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(1)以IPC机作为中央控制器，所有工艺参数设置、运行过程中工艺参数的控制及动态显示，历史记录，故障处理和分析都借助于微机来实现。
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(2)采用多单元变频器调速系统对各回转部件进行速度控制，可以很好地满足速度精度与不断变化的要求。
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(3)速度传感器选择精度较高的矢量变换控制器，工控机选择主频较高的机型，采用微机矢量变换控制SPWM变频调速系统，可以获得高动态性能调控。 新型精梳机多单元变频控制系统的整体设计如下图所示：
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由于本人对自调匀整系统及控制方式了解不多，本设计方案中没有将自调匀整系统列入。考虑到整个控制系统应具有一个友好的人一机界面，所开发的控制系统要是一个基于Windows操作系统的应用程序，同时要求微机的数据处理速度快，对系统控制的快速响应时间短，因此，IPC机的选择应予以重视。而在软件设计上应大体包括了三个板块：人机操作界面、数据库开发、通讯程序接口。
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3结论
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考虑到采用上述设计，新型精梳机成本增加较多，因此，只有在高速精梳机上采用本设计方案才具有实际可行性。总之，新型精梳机采取上述设计方案后，具有如下几个方面的优点：
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3．1 采用IPC机控制下的多单元分步传动系统，有利于提高整机高速运行的平稳性，便于自调匀整系统的安装和应用，可进一步提高精梳条的质量水平。
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3．2 采用变频控制，软件系统中应用数据库的设计和良好的人一机界面，有利于网络化和智能化管理。
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3．3 用IPC机技术完善新型精梳机的控制系统，可以进一步捉出精梳机的效能和技术水平。
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针对新型精梳机采用多单元分步传动和工业控制计算机控制系统的设计，将促进新型精梳机向精梳机和并条机合二为一的方向发展，同时，要做好系统软件的开发和研究，保证控制精度能够满足精梳机的生产需求，适应未来远程网络化管理。
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参考文献
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[1> 许正军、陈瑞琪，花式纺纱机多单元变频控制系统的研究[J>，东华大学学报(自然科学版)，2001，(2)：59～63．
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[2> 陈振翼，电气传动控制系统[M>，中国纺织出版社，1998，174～202．
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[3> 刘梅城，新型精梳机及具流程的讨论[J>，山东纺织科技，200l，(2)32～34．
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