粗纱机编码器埙环的原因

点击联系发帖人 时间：2019-11-27 21:41

埙吧

英威腾Goodrive35在太行467型粗纱机上的应用

1.引言在传统的粗纱机传动系统中多采用机械齿轮传动方式以达到生产工艺对各传动单元同步运转的要求。这一传动方式存在着很多局限囷不足诸多粗纱机的制造厂商也在着力开发新的传动和控制技术以满足对其生产工艺的要求。多电机型粗纱机取消传统的锥轮变速机構和成形换向机构，简化机械结构采用工控机或PLC和变频驱动技术，实现粗纱卷绕规律目前进入市场并能为用户广泛接受、使用的有：兩电机传动、三电机传动，以及四电机传动型粗纱机

图1 太行四变频粗纱机控制系统

本文仅以英威腾变频器在某棉纺厂粗纱机改造使用现場的要求为例进行说明，如图2所示具体控制要求有如下：
客户需求两台11千瓦变频器控制锭翼电机和筒管电机，两台4千瓦变频器控制罗拉電机和龙筋升降电机四台变频器采用共直流母线的方式，并在系统中添加了一个较大的整流桥变频器采用直流供电。其中对变频器及控制要求主要包括：
a)低频转矩输出较大
b)加减速过程中速度输出的均匀性。
c)断电维持并减速同步停车
d)减速同步停车的减速时间精确到小數点后两位。
e)通讯性能优异多台变频器通讯，抗干扰性能好

Goodrive35变频器是深圳市英威腾电气股份有限公司新开发的一款高性能闭环矢量变頻器，具有V/F无PG矢量两和带PG矢量三种控制模式，其中在突加减载荷的情况下速度波动非常轻微；可支持永磁同步电机、变频器电机、直驅电机等，可以为用户减少库存不再需要为不同的电机备用不同变频器的库存；具有准确的电机参数自学习功能，支持旋转自学习与静態自学习其中静态自学习可以在电机无法脱开负载的场合准确的学习电机的参数；具有先进的全程三相调制方式，使电机运行更平稳噪音更小；其他的特性参数、功能如下表所示：

整个系统是由控制器给变频器运行命令的.Goodrive35系列变频器在闭环矢量控制上性能优异。 4.1系统调試调试主要要解决几个问题：(1)是多台变频器大数量的通讯问题(2)是低频力矩输出能力。(3)掉电时的四台变频器能同步停车防止断纱● 为保證变频器动作的同时性，消除通讯造成的动作滞后系统采用一台工控机的方式，首先将PLC的命令发给工控机然后工控机通过四个通讯端ロ同时发送给四台变频器，实现命令发送和响应的同步；● 输入电机参数准确的参数自学习，设置好基本参数开环试运行，检验电机運行性能和编码器线的方向，如果反向改变P20.02参数切换到闭环，观察电机运行性能和稳定性如有波动及时调整；● 每次自然原因引起嘚断纱后都要重新启动，因此粗纱机整个工作周期会频繁的启停多次对加速过程中加速的均匀性和变频器输出刚性要求一致。否则会造荿加速过程中纱线张力不稳通过修改四台变频器的速度环参数能够改变此性能；● 四台变频器通过共直流母线的方式，在系统突然断电嘚时候由大惯量变频产生的电量供给四台变频器维持较短的时间变频器在这较短的时间内通过实现设置的减速停车时间，同步停车通過修改非标参数P08.05选择合适的减速时间；● 配合CCD张力传感器实现张力的闭环控制，实时调节变频器输出4.2变频器参数设置变频器部分关键参數见表1。

脉冲串给定任意位置定位控制

150%额定电流1分钟，180%额定电流10秒200%额定电流1秒

编码器脉冲分频输出（H1，D1型端子）

支持Z脉冲及光电开關定位，定位准确无超调

本系统变频器具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能能有效保证系统安全高效的运行。

5.结束语 四变频粗纱机是目前粗纱机的主流机型也是对变频器要求很高的设备，通过在粗纱机上的良好应用不论对我们变频器提升还昰在纺织行业确立较高的技术地位都有很大的促进作用。

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系统概述粗纱工序是纺制细纱前嘚准备工序主要包括以下四个主要工序：
(1).牵伸（罗拉）:进行5~12倍的牵伸，分担细纱机的牵伸比
(2).加捻（锭翼）:给牵伸后的须条加上适当捻喥，使纱具有一定的强度
(3).卷绕（筒管）:将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，便于贮存、搬运
(4).成形（龙筋）:卷绕成两端成锥形的粗纱，便于細纱机的退绕喂入

近年来，随着电力电子与自动化技术在各行业的广泛应用与深入普及为满足进一步提高纺机竞争力的内在要求，实現粗纱机高速、高效、高度机电一体化已是国内外粗纱机发展的必然趋势代表当今最高技术的新型粗纱机的传动系统结构见图1所示，整機采用四台变频控制的电机分别来实现粗纱的牵伸、加捻、卷绕、成型工序

图1　四电机粗纱机传动原理图方案原理图图2　四电机粗纱机傳动方案原理图

在四电机传动粗纱机的控制系统中，采用Unity Premium PLC(TSX P57 0244M)作为控制器, 进行粗纱机工艺数学模型的计算和速度闭环和张力闭环控制四台施耐德电气公司的高性能、高精度ATV71变频器分别控制罗拉电机、锭翼电机、筒管电机及龙筋电机，以实现粗纱机的牵伸、加捻、卷绕成形等工藝要求同时配Magelis XBT-G 10.4” 彩色STN触摸屏(XBT

开关量输入，16 点24 VDC，移动端子块

控制器：Premium PLC完成数学模型计算、逻辑控制、张力闭环及CANopen通讯系统稳定可靠，編程简单

为保证粗纱质量，四台电机的调速和同步控制要求数据刷新速度至少为50ms通过Unity Premium PLC和ATV71组成CANopen现场总线，应用Unity Premium PLC的高效的数据处理能力和處理速度以及CANopen总线高速传输和周期性、同步数据交换功能，可以很好地满足四电机传动粗纱机的实时调速及同步要求

速度环：4台ATV71（采鼡编码器反馈的矢量控制模式），由ATV71自身完成ATV71系列变频器是施耐德电气公司推出的基于现代控制理论矢量控制技术的具有高性能和强大功能的全系列变频器，功率范围0.37～500KW频率范围0～1000Hz(≤37KW)，0～500Hz (>37KW)；调速范围1～100(开环)1～1000(闭环)；调速精度为10%(开环)， 0.01%(闭环)；过力矩能力为170%60s或220%2s具有开环/閉环切换、摆频功能、给定值存储、PID调节以及各种保护等先进功能；集成EMC A级滤波器；无传感器电机控制；内置可编程控制卡。在四电机传動粗纱机控制系统中ATV71采用电流矢量闭环控制模式，可以实现零速度下满力矩满足了粗纱机对低频传动的特定要求。

张力环：通过CCD反馈由Premium PLC完成。通过CCD反馈检测粗纱张力的变化应用Premium PLC的PID函数功能，对四台变频器之间的速度比进行实时修正能有效克服由于温度、湿度及纱線品质不一致引起的张力波动，达到恒张力纺纱的目的
高速通信：速率高达1M的CANopen总线。CANopen总线是基于CAN BUS的高层协议秉承了CAN总线的抗干扰性强、高速、实时的优点，另外CANopen应用PDO、SDO、NMT等通讯对象方便了总线的管理和应用。CANopen应用于四电机的粗纱机可确保四电机之间速度的同步。

紧密纺细纱机控制系统方案

系统概述细纱工序是成纱的最后一道工序是将粗纱进一步牵伸30～50倍并加捻，纺成具有一定特数、符合相关质量標准的细纱供捻线、机织或针织使用。传统细纱机的牵伸原理与粗纱机基本相同而卷绕和加捻则是由钢领和钢丝圈来完成的。环锭细紗机和传统粗纱机一样由一台电机传动通过齿轮箱变换各机构需要的速度。在环锭细纱机各组成部分中牵伸系统是反映细纱机性能和影响纱线质量的最关键因素，而新型的紧密纺纱技术通过对牵伸部分进行创造性改造将牵伸区和集合区分离，在环锭纺罗拉牵伸与加捻の间叠加对纤维须条的气动凝聚或集聚技术增加了须条的紧密度，毛羽减少约20％强力则提高约10％，同时条干均匀度、机器效率等也囿不同程度的提高，不仅可以降低加工成本同时可以减少后加工工序。紧密纺的另一优点是与原细纱机完全一致只多出一对集聚罗拉，在原环锭细纱机上也可进行改装具有广阔的市场前景。

紧密纺细纱机的控制系统较环锭细纱机复杂许多首先是前后罗拉的严格同步，实现牵伸倍数和捻度的精密控制保证高支数纱线的成纱质量；其次是通过取消钢领板的传动齿轮，采用先进的伺服控制技术实现卷装嘚电子成形技术从而实现了机械机构的简化、生产速度的提高、以及纱线支数和管纱成形的自动调节。

图1　紧密纺细纱机传动方案原理圖

在紧密纺细纱机的控制系统采用了三套施耐德电气公司的Twin Line系列伺服驱动系统和无刷伺服电机，分别控制前、后罗拉以及钢领板；采用1囼ATV71变频器控制主传动电机采用1台ATV31变频器控制风机；整个系统采用Micro PLC控制，Micro PLC与变频器及伺服间采用高速CANopen总线进行通讯同时采用XBT-G 5.7”黑白触摸屏进行系统操作和监控。

开关量混合16 点输入/12 点输出，固态螺丝端子块

开关量输入，12 点24 VDC，螺丝端子块半高

开关量输出，8 点继电器，螺丝端子块半高

SER伺服电机，带8:1减速机

SER伺服电机带8:1减速机

控制器：由Micro PLC实现整机的逻辑控制和参数计算，实现整机的最优控制

Micro系列PLC是施耐德电气公司推出的具有强大处理能力和较大的存储空间的中小型PLC(I/O点最多256点)。通过Micro PLC准确的运算和高精度的模拟量输出控制Twin Line系列伺服系統，可以实现紧密纺细纱机所要求的前、后罗拉精密同步、以及钢领板电子成形；Micro PLC的内存扩展功能也为紧密纺细纱机控制所需的大容量数據存储区提供了有力的保障
人机界面：由触摸屏XBTG HMI实现纺纱参数的设定、显示和故障监控。

锭子和罗拉的变频调速（ATV71）

锭子利用变频器的哆段速功能很好地满足了细纱的工艺要求,前后罗拉通过ATV71进行严格速度同步实现对粗纱的精密牵伸。其主要优势在于能够根据落纱大、中、小纱的张力变化实现自动无级变速，优化纺纱条件以尽可能地保持纺纱各阶段的张力稳定，对进一步降低断头减少毛羽，实现优質高产降低能耗和减轻值车工劳动强度都将起到积极作用。

ATV71系列变频器是施耐德电气公司推出的基于现代控制理论矢量控制技术的具有高性能和强大功能的全系列变频器调速范围1～100(开环)，1～1000(闭环)；调速精度为10%(开环) 0.01%(闭环)；过力矩能力为170%60s或220%2s。集成EMC A级滤波器集成了Modbus和CANopen两种笁业现场总线。

风机的变频调速（ATV31）: ATV31系列变频器具有可靠性高、结构紧凑、便于使用等特点内置A级EMC滤波器，集成了Modbus和CANopen两种工业现场总线

图2　紧密纺细纱机锭子的多段速

细纱的成形：由伺服控制钢领板升降。应用伺服控制器的电子凸轮功能预先下载两条曲线至伺服驱动器，在机器启动后伺服接受信号输入启动凸轮曲线后两条曲线交替切换工作。用户可从人机界面上输入相关参数然后通过通讯传到伺垺相关参数可以修正曲线以适应不同的产品需求。关于停电后恢复生产的功能电子凸轮提供实时读取当前主轴位置的功能，TLC6的内存区内鈳以提供若干断电记忆的变量区间我们利用这些功能将断电前瞬间的位置记住，在恢复电源之后重新进行生产过程

图3 钢领板升降电子凸轮曲线　

自动落纱:由位置型伺服实现细纱的高速、精准、全自动落纱。

应用伺服控制器的(位置型) 点到点精确定位同时应用伺服控制器嘚内置编程功能实现停电时的位置记忆。
现场总线通讯：速率高达1M的CANopen总线CANopen总线是基于CAN BUS的高层协议，秉承了CAN总线的抗干扰性强、高速、实時的优点另外CANopen应用PDO、SDO、NMT等通讯对象，方便了总线的管理和应用施耐德的ATV31、ATV71及伺服系统TWLIN均内置了CANopen，因此将CANopen应用于多电机传动的紧密纺細纱机，不仅可获得高性能的总线通讯而且非常经济。

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广东粗纱机编码器网络供应商

3编碼器值诸如位置鲲角度和匝数之类的信息以角度增量提供，每个角度增量给出代码 4混合值编码器。编码器的混合产生两组信息：一组信息被用来检测与功能信息的磁极位置而另一个是等同于增量编码器的输出。

广东粗纱机编码器网络供应商,3鲲推挽输出：接口连接方便不考虑NPN和PNP的问题。4个差分输出鲲：良好的抗干扰性长传输距离，大多数伺服驱动器使用此输出分类编辑增量编码除了普通编码器ABZ之外，增量伺服编码器还具有UVW大多数和进口伺服系统早期使用这种形式，并且有很多行?增量编码器在转动时会发出一个脉冲，其位置由計数装置知道

?分辨率：编码器以每转360度提供的步数或暗线称为分辨率。它也被称为分辨率标度鲲或直接称为多少行通常每转5到10,000行[3]。特點编辑旋转编码器是一种速度位移传感器集成了光学和机电技术。输出编辑输出具有正弦波形（电流或电压）方波（TTL鲲HTL），集电极开蕗（PNP鲲NPN）推挽式，这是一种差动TTL驱动线（对称AA-；B，B-Z，Z-HTL也称为推挽输出鲲推挽，接口装置接收编码器应该对应于编码器

轴承的使鼡寿命与使用条件有关，尤其受轴承载荷的影响如果轴承载荷小于规定载荷，轴承的使用寿命可以大大延长不要拆卸旋转编码器，否則会对机油和防滴漏产生不利影响防滴漏产品不应长时间浸入水中，持续时间为鲲表面有水时为鲲，应清洗干净

广东粗纱机编码器網络供应商,为了确保电机控制性能好，反馈编码器必须能够提供大量的脉冲尤其是当转速很低，使用传统的增量式编码器产生大量的脉沖在许多方面存在问题当电动机高速旋转（6000rpm）时，很难传输和处理数字?在这种情况下，所需要的处理以伺服电机（例如，编码器每轉10,000个脉冲）容易超过阈值兆赫的带宽

插值乘法必须由二次系统[1]完成。输出编辑序列一般地编码器的输出输出零Z脉冲除了双相甲鲲B双相（两个信道A鲲B为90度的序列的相位差）每转一圈。当轴沿顺时方向旋转输出脉冲被按下，如下所示将信道A位于通道B前；当轴逆时旋转时，信道A位于通道B.因此判断主轴是否是向前或向后之后。

严格来讲编码器只会告诉你该如何，要如何执行是需要靠数控系统（或者PLC之類控制器）控制伺服或者步进电机来实现的，编码器好比人的眼睛知道电机轴或者负载处于当前某个位置，工业上用的一般是光电类型編码器下边简单说明一下，请关注：容济点火器简单说下编码原理和位置测量光电编码器是在一个很薄很轻的圆盘子上通过紧密仪器來腐蚀雕刻了很多条细小的缝，相当于把一个360度

大家知道编码器是什么吗？其实编码器就是将（如比特流）或数据进行编制、转换为可鼡以通讯、传输和存储的形式的设备编码器是发脉冲的，比如编码器是每一转发多少个脉冲它可以把编码器和电动机接在一起，电动機转多少圈它也转多少圈，后它发这个脉冲数给变频器可以做闭环控制。

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