印染工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備基本分四個部分:前處理(燒毛、冷軋、煮漂、絲光、
氯漂等)、染色和印花、后整理、成品設(shè)備。前三部分設(shè)備大多都是多單元傳動聯(lián)合機械,每一單元需一臺電動機驅(qū)動,而各傳動單元必須同步運行,保證正常生產(chǎn),以達到工藝要求。成品設(shè)備是由單一電機來完成,不需同步(原用滑差電機調(diào)速控制,現(xiàn)大多用變頻器調(diào)速控制)。在整個生產(chǎn)過程中,工藝要求生產(chǎn)設(shè)備保持同步和恒張力控制。生產(chǎn)設(shè)備要滿足所加工印染產(chǎn)品的質(zhì)量要求。故先進、可靠和經(jīng)濟的電氣控制系統(tǒng)是實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的重要因素。九十年代,中國生產(chǎn)的印染設(shè)備大多都是采用模擬直流調(diào)速系統(tǒng),使用直流調(diào)速系統(tǒng)控制主要優(yōu)點是比較經(jīng)濟;缺點是低速同步協(xié)調(diào)能力較差、大馬拖小車能耗大、電機維修工作量大。九十年代后期,很多生產(chǎn)印染設(shè)備的企業(yè)和直接用戶為了提高自身產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益,紛紛選擇新的先進技術(shù)——變頻同步調(diào)速控制系統(tǒng)。
一、交流變頻同步調(diào)速系統(tǒng)的選擇
針對印染廠生產(chǎn)環(huán)境的高溫、腐蝕性液(汽)體,使用封閉的交流異步電
動機和交流變頻同步調(diào)速控制技術(shù)是理想的選擇。使用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)解決了
原來直流調(diào)速系統(tǒng)同步協(xié)調(diào)能力差、調(diào)速范圍小、可靠性較差、維修工作量大等
問題。目前,印染機械設(shè)備電氣控制的同步調(diào)速系統(tǒng)普遍使用變頻器 + 同步控制器(或 DA、AD 模塊)+ 松緊架上的程行開關(guān)等來完成。該種控制模式所存在的問題如下:
1、系統(tǒng)成本昂貴;
2、調(diào)試復(fù)雜;
3、維護成本高;
4、電氣控制的故障率高;
大連普傳科技股份有限公司針對這一缺陷,量身研制了一整套完整的
解決方案,開發(fā)出一款功能齊全的PI7800 系列變頻器。印染機械的
同步控制由PI7800 變頻器處理完成,張力反饋信號直接送入變頻器,普傳科技
PI7800 變頻器內(nèi)部設(shè)計了張力-速度閉環(huán)的模糊PID控制,從外圍上解決了線速
度同步控制;在內(nèi)核控制模式方面又配置了高性能的矢量控制技術(shù)(SVC/VC),能滿足普通變頻器難以達到的低速驅(qū)動能力,高起動轉(zhuǎn)矩在矢量控制模式下,
PI7800 變頻器從 0.5HZ開始就能獲得最大 150%起動轉(zhuǎn)矩,變頻器的穩(wěn)速精度可達+1%。普傳科技 PI7800 系列變頻器具有良好的低頻轉(zhuǎn)矩特性,優(yōu)秀的動
態(tài)響應(yīng)能力,可實現(xiàn)高精度的速度控制。另外,普傳科技 PI7800 系列變頻器還能進行轉(zhuǎn)矩控制,可實現(xiàn)低成本,高精度的中心收放卷的張力控制。
推薦方案的優(yōu)勢:
1、同步控制技術(shù)先進,精度高;
2、系統(tǒng)調(diào)試簡單;
3、維護成本低廉;
4、控制系統(tǒng)可靠性優(yōu);
5、系統(tǒng)電氣控制成本低;
6、三件一體化(同步控制、張力行程控制、變頻器);
二、交流變頻同步調(diào)速原理:
例1、東莞鵬鷗實業(yè)公司改造的 LHM--142 高速絲光機,整機傳動流程為:
1#軋堿——2#軋堿——進布軋車——布夾——出布軋車——直輥——1#軋車—
—1#水箱——2#水箱——1#蒸箱——2#軋車——2#蒸箱——3#蒸箱——4#蒸箱
——3#軋車——4#軋車——三柱烘筒——落布,共 20 個傳動單元。
原整機采用可控硅調(diào)壓裝置及二十臺直流電機組成的多單元同步拖動系統(tǒng),
直流電機之間同步控制由松緊架通過調(diào)節(jié)勵磁電壓來實現(xiàn)同步。采用重錘擺桿控
制恒張力,響應(yīng)較慢,同步性能較差。電氣經(jīng)常出現(xiàn)故障,造成斷布等問題,嚴
重影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。
改造后交流變頻同步調(diào)速系統(tǒng)全機以布夾為主令單元,布的張力由松緊架原來的重錘改為汽缸用氣壓控制。調(diào)式簡單,同步性能良好。
原來用直流控制造成的經(jīng)常斷布的現(xiàn)象不再發(fā)生。操作工不再為斷布而煩躁,正
常生產(chǎn)使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,充分提高了生產(chǎn)效率。
所有同步調(diào)速控制都由普傳科技PI7800系列變頻器來完成,材料費
節(jié)省近2萬元(如省掉同步器、電線等材料)。操行簡單方便,經(jīng)濟實惠。
如下是工藝和電氣流程圖:
例2、某印染廠的卷染機采用雙電機(放卷+收卷)進行對布匹染色加工的控制方案。卷染機是一個典型的中心卷曲控制系統(tǒng),系統(tǒng)使用普傳科技 PI7800 變頻器和FT-A 型電腦數(shù)控器,配置通訊卡、PG 測速反饋卡。
一、主要性能指標(biāo)
1、實現(xiàn)恒速度,恒張力控制;
2、自動往復(fù)卷繞;
3、慢加速和慢減速功能,速度調(diào)節(jié) 30m/min-120m/min,可任意設(shè)定;
4、張力加減功能,張力調(diào)節(jié)為 30 檔(3kg-50kg范圍);
5、布厚為 0.01mm-2.00mm 內(nèi)任意設(shè)定;
6、自動記道;
7、可選布卷往復(fù)轉(zhuǎn)動,擺動;
8、染液溫度控制;
9、染液循環(huán);
10、出布速度設(shè)定。
二、主要設(shè)定參數(shù)如下:
上卷:記錄上滾筒上布的圈數(shù)。
退卷:記錄退滾筒上布的圈數(shù)。
速度:單位 1M/Min,最大 120M/Min。
張力:張力調(diào)節(jié)為 30 檔(3kg-50kg 范圍);
布厚:單位 0.01mm,指的是單層布的厚度。
道數(shù):需要運行的道數(shù)。
電氣控制圖:
結(jié)構(gòu)簡單,控制精度高,且節(jié)能效果極佳,能滿足在卷染機上布匹恒張力、
恒線速度的工藝要求。
例3、廣東大唐印染廠的美國莫里森預(yù)縮機,整機的傳動流程:進布——橡毯
——呢毯——落布。原電氣控制每一個傳動單元為單獨的直流電源調(diào)速控制,電路復(fù)雜,調(diào)式、維修、操作比較麻煩。比如縮水率系統(tǒng)就有好幾個儀器才能完成。經(jīng)常出現(xiàn)故障,使用普傳科技 PI7800 變頻器進行改造后,復(fù)雜的電氣控制變得簡單化,所有電氣控制直接由變頻器完成。操作簡單方便、故障率大大降低,充分提高生產(chǎn)效率。
如下是設(shè)備電氣流程圖;
例4、廣東普寧達美印染廠原荷蘭STORK生產(chǎn)的園網(wǎng)印花機,全機分五個傳動
單元,12套色,整機的工藝流程:進布——印花——烘房——烘筒(另加)---
落布。原機是直流調(diào)速控制,(進布+印花+烘筒+落布)由調(diào)壓器調(diào)壓再經(jīng)過二
極管整流供電,烘房由獨立直流電流供電,此電源經(jīng)常出現(xiàn)故障,和主機印花不
同步等現(xiàn)象,而且導(dǎo)布速的同步性能較差,造成對花不準(zhǔn)確,影響產(chǎn)品品質(zhì)。使
用普傳科技PI7800變頻器改造后,同步性能極佳,解決了低速不同步、對花難等生產(chǎn)難題,節(jié)能效果顯著,故障率減少了30%,維修保養(yǎng)的工作量也大大減少。充
分提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
如下是該機的主電控圖;
三、本變頻器同步調(diào)調(diào)速系統(tǒng)拖動的特點
1、結(jié)構(gòu)精簡
使用普傳科技的PI7800系列變頻器,可以省去松緊架上的限位開
關(guān),從而減少一個故障環(huán)節(jié)。不用同步控制器、不用DA或AD模塊,不用電腦主令
給定板,又減小了一個故障環(huán)節(jié)。既省材料又省力氣。
2、經(jīng)濟實用
整機傳動單元,(選用普傳科技PI7800系列變頻器)只需花購買變
頻器的錢,就能達到同步調(diào)速控制的目的,和其它變頻器相比,每臺機器按十個
傳動單元計算,可以節(jié)省一萬多元,何樂不為!
3、高穩(wěn)定性
PI7800 系列變頻器傳遞函數(shù)為積分環(huán)節(jié),因加速時間較小,可
近似為比例環(huán)節(jié)。交流電機近似為一個慣性環(huán)節(jié),松緊架為一個比例環(huán)節(jié),干擾
來自電源電壓及負載波動,因變頻器有穩(wěn)壓功能,且采用矢量控制,干擾量可忽
略不計,這樣系統(tǒng)為典型的 I 型,系統(tǒng)穩(wěn)定性高。
實用證明,該系統(tǒng)運行時可靠性高,輸出線性較好,速度平穩(wěn)。在系統(tǒng)加減
速給定時,松緊架始終保持水平位置,保證系統(tǒng)張力恒定及速度同步的控制要求,
最低車車速為 5 米/分,最高車速設(shè)計為 100 米/分。
4、理想的調(diào)速范圍
變頻器組成多單元同步調(diào)速系統(tǒng)本質(zhì)上為分電源方式,與傳統(tǒng)的印染機械直
流共電源方式相比,調(diào)速范圍大大增加,PI7800 系列變頻器在 1HZ
時可達 100%的額定轉(zhuǎn)矩,因此理論上調(diào)速范圍可達到 1:50。導(dǎo)布速為 5 米/分,
最高車速為 100 米/分,調(diào)速范圍為 1:20。
四、結(jié)論
使用普傳科技 PI7800 系列變頻器同步調(diào)速控制系統(tǒng)。我們已成功
改造了東莞鵬鷗實業(yè)公司的 LHM-142 高速絲光機、汕頭麗禾印染公司的退煮漂聯(lián)
合機、嘉興新天紡織印染有限公司的卷染機、浙江海神公司的 LMH180 皂洗機、
廣東海潤印染廠的美國莫里森預(yù)縮機、廣東普寧達美印染廠原荷蘭 STORK 園網(wǎng)印
花機等。經(jīng)過近一年的運行,這套方案的電氣同步調(diào)速系統(tǒng)性能良好,故障率大
大減少,生產(chǎn)效率提高了 10%~25%。由此可見,PI7800 系列變頻器
在印染工業(yè)的應(yīng)用非常成功。不但給操作工帶來操作上方便,也給電氣維修技術(shù)
人員帶來捷徑。同時節(jié)省成本,充分提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
普傳科技 PI7800 系列變頻器是交流同步調(diào)速控制的理想選擇!