摘要：本文主要介紹了并紗系統(tǒng)的工藝及控制要求，基于臺達變頻器設計了并紗機電氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)投產(chǎn)后運行穩(wěn)定，具有工藝調(diào)節(jié)靈活，成紗質(zhì)量好等。
關鍵詞：變頻器 并紗機 控制系統(tǒng)
VFD-B變頻器
VFD-B變頻器是臺達高性能、向量型交流電機驅(qū)動器，采用高品質(zhì)的元件、材料及融合最新的微電腦控制技術制造而成，能夠完美地滿座低壓范圍內(nèi)的高性能應用要求。與其它臺達型號變頻器相比，將為用戶帶來獨一無二的驅(qū)動技術靈活性。VFD-B變頻器以其模塊化的設計(功率模塊、控制單元和PU01)及其安全保護功能（集成化的故障安全保護）、通訊能力（Modbus networks）和能量回饋等各種獨創(chuàng)功能而卓爾不群，可以適用于各種驅(qū)動解決方案。
其主要特點如下：
（1）集成了故障安全保護功能：
構(gòu)建帶有故障安全保護功能的驅(qū)動系統(tǒng)時，不需要附加設備即可集成標準的自動化系統(tǒng)中，完成自動化與驅(qū)動的完美組合。
（2）實現(xiàn)了再生能量的回饋：
配有再生能量回饋能力的功率模塊。
（3）增強的環(huán)境適應力和耐受力：
采用了智能冷卻的設計理念，增強了變頻器的魯棒性。
（4）無故障化的安裝、運行控制和簡單的維護；
RF231B并紗機
RF231B并紗機的特點：
（1）采用了單面電機驅(qū)動和變頻調(diào)速，使卷繞線速的調(diào)節(jié)更簡便，工藝調(diào)節(jié)更靈活；
（2）電子斷頭檢測裝置的應用，可避免缺股紗的產(chǎn)生；
（3）警示復位按鈕的應用，使得紗斷錠位易發(fā)現(xiàn)；
（4）采用分段組裝式結(jié)構(gòu)，可縮短現(xiàn)場安裝時間；
（5）操作面板：操作簡單方便，可很容易地設定線速度，設定并監(jiān)視運行線長；
（6）氣動抬升裝置：氣動鏟的設計使得紗斷時可立刻鏟起筒子，接頭十分方便；
（7）張力裝置：通過加減張力片可很容易地實現(xiàn)張力的調(diào)節(jié)。
并紗筒子的卷繞密度在很大程度上決定于卷繞張力，卷繞張力大，可增加筒子的卷繞密度，增加容量；但卷繞張力過大，將使紗線伸長，破壞紗線的彈性和條干均勻度，且不利于后道工序加工；卷繞張力過小，筒子斷頭后易嵌入筒子內(nèi)，接頭時不易尋找紗頭，而且筒子容量減小，紗線也有可能從筒子上成疊脫落，因此，卷繞張力必須適當。
卷繞張力除受卷繞線速度影響外，張力裝置對它的調(diào)節(jié)作用也十分重要。本機采用的自重壓盤式張力裝置，主要通過選擇張力墊片和增減張力片數(shù)量來控制紗線張力。
為了平衡卷繞張力，在選擇張力片重量時，必須注意到卷繞線速度與紗線規(guī)格。紗線細，卷繞速度愈高時，應選用較輕的張力片；反之，則須稍重一些。
（8）筒子架壓力補償裝置：它主要有兩項功能：①調(diào)節(jié)筒子與槽筒之間的接觸壓力，以調(diào)節(jié)筒紗的卷繞密度或硬度；②在筒紗卷繞直徑增大時，由于筒子重量的增加，筒子架壓力相應增大，通過筒子架壓力補償裝置加以補償，由此使筒子架壓力在整個筒子卷繞期間趨于均勻。
（9）槽筒：槽筒通過其溝槽的引導把紗交叉卷繞在筒子上，同時，這種傳動筒紗的回轉(zhuǎn)方式可以使筒子從開始卷繞到卷繞結(jié)束，其卷繞線速度保持恒定，而與筒紗直徑大小無關。
（10）氣動抬升部件：斷紗時斷紗檢測裝置將信號反饋給電磁閥，這時氣路接通，氣缸推動氣動鏟將筒紗抬起。
加裝變頻器后，通過車頭控制儀快慢速頻率設置，能夠完整的擬合出并紗過程中工藝要求的速度曲線，使其在并紗全過程中大小紗的紗線張力的一致性相對恒定，紗線重疊現(xiàn)象得到有效的避免，使成紗質(zhì)量有大幅度的提高。實踐證明：使用變頻器后，大小紗的并紗張力的一致性相對無變頻器要均勻的多；在成紗重量差異（大小紗的差異，無變頻器時是明顯存在的）及成紗毛羽差異得到了改善。
控制系統(tǒng)
RF231B并紗機性能優(yōu)良、操作方便，機電一體化程度高，具備：系統(tǒng)參數(shù)設定，定長使能，整車設定，單節(jié)設定，單錠設定，參數(shù)顯示，產(chǎn)量管理，通訊狀態(tài)等功能。
臺達TP04文本按鍵介紹
（1）ESC-退出鍵：
表示不確認此結(jié)果或退出到上一畫面。
（2）ENTER-確認鍵：
表示對設定的數(shù)據(jù)或選定的結(jié)果確認。
(3) ▼-向下/數(shù)值減少鍵：
表示向下翻頁或數(shù)值的減少設置。
（4）▲-鍵向上/數(shù)值增加鍵：
表示向上翻頁或數(shù)值的增加設置。
（5） -左向移位鍵：
表示選定的圖標向左移動。
（6） -右向移位鍵：
表示選定的圖標向右移動。
（7）F0/F5：
在系統(tǒng)菜單操作時可以作為0（F0）或5（Shift+F0）的常數(shù)輸入鍵，在使用者頁面時可由使用者定義其他功能。其他功能鍵亦然。
（8）Shift：
此鍵是配合功能鍵F0～F9做特殊功能使用。
使用說明
（1）快速頻率設定：表示該設備需要運行的最高頻率數(shù)，最大數(shù)值為50，超過50時，系統(tǒng)默認為50?？焖兕l率參數(shù)設置范圍：0～50HZ。快速頻率運行時間表示設備在最高頻率運行時所保持的時間，設定范圍為1-10s。
（2）慢速頻率設定：表示該設備需要運行的最低頻率數(shù)，最大數(shù)值為50，超過50時，系統(tǒng)默認為50。慢速頻率參數(shù)設置范圍：0～50HZ。慢速頻率運行時間表示設備在最低頻率運行時所保持的時間，設定范圍為1-2.5S。
（3）錠子總數(shù)：表示整機設備的錠子數(shù)目。一般在出廠時根據(jù)實際錠子數(shù)量設定好，不需要更改；但可以由實際生產(chǎn)情況的實際數(shù)目進行設定。應該設置為10的整數(shù)倍數(shù)值。
（4）參數(shù)設定方式選擇：表示參數(shù)參數(shù)設定是否用整車還是單節(jié)。設定0表示整車統(tǒng)一設置，此時整車的參數(shù)一致；設定1表示單節(jié)設定，此時可以每節(jié)參數(shù)可以不一致，但需要在單節(jié)設定中進行設置；設定2表示單錠設定，此時可以每錠參數(shù)可以進行設置。
（5）定長使能：表示可以定義是否使用定長功能。設定0表示有定長（定長功能開放），即定長達到后可以實現(xiàn)自動停車功能；設定1表示不使用定長功能（定長功能關閉），即紗線在不斷頭和有原料情況下可以無限的的做下去，此時需要人為控制紗線長度。
（6）定長長度：表示需要設置的定長值。
（7）左側(cè)股數(shù)：表示整機左側(cè)需要設置的紗線股數(shù)。
（8）右側(cè)股數(shù)：表示整機右側(cè)需要設置的紗線股數(shù)。
（9）單節(jié)設定：表示1至10節(jié)中設置的定長長度值和股數(shù)。
（10）單錠設定：表示1至100錠中設置的紗線定長長度值和股數(shù)。
（11）1-4班當班產(chǎn)量：表示選定的1-4班在本班次的產(chǎn)量。
（12）1-4班上班產(chǎn)量：表示1-4班的上一個班次的產(chǎn)量。
（13）班次選擇：表示當班需要定義的班次。
（14）累計總產(chǎn)量：表示該設備自使用起累計的紗線長度。
（15）通訊狀態(tài)：記錄故障發(fā)生節(jié)號。
注意
1、在運行線長≥設定線長并開放定長功能狀態(tài)下，電機自動停止運轉(zhuǎn)，PLC自動進行單錠清零并重新計長。
2、用戶在實際做紗時，快慢速頻率差一般應控制在2～3Hz之間。
RF231B電氣系統(tǒng)構(gòu)成
傳動部分
包括主電機、吹吸風電機、自動潤滑裝置、自動清潔裝置、變頻器、各種開關等。
數(shù)據(jù)檢測部分
該部分由主軸、斷紗檢測傳感器等組成。功能為自動檢測紗線的運行，為計算班產(chǎn)、定長、股數(shù)控制提供數(shù)據(jù)。
變頻器速度控制
該部分有左右臺達VFD-B變頻器控制分別左右電動機，變頻器依據(jù)PLC傳輸?shù)目炻兕l率控制曲線自動調(diào)整電機運行，提高紗線質(zhì)量和產(chǎn)量。
卷繞線速度通過車頭控制箱上的電腦控制儀進行控制。卷繞線速度應根據(jù)紗線原料的品種規(guī)格，并結(jié)合前后道工序產(chǎn)量的銜接等因素來設置,卷繞線速度是通過變換電機頻率來達到無級調(diào)速的。
卷繞線速度V=3.14*0.082*D1*N1/D2=12.5958f。
產(chǎn)量計算
產(chǎn)量Q（Kg/錠*時）=V*N*60/（1000*Nm）。
由此看來，變換不同的頻率就可得到不同的卷繞線速度。不同規(guī)格原料的紗線，設置的卷繞線速應有所不同；在相同的卷繞線速度條件下，不同規(guī)格原料的紗線，其產(chǎn)量也各不相同，見表1。
說明:f---電機頻率，N1---電機轉(zhuǎn)速，N2---槽筒轉(zhuǎn)速，V---卷繞線速度，Q---產(chǎn)量(kg/錠*時)，N---并合紗線根數(shù)，Nm---紗線公支數(shù)。
臺達PLC控制部分程序
現(xiàn)場安裝調(diào)試
安裝
在地面上彈一條中心線，使車頭箱的中心線與之對齊，然后逐節(jié)安裝；每一節(jié)的中心線均與之對齊。
檢查
檢查退紗軸與導紗鉤的軸心是否對中；檢查各軸承座上的緊定螺釘是否緊定；檢查槽筒軸上的槽筒緊定螺釘是否緊定；檢查帶輪上的螺釘是否緊定；檢查各擋圈上的螺釘是否緊定；檢查筒子架上的各種螺釘是否全部并緊；檢查氣動各接頭部位是否漏氣。
以上檢查必須逐個查實，否則會影響機器性能，而且會產(chǎn)生不安全因素。用手盤動槽筒手感是否太重，若太重，則需調(diào)整。經(jīng)檢查，一切正常后，方可按“開車順序”上紗開車。
右側(cè)槽筒逆時針轉(zhuǎn)動，左側(cè)槽筒順時針轉(zhuǎn)動（從車頭看車尾方向）。若發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)方向不對，則調(diào)換電機相線接法。
筒管與槽筒的接觸調(diào)整
（1）按節(jié)組裝的機器，在出廠前已調(diào)整完畢，一般可直接試運行。
（2）將空筒管夾在筒管壓盤之間，安裝于筒子架上，使筒管能自由轉(zhuǎn)動，然后輕輕按下筒子架，使筒管與槽筒接觸，若接觸不良，則須松開筒子架，轉(zhuǎn)動筒子架使筒管與槽筒有良好接觸.是否有良好接觸，除了用目測方法外，還可以用手盤動槽筒來檢驗.若與其接觸的筒管運轉(zhuǎn)無跳動或頓滯現(xiàn)象，運行平穩(wěn)順暢，則說明接觸良好，否則，就屬接觸不良，須重新調(diào)整。
（3）筒管的中心（軸向）應與槽筒中心（軸向）對齊。
（4）筒管與槽筒的接觸壓力應按卷繞的紗線品種規(guī)格來定，調(diào)節(jié)筒子架壓力補償裝置壓簧的起始位置，筒管與槽筒的接觸壓力就會發(fā)生相應變化。壓簧的起始位置往上調(diào)，則接觸壓力增大，往下調(diào)則減小。
紗線張力調(diào)整
本機采用自重壓盤式張力裝置，紗線張力的控制主要通過選擇不同的張力片與增減張力片的數(shù)量來調(diào)節(jié)。
引紗操作
（1）引紗線路
退解筒子上引出紗頭→導紗鉤→ 張力架瓷環(huán)→ 壓盤式張力器→斷紗檢測器→集紗器→切絲器→導紗輪→導紗桿→進入卷取筒管。
（2）完成以上引紗操作，然后按啟動按鈕開始并紗。
斷頭打結(jié)
發(fā)生斷頭，電子斷紗檢測器會發(fā)出信號給單錠控制儀表或單面控制盒，其又將信號分別輸給切絲器與電磁閥，從而使切絲器切絲，同時使氣缸推動氣動鏟將卷繞筒子抬起。
（1）卷繞筒子停轉(zhuǎn)后，反向轉(zhuǎn)動筒子，找到斷頭，引好紗線，將紗線拉出打結(jié)；放下筒子架，使其停放在氣動鏟上。
（2）單錠控制時，按啟動按鈕，使氣動鏟落下，筒子接觸槽筒開始運行，同時斷絲監(jiān)控器與切絲器又重新恢復工作。
結(jié)語
本文闡述臺達VFD-B變頻器產(chǎn)品在并紗機上的應用。從行業(yè)的角度講述變頻器的優(yōu)勢：電機速度調(diào)節(jié)范圍更廣，翻改品種快捷方便，無需更換皮帶盤。
采用變頻器控制電機可以最大潛力挖掘電機的無功功率，充分利用和提高功率因數(shù)，達到節(jié)電目的。變頻器降速對減少小線毛羽效果較好，紗線成型良好，具有潛在商業(yè)價值。
作者簡介
盛亮均（1984-） 男 電氣工程師，主要從事電氣設計工作。
參考文獻
[1]陳佰時,陳敏遜.交流調(diào)速系統(tǒng).北京:機械工業(yè)出版社,1997．
[2]張永惠.變頻調(diào)速技術的發(fā)展（J）.北京:自動化博覽,1999．
[3]金大嶺.變頻器在車床主軸上的應用.深圳:變頻器世界,2005
