变频器在预缩整理联合机中的应用

1 引言 预缩整理机主要用于克重200—500g/m2的平幅牛仔布（锭兰结构）上浆、轧浆、烘干、预缩、定型整理，以此降低结构缩水率、改善结构形状。也可用于其它棉及混纺织物的后整理，作为织物处理和改善手感，使织物具有良好的尺寸稳定性，该机布速为10—100m/min 2 工艺对传动的要求 在织造和染整加工的各道工序中，织物（布）承受了较大的经向张力，织物因此产生经向伸长、纬向收缩，如用这样的布制成服装，经洗涤后，服装将产生收缩等变形，甚至无法穿着，为此在染整加工的最后一道工序，增设防缩整理，保证织物预缩后幅宽不变，在防缩整理过程中应保证织物的预缩率稳定，使织物经向纱线有回缩的可能，织物在预缩过程应处于近乎无张力状态，因此各单元机（预缩进布、橡毯预缩和呢毯整理）之间应有一定的速差，即各单元应保持比例同步运行，以供织物纱线回缩，同时，承压辊温度和织物湿度等参数也将对预缩率产生影响。为此，对温度、湿度应按工艺要求进行控制。 3 电气传动 联合机设备流程为： 进布轧辊→烘筒1→烘筒2→烘筒3→轧烘落布→J型箱→预缩进布→橡胶毯预缩→呢毯整理→落布 全机由9台交流异步电动机分别传动各单元机（J型箱无主传动），变频调速，其中进布轧辊为5.5kW，烘筒1-3均为3.0kW，轧烘落布4kW，预缩进布4kW，橡胶毯预缩30kW，呢毯整理5.5kW，落布3kW。前5单元为同步调速系统，烘筒1-3之间均有松紧架调节辊检测每两单元机间的速差，并对烘筒电动机速度进行微调以保证织物在运行过程中速度同步、张力恒定。后4单元机为比例同步调系统，为保证比例同步调速精度，预缩进布，橡胶毯预缩和呢毯整理均采用旋转编码器检测电动机运转速度，检测信号送至变频器附设的速度卡，由此构成速度闭环系统。 4 控制系统 4.1 橡胶毯单元承压辊表面温度控制 承压辊的工作温度高低取决于预缩织物，织物越厚越重，预缩率要求越高，承压辊表面工作温度也越高，承压辊温度的高低取决于加热蒸汽工作压力（一般情况下，蒸汽压力为3kg/cm2左右）。由于承压辊是旋转的。因而采用了非接触式红外测温仪在线检测承压辊表面温度，即红外测温仪测得信号与温度设定信号进行比较，其差值送PLC经PID运算处理后调节承压辊蒸气加热薄膜阀或电动阀开角的大小，由于加工织物品种的不同，所需承压辊表面温度也不同，所需的温度大小在人机界面上设定。 橡毯表面的带水量，对织物的含湿量有一定影响，织物的含湿率对织物的预缩率的大小有直接影响，为保证织物在恒温下预缩，本机采用了湿度控制仪（例如玛诺湿度控制仪）即采用电极法测量织物阻抗的大小变化来确定织物含湿率，根据所测含湿率的大小，控制烘筒加热蒸汽阀或电动阀开启角度的大小，调节烘筒的温度或调节车速以保证织物的预缩率稳定。 4.2联合机预缩段速度控制系统 织物的收缩主要是在橡胶毯预缩单元机上进行的，织物的收缩是由橡毯进布加压辊和承压辊之间的压力和橡胶毯弹性收缩所引起。预缩率的大小与橡毯压紧量有关，压紧量越大，收缩率越大。因为织物在橡毯单元要收缩，因此，该单元运行速度与其它单元不相同，若以橡毯单元速度为基准（即主令单元），则其它单元为从动机，其速度既要跟随主令机，又要有一定的超调量（或正或负），本机设定为±20%的超调量。橡毯单元调速的主令信号在触摸屏上设定，PLC输出加 至主令机，进布和呢毯的调速信号（速度给定信号）由橡毯单元（主令机）的速度信号和相应从动单元机的设定超调量叠加后由PLC输出，控制各以从动单元机运行速度，落布单元速度，由呢毯单元的调速信号与落布单元的超调量叠加后由PLC输出控制落布速度，各从动单元超调量系根据加工织物品种由生产工艺确定具体超调量，同一品种织物在整个预缩加工过程中超调不变，即各单元机之间的速度为比例同步。控制系统框图如图1。 图1 预缩整理机前段控制系统框图 预缩进布单元和呢毯整理单元的编码器（B1、B2）信号送至PLC进行实时运算后，通过RS485通讯口送至触摸屏，在线显示预缩率。 预缩率的设定 一般通过设定各单元机的线速度来初步设定机器的预缩率： 落布与第三柱烘筒之间设有手动速度微调，一般落布辊线速应高于烘筒线速的2—4%。Ut4为微调电压信号。 触摸屏TP可设定和修改联合机运行速度，承压辊温度等工艺参数，显示各工艺参数，各松紧调节辊位置，系统故障等。 承压辊温控传感器S1执行器和织物湿度传感器S2执行器可直接接至PLC 实现在线监控。 触摸屏主要用于该机的起动、停止等操作，设定、修改工艺参数以及显示各单元机的运行状态等，本触摸屏设有参数设置屏幕，运行控制屏幕，监控屏幕和故障监视屏幕，各屏幕的主要功能为： （1） 参数设置屏幕：选择投入运行的单元机，起动全机，调节速度到工艺所需车速，调节进布微调和呢毯微调来调节织物的张力。 （2） 运行控制屏幕：磨橡毯的起动，停止，橡毯加压的“手动”、“自动”选择，“加压”或“卸压”，调整橡毯的松紧。 （3） 监控屏幕：显示全机的车速和预缩率，监控各单元的运行状态。 （4） 故障监视屏幕：遇有故障将自动切换到故障监视屏幕，并显示出故障的部位，以作相应的处理。 图中AK为现场按纽开关，C为辅助设备用接触器线圈。 4.3联合机轧烘段控制系统 浸轧辊和烘筒等5台单元机通过3套松紧架构成轧烘段变频同步调速系统，其中浸轧辊为主令机，其它为从动机，系统方框图如图2。 图2 预缩整理机前段同步系统方框图 V1、V2、V3、V4和V5分别为浸轧辊（轧车），1-3烘筒和落布单元变频器，主令单元速度给定电压信号Vg由PLC直接供给，烘筒变频器V2、V3和V4的速度给定电压由PLC输出的Vg和同步调节电压Vt1、Vt2和Vt3分别叠加后作为V2、V3和V4的速度给定电压。 5 结束语 该预缩整理机是提高织物档次的关键设备之一，预缩整理的效果，在很大程度上取决于承压辊表面温度的控制和各有关单元速度的控制，预缩进布，橡胶毯预缩和呢毯整理3单元机之间的速度关系应控制稳定。前、后段控制系统可采用现场总线集中控制，构成现场总线控制系统，提高数据传输的可靠性和数据响应速度，增强系统抗干扰能力，获得更多的现场设备信息，为管理自动化创造条件，并可减少现场连接导线等，使预缩整理联合机提高一个档次.