环锭细纱机的自控系统设计

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摘 要 传统环锭细纱机通过改变皮带盘来调整整机转速，效率不高且小纱及大纱阶段产生较高断头率，从而影响纱线的产量及质量。为解决以上矛盾，采用主电机变频控制方式，在小纱时低速运行，中纱提速，大纱适当减速的方式，模拟整个纺纱过程纱线张力变化情况，同时实现张力波动小，从而提高纺纱效率和质量。

关键词 细纱机 变频器 多段速

中图分类号：TM6.541 文献标识码：A

纺纱工艺中，纱锭由小到大成型过程分为：小纱阶段、中纱阶段、大纱阶段。细沙工序直接影响到纱线的产量和质量。细纱生产中，细纱断头是影响产品产量、质量和能耗的关键。传统细纱机纺纱过程中，整机速度在整个纱锭成型过程中恒定不变，这就会造成：小纱阶段张力波动大；中纱张力波动小而稳定但速度过低；大纱张力波动又有所增加。张力波动的变化规律决定了小纱断头最多，中纱断头最少，大纱断头较多的分布规律。传动细纱机解决方法是简单地采取改变整机转速，通过更换皮带盘来实现，它不能实现运转过程中的变速。这种工艺方式，车速潜力不能发挥，影响了机器生产效率的提高。

由于这种工艺造成小纱及大纱阶段产生较高断头率，从而影响纱线的产量及质量，并损失原材料。为解决以上矛盾，采用主电机变频器调速方式可实现细纱机的无级变速，使纺纱过程中在小、中、大纱阶段所受张力波动幅度缩小，减少断头率，从而提高纱线产量、质量并能更好地节能。配置网络化通讯模块，可以方便地进行网络监控和数据采集 。我国目前纺纱厂中仍有大量传统环锭细纱机在使用，随着国家政策和市场对节能降耗的需求，传统细纱机升级改造市场凸显。

1系统方案

实际纺纱过程中，细纱的小、中、大纱阶段的判定并无严格界限，且纱线不同，判定的纺纱长度也不同。 现场纺纱张力测试中，张力的波动过程是一个渐进的过程，并非三段台阶式。为充分发挥设备潜能，可以针对不同纺纱长度的设定不同变频速度，稳定张力波动，减少断头。

基本配置：DOPAS38（或TP04）+DVP24ES+VFD110B43P

利用台达变频器的R485通讯功能，配合台达DVP系列PLC的通讯程序，可以方便地在不同纱线长度段改变变频器输出频率，达到产量和质量的最优化。

现代纺纱车间随着自动化水平的提高，对设备的网络监控能力提出了更高要求。细沙车间作为纺纱工艺过程中配置最多的机型，需要对细纱车间实现网络监控，中控室采集每台车班次、产量等关键信息。

在上述基本控制方案的基础上，构建网络。实现细纱机单台故障监控、产量统计、参数设定等功能。

2细纱机采用变频调速的优点

（1）提高产品质量：因断头率下降，挡车工可以有更多的时间用来作清洁工作，减少了许多突发的纱疵.提高了产品质量。（2）提高产量：采用变频调速后的细纱机，虽然在小纱和大纱时降低了5%-8%的速度（目的是降低断头率），但在中纱时根据车况提高5%-15%的速度，而中纱的长度占整个细纱长度的80%，也就使纺纱的整体速度提高了将近10%，大大提高了锭子的有效运转时间，提高了细纱机的生产效率和产量。提升幅度将近10%。（3）节约原料：断头减少后接头回花减少，皮辊花也相应减少。（4）更改工艺方便：降低劳动强度，更换品种或调节转速时，直接修改变频器参数就可以实现，而不需更换皮带盘。（5）采用变频器调速控制可以节约用电：①主电机可降低无功功率，提高功率因数。安装了变频器的细纱机功率因数从原来的0.79提高至0.91，降低了无功电流，降低了线路损耗，节省了电能。②大大减少用电设备的工作时间，从而达到节电的目的。安装了变频器的细纱机在同等产量的情况下机器工作时间缩短，辅助用电设备如吸棉电机用电，照明用电，空调用电，回风用电等设备的用电量也大大减少。（6）纺特殊品种效果好：对某些有一定难度的纺纱品种如包芯纱、麻棉纱、强捻纱及高档精梳产品，通过变频器参数重设改变转速来选择生产过程的最佳点，可最大程度提高单产、减少断头。（7）节约生产成本：细纱断头的减少为值车工扩大看台、减少万锭用工、节约生产成本提供了可能。（8）减少小线毛羽：通过变频降速对减少小线毛羽效果较好，有利于减小大、中、小纱毛羽值的极差具有潜在的商业价值。（9）可以联网监控：变频器配合PLC与计算机局域网可连为一体，监视在线生产情况。

参考文献

[1] 钟肇新，范建东.可编程控制器原理与应用[M].华南理工大学出版社，2003.

[2] 徐国林.PLC应用技术[M].机械工业出版社，2007.

[3] 孙卫国.纺纱技术[M].中国纺织出版社，2005.