1系统构成
该卷染机以西门子S7 200PLC作为控制器，以触摸屏作为人机界面进行参数设置，主要是张力和线速度的设定、布道计数、相应匹配频率、电机输出转矩的给定，以及相关逻辑动作的控制。卷染机采用两台丹佛斯FC302变频器作驱动，控制两台三相异步电机；电机尾轴加装编码器用于反馈速度和力矩的控制。变频器和控制器之间采用485通讯。丹佛斯变频器集成了485接口，接线简单，整个系统较精简（1）。
2控制原理和方法
2. 1控制要求
卷染机控制要求能够自动计数（上布道数）、换向、调头、停车和防滴液等功能。在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，因此对系统的自控水平要求较高。卷染机工作是一个典型的中心卷绕控制系统。未染色的布匹首先上卷到其中的一个辊筒上，上卷完毕，人工将布匹的另一头卷到另外一个辊筒上面，包覆紧贴，即可开始正常工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，且布匹经过染液的时间一致，也就是线速度恒定。由于没有线速度和张力反馈，线速度又会随辊筒半径变化而变化。因此，需要控制和计算辊筒的实时直径，适当调整放卷变频器的输出频率，以达到要求。
2. 2控制方式
上布时刻， PLC记录下该布卷在辊筒上的总圈数，进布完成后，操作工在触摸屏上点击初试按钮，系统自动进行初始卷径计算，之后系统可实时计算出当前两个辊筒的直径（无需输入布厚或人工测量满卷时的直径），并根据系统设定的线速度和张力，计算出相应的转矩（放卷电机）和匹配频率（收卷电机）；再通过串行485通讯，传输给变频器，作为控制收、放卷电机的基本参数。
2. 2. 1恒转矩控制
放卷变频器在力矩模式下工作，在转矩控制模式下，要保证放卷辊恒张力运行，变频器转矩必须满足下列计算公式：
T = T 0 R /R 0
式中： T变频器转速/Nm；T 0光辊时的转矩/Nm = F R 0；F运行张力/N；R实时放卷辊半径/m；R 0光辊半径/m.
2. 2. 2恒转速控制
收卷变频器在闭环速度模式下工作，在速度控制模式下，要保证收卷辊恒线速运行，变频器转速给定必须满足下列计算公式：
n = L N D
式中： n变频器转速/Nm；L设定线速度/Nm；N传动比；D实时收卷辊直径/m.
2. 2. 3计圈换向控制
由于卷绕过程中，布匹会伸长，所以必须对两辊进行计圈。当放卷辊计圈到零时进行换向，否则车头会出现积布。
3系统的特点
3. 1采用先进的PLC和数据通讯技术，实现生产过程计算机控制及染色管理。
3. 2在计算机的恒速恒张力控制系统中，张力大小从5 70 kg可选，这是目前同类产品中张力极小的卷染机。
3. 3变频电机减速机传动平稳，维护工作量小于液压和直流传动方式的卷染机。现场环境洁净，无漏油。
3. 4系统控制灵便，可根据要求实现各种工艺组合。
3. 5各种故障自动识别和报警，动作连续，安全性好。
3. 6停车时具有布卷自动摆布功能，避免染液在布卷下部淤积，确保加工质量。
3. 7自动化程度较高。可自动计圈、计道、倒卷和升温，操作工劳动强度小，一人可看多台机器；温度自动控制，可有效克服普通大卷装染色的匹差。
3. 8品种适应性强。由于采用PLC优化程序控制，双变频卷染机品种适应能力强，布的厚薄不会影响其运行，克服了传统卷染机不易加工薄织物的缺点。
4 FC302的特点
FC302是一种通用型变频器的设计方案，这种变频器可以控制任何机器或生产线上的全部操作，不管是标准式的还是伺服式的。FC302不仅可以智能化地显示用户的操作和自身的性能，还可以在发出警报前自动采取措施，以确保最大的正常运转时间。FC302建立于模块化的开放式技术平台，这使它具有优异的适应性和可编程性。它的可配置的、用户友好的界面具有中文格式。FC302具有智能化的即插即用技术和较高的可靠性，使变频器操作非常简单。其优点如下：4. 1变频器FC302代表了一种模块化的设计方案，用户可以在任何时候插入可选项或更新设备，这时变频器的功能就可以进行重新设置。因此，相同的变频器可以满足一条生产线上不同机器的各种功能需要。虽然可选的硬件版本很多，但需要的备用配件却是有限的。著名的VLT用户界面对于各种版本、功率和性能级别的变频器来说都是相同的，使得安装、调试、维修、升级和客户化的过程变得相当简单。模块化的设计方案有利于各种功能的平行发展，用户可以按照当前的需求配置自己的变频器，也可以在下一代产品推出之前，提前使用新开发的功能。
4. 2智能的温控措施。两种不同的冷却措施（强制对流冷却和冷却台冷却），可以提供不同的冷却效果。
4. 3智能逻辑控制器。标准变频器内置的智能逻辑控制器，可以提供大量PLC的基本功能。
4. 4按照EN 954 1标准，变频器FC302的安全停止功能符合第三类装置的规格。按照EN 60204 1标准，变频器可以提供0类安全停止功能。这个特性可以防止变频器意外启动。
4. 5可选项和配件。总线通讯和外接电源等可选项具有即插即用的特性， - Profibus DP、DeviceN et、外接24 V直流电源和本地控制面板（ LCP 102）可以在操作过程中进行热插拔。用户可以利用控制面板或装有设置软件的PC机，在不同变频器间轻松传送设置参数。
4. 6丹佛斯传动的可移动本地控制面板，具有一个改良的用户界面，用户可以在六种内置标准语言（包括中文）中进行选择，也可以将其设置为自己的语言。此外，用户还可以更改其中的两门语言。
4. 7自动电机适配功能、快速设置菜单和大图表显示功能，使调试和操作过程简便，易于掌握。
4. 8 LC滤波器和刹车电阻。VLT 5000系列变频器现有的滤波器和刹车电阻仍然可以使用，因为它们是按照相同电流进行标定的。
4. 9 HE滤波器。这种谐波滤波器可以降低电源的谐波失真。
5结语
5. 1直流电动机的开启式、动接触馈电结构，不能很好地适应印染厂潮湿（冬季滴水）、腐蚀性气体的环境，且调压装置精度和可靠性较差，只能达到近似的恒张力控制效果。单变频器的卷染机放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，也是在较大误差情况下的一种近似结果，因此控制效果不尽如人意。
5. 2液压传动方式有两个问题：一是国产液压件密封性、可靠性差，虽然进口的质量可靠，但价格高、备件困难；同时液压传动方式是分段调节方式，对克重小的织物，张力波动难以接受。
5. 3交流电动具有密封性能好、过载能力强、易维护等特点。利用丹佛斯FC302变频器的优异转矩、转速的控制特性，可使双变频传动在卷染机中得到完美表现。
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