西門子SIMOTION 運動控制系統在九單元漿紗機上的成功應用
| 榮獲“2007年度工控及自動化領域優秀案例”有獎評選 二等獎 | |
| 寫作心得: 作為中國工控網的VIP用戶,我經常在中國工控網查閱資料及發布買售信息,深深的感到中國工控網為我們這些技術人員搭建了一個如此好的交流信息的平臺。在此,對中國工控網的所有工作人員表示深深的謝意! 這次我有幸參加了中國工控網舉辦的“中國工控網有獎征文活動”,能夠參與本次活動并最終把自己的文章發表在《工控通訊》上是我的理想。作為工控及自動化領域權威咨詢、資訊傳媒,中國工業控制及自動化網絡傳媒開創者、領導者,中國工控網已經推出了面向廣大自動化工程師的專業論文、方案應用頻道以及會員內部交流資料——《工控通訊》,它覆蓋了各行業與自動化產品、技術有關的論文、應用、方案、市場分析、對比分析、技術熱點、系統設計、使用維修等內容。 雖然這次獲獎與自己的平時的辛勤努力是分不開的,但是如果沒有中國工控網搭建的這么好的學習、交流的平臺,我個人也不會進步的如此之快。 最后,我還要大聲的對中國工控網的所有辛勤工作的員工及對我有過幫助的朋友們說聲“謝謝”!
| |
| 專家點評: | |
| 本文詳細講述了西門子SIMOTION運動控制系統在漿紗機上的成功應用案例,該系統具有特色的是采用了直統共母線技術,使系統所需的裝機功率減小,起到了節能的作用。另外,采用西門子的精確卷繞控制軟件以及同步伺服電機,達到了控制精度,比原有的系統控制精度更高,提高了成紗質量。該系統的應用性比較強,有較強的實踐意義。 |
摘要:以西門子SIMOTION D435控制系統為核心的九單元漿紗機伺服電控系統具有節能、可靠性高的特點。 關鍵詞:漿紗機、SimotionD435、節能、可靠 一、項目介紹 江蘇某紡織有限公司是一家大型港資企業,其產品大部分通過其在香港的外貿公司銷往東南亞,美國及歐洲等國家與地區。因擴大生產需要,該廠急需購進一臺高檔漿紗機。在考察了多家中外紡織機械廠生產的漿紗機后,經過綜合考慮,最后選擇了我司與江蘇某紡織機械有限公司合作開發的九單元漿紗機。這是繼我公司在多年設計配套七單元漿紗機電器的基礎上,又率先在國內開發研制成功了九單元高檔漿紗機。 二、項目的簡要工藝 漿紗是紡織行業織布前一道非常重要的工序,漿紗的目的在于增強紗線的強度和韌性,減少毛羽,紗線上漿的好壞直接影響織造的效率,紗漿得好等于布織了一半,由此可見漿紗機在紡織上的重要性。以前的漿紗機 多采用邊軸傳動、控制精度差,卷繞部分無級變速器故障率高,經紗上漿質量難以提高。為了適應對漿紗的高要求,各企業紛紛開發了七單元傳動的漿紗機。而漿紗機性能的好壞關鍵在于對自動控制系統的精度和速度響應等要求較高,從紗線的退卷開始,漿槽浸漿、烘房烘干到卷繞成型,中間要經過伸長控制、溫度控制、回潮控制、張力控制、計長控制、卷繞控制等多種高精度控制過程,使紗線變為具有所需要的適宜回潮率、伸長率、上漿率和卷繞張力的實用價值的經紗。 三、控制系統構成 這套九單元漿紗機電氣控制系統采用全套德國西門子元器件,應用以西門子SIMOTION D435系統為控制核心,再外掛CU320控制裝置一個,共直流母線技術,一個電源模塊帶4個電機模塊,主要的配置如下:
這套系統的網絡結構圖見如下:
這套系統的監視畫面見如下:
這臺設備的外貌:
四、控制系統完成的功能 經軸退繞張力控制:采用當今最先進的AC300退繞系統,只需開車前先設定好經紗長度、經紗根數、經紗支數、軸心直徑等參數后,開車過程中系統將會自動實時計算所需氣壓,真正保證退繞過程中張力的恒定。 車速和伸長率控制:利用西門子SINAMICS 伺服系統獨有的裝置間DRIVE-CLiQ同步數據傳送功能及SINAMICS D435內外置的S120具有的速度-轉矩閉環控制系統,使伸長率控制精度達到0.01%,并且保證在升降速過程和穩態過程中保持不變,減少紗線斷頭,保證上漿率和伸長率。 回潮控制:利用當今世界最先進的德國mahlo回潮儀,在線測量紗線的回潮率,由回潮檢測控制儀輸出控制信號和參考信號,SINAMICS D435自動控制全機車速在設定范圍內升降,以達到控制回潮率的目 的。 烘房溫度控制、漿槽溫度控制:漿液溫度和烘房溫度的自動控制是獲得良好上漿及伸長率、回潮率的必要條件。SINAMICS D435獨立的PID控制,響應速度快,實時性好,具有低速防過烘功能。 漿槽壓力控制:壓漿輥壓力隨著車速的變化按照預先定義的多段斜率曲線變化,滿足上漿率在不同速度下保持一致。控制曲線可自由定義,適應更多紗線品種。 卷繞控制:運用西門子獨有的精確卷繞控制軟件(系統自動運算材料的轉動慣量、摩擦力等),無需張力傳感器,能夠將織軸從φ100mm卷到φ1000mm。卷繞張力可以實現從0-500K gf曲線設定。 五、系統特色 1、采用西門子同步伺服電機,大扭矩,小功率,系統裝機功率不到40千瓦,而其它的電氣系統由于采用的是變頻電機,同樣的系統裝機功率需要75千瓦。 2、驅動系統采用直流母線連接技術和可逆變的IGBT技術,使得多臺同步運轉的電機中處于發電狀態的電機產生的電能反饋到直流母線上供其它電機驅動,系統所需的能量最小化。實際生產中較其它電氣系統節能50%。 3、自然風冷伺服電機配套原裝德國變速箱,原裝伺服電機專用動力電纜和編碼器電纜的應用,系統的可靠性大幅度提高,運行穩定可靠。 4、高性能價格比。性能最優:采用西門子最新技術的SIMOTION D435伺服控制器和機床專用的高精度伺服電機,高響應、高動態特性;價格最低:西門子是目前世界上最大的機床數控系統供應商,產品性能先進,產量大,紡織業只是應用之一,將數控系統的質優價廉產品應用于紡織工業,是西門子的優勢和強項,而其它中小公司研制的專用產品勢必在開發費用、產量價格和性能水平上無法與西門子相匹敵。 5、采用漢化人機界面,適合中國用戶。人機界面博采世界多家紡織機械生產廠家之精華,結合西門子專用軟件和中國特色,開發出適合中國用戶要求和習慣的低成本軟件方案,實現最優控制和最佳效能。 六、與其它電氣系統的比較 跟其它電控系統相比,采用西門子的SINAMICS D435伺服系統的九單元電控系統具有節能、可靠性高、系統運行穩定、成紗質量高、系統無故障運行時間長等優點,最具優勢的特點是節能和高運行可靠性。在能源日益緊張的今天,節能已成為衡量一個設備技術先進性的重要指標;漿紗機是紡織準備工序的重要設備,一臺機器后面都跟著幾十臺織機,因此漿紗機的運行穩定性和可靠性是非常重要的。 七、結束語 由于采用先進技術,減少了功率損耗,使系統總功率減小,如卷繞電機采用西門子通用數字主軸電機,加上特種卷繞軟件,只需要9.5KW,而其他廠家用特種卷繞電機或變頻電機需要22KW,因此本套全伺服控制系統總價甚至比其它廠家的普通變頻系統還便宜,打破了以往伺服系統價格高昂的觀念。
提交
PLC一體機之EK溫度修正使用技巧
S7-300CPU存儲器介紹及存儲卡使用
0.05級超高精度互感器
DC-DC轉換器(電源模塊)應用指南——外接濾波電容選配
施羅德最小流量閥的應用范圍及優點

投訴建議