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摘要：織物在印染加工過(guò)程中始終處于拉伸狀態(tài)，使織物經(jīng)向拉長(zhǎng)，緯向收縮。對(duì)彈性較大的織物尤其如此，如針織布，所以在后處理過(guò)程中需要對(duì)織物進(jìn)行拉幅和定形。在熱定型的同時(shí)，一方面對(duì)織物進(jìn)行緯向拉幅，另一方面進(jìn)行所謂的超喂控制。本文主要介紹施耐德電氣在此機(jī)上的整體控制方案。
關(guān)鍵詞：拉幅，定型，超喂，同步，溫度，主鏈

概述
拉幅定型機(jī)是連續(xù)加工的染整后處理設(shè)備，它的主要工藝流程如下：
軋車(chē)?上超喂?下超喂?主鏈?毛刷?出布?落布/打卷
傳統(tǒng)的拉幅定型機(jī)中，主鏈通常采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩條主鏈之間的同步則采用機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)。從電氣控制來(lái)說(shuō)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，避免不了因機(jī)械磨損而造成主鏈之間產(chǎn)生緯斜，且無(wú)法修正的弊端。因此在新型的拉幅定型機(jī)中，兩條主鏈各使用了一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，即分傳動(dòng)方式，以電氣傳動(dòng)方式取代機(jī)械方式，提高了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)緯斜的可控性。

圖1 拉幅定型機(jī)

整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中，除了整機(jī)的7個(gè)單元同步外，還涉及了兩條主鏈的同步、循環(huán)風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)變頻傳動(dòng)、調(diào)幅傳動(dòng)等。

控制系統(tǒng)
1. 系統(tǒng)硬件及控制結(jié)構(gòu)
a) 系統(tǒng)硬件要求
邏輯I/O：64點(diǎn)輸入，32點(diǎn)輸出
模擬I/O：10通道，4～20mA，12位 (溫度及濕度控制)
高速計(jì)數(shù)：10通道，10KHz (調(diào)幅控制)
系統(tǒng)總線：CANopen高速總線，1Mbps (變頻器集成)
驅(qū)動(dòng)器：變頻調(diào)速器
操作顯示：人機(jī)界面，機(jī)頭機(jī)尾各一臺(tái)


b) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 拉幅定型機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

PLC采用施耐德電氣新產(chǎn)品Modicon M340，集成了Modbus和CANopen總線接口；主傳動(dòng)采用ATV71高性能變頻器，可閉環(huán)控制，風(fēng)機(jī)采用ATV31通用型變頻器，均集成了CANopen總線接口；人機(jī)界面采用XBTGT系列，其中機(jī)頭操作屏集成了AV輸入，可以用來(lái)連接機(jī)尾的攝像頭監(jiān)控，取消傳統(tǒng)的監(jiān)視器方式。

2. 系統(tǒng)程序

圖3 程序框架

3. 控制說(shuō)明
整個(gè)系統(tǒng)采用CANopen通訊數(shù)字量控制，主要控制如下：
1． 主鏈一主一從，采用編碼器信號(hào)反饋，PLC每20ms對(duì)從主鏈編碼器進(jìn)行采樣，與主主鏈編碼器信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)反饋脈沖差值調(diào)整從主鏈速度，之后清零主從脈沖值，避免累計(jì)誤差產(chǎn)生，以保證主從主鏈的速度同步。在HMI上設(shè)有從機(jī)速度點(diǎn)動(dòng)修正。如圖4所示。

圖4 主鏈同步原理

2． 除進(jìn)布和出布側(cè)外，每室烘房也設(shè)有門(mén)幅控制，全機(jī)共有10段調(diào)幅，為了使門(mén)幅誤差在工藝要求之內(nèi)，采用編碼器雙向計(jì)數(shù)控制。
3． 烘房溫度直接由8路PT100模擬量輸入PLC(控制精度12位)，并由PLC編程進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，在HMI上顯示各段烘房溫度并可調(diào)整。PID控制基于Unity Pro軟件的DFB開(kāi)發(fā)的溫度專(zhuān)用PID功能塊，如圖5所示。

圖5 溫度PID功能塊

4． 各傳動(dòng)單元之間無(wú)張力傳感器，因此在HMI上都設(shè)有速度微調(diào)。
5． 上下超喂變頻外接制動(dòng)電阻，避免在負(fù)超喂過(guò)程中的能耗制動(dòng)引發(fā)變頻器頻繁故障。
6． 各單元工藝速度關(guān)系：
V上超=V主×(1+K1%)
V下超= V上超×(1+K2%)
V軋車(chē)= V下超×(1+K3%)
V毛刷= V上超×(1+K4%)
V出布= V主×(1+K5%)
V落/打= V出布×(1+K6%)

結(jié)束語(yǔ)
由施耐德電氣全系列的自動(dòng)化產(chǎn)品構(gòu)建的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間，并且根據(jù)客戶應(yīng)用需求開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品集成了各類(lèi)總線接口，降低了設(shè)備的硬件成本。在主鏈分傳動(dòng)控制部分突破了傳統(tǒng)的采用擴(kuò)展同步控制卡的方式，在降低成本的同時(shí)也滿足了工藝加工的要求，這主要?dú)w功于Modicon M340 PLC的高速處理，ATV71變頻器優(yōu)異的閉環(huán)性能和CANopen高速總線技術(shù)。