Lenze粗紗機應用解決方案

作為典型的OEM行業，紡織機械行業涉及到了較多的工藝流程，包含諸多的工藝段。整體而言，大部分機械都是由PLC實施控制功能，并涉及到大量的傳動產品。從電氣控制分為PLC、觸摸屏（HMI）、低壓變頻器、伺服和低壓電器等。從工藝上又分為棉紡機械、織造準備機械、織造機械、針織機械、染整機械、化纖機械、非織造布機械等不同類型機械。而棉紡機械又分為如下圖的工藝流程，而粗紗機作為紡紗工藝的重要組成部分，有著舉足輕重的作用。

粗砂機工藝流程：

組成：喂入、牽伸、加捻、卷繞

流程：棉條自條筒12中抽出 —— 導條輥10 —— 輸出羅拉9 —— 翼錠拉伸裝置4 —— 粗紗筒子2 （如下圖所示）

粗砂機傳動軸功能：

翼錠拉伸裝置（簡稱錠翼）：用于加捻

——錠翼回轉，壓掌葉在壓掌桿的離心力和粗紗張力作用下壓向紗管表面，使粗紗卷繞緊密。

——改變粗紗在壓掌曲臂上的包繞圈數，可調節粗紗張力。

粗紗筒子（簡稱銅管）：用于繞紗

輸出羅拉（簡稱羅拉）：用于棉紗拉細拉長

下龍筋上升和下降（簡稱龍筋）：用于紗錠的上下成型。

傳動控制系統：

如下圖所示，四個同步傳動控制系統都由各自的電機進行驅動。分別為：錠翼（U1）、筒管（U2）、羅拉（U3）、下龍筋升降（U4）。

錠翼電機由8400 HighLine變頻器驅動，錠翼電機安裝了速度編碼器，構成了速度上的閉環，同時編碼器上的脈沖信號分給筒管8400TopLine伺服控制器，作為速度給定的指令。通過筒管驅動器，利用8400TopLine伺服控制器特有的Axis bus 端子通過CANopen同步通訊功能，把驅動器從編碼器采集的速度信號傳送給羅拉（U3）和龍筋（U4）升降伺服控制器，完成分部速度同步功能。

在紡紗過程中，系統要求四個分部的電機同步運行，使紗的張力保持穩定，并根據紗的卷繞直徑的變化，調整各電機的速度以及相互間的速比關系，使整個傳動系統動作協調，這就要求必須建立一套適合多電機之間進行數據傳遞的數據通信系統，對各分部的動作進行實時的檢測和控制，以完成上位主機與各電機之間、各電機相互之間的數據交換，其通信系統要求具有可靠性高、適應性好、擴展能力強和連接簡單等特性。

系統相關的Lenze倫茨產品簡介：

四電機分部傳動粗紗機的控制系統由觸摸屏、PLC、8400 HighLine變頻器、8400 TopLine伺服控制器和其他輔助器件組成。

8400 HighLine變頻器及8400 TopLine伺服控制器作為四電機分部傳動粗紗機的驅動部件。由于在電機尾端安裝了高精度的角度傳輸裝置旋轉變壓器，8400 HighLine變頻器和TopLine伺服控制器可利用旋轉變壓器反饋元件建立速度和位置反饋，使8400和電機之間構成精確的伺服系統。利用伺服控制器內部豐富的功能模塊庫，可靈活地配置控制功能與輸入、輸出信號。

PLC接收觸摸屏和CANopen網上各8400驅動器的數據信息，進行分析、處理，按照預定的數學模型和運行規則，向各8400驅動器發送控制指令，使整個系統正常協調地運轉。同時U2、U3、U4之間利用Axis bus端口，采用總線型的網絡拓撲結構，使3臺驅動器構成了第二個數據通訊網，傳輸數據。采用CANopen同步的方式在伺服控制器之間建立連接，進行數據傳輸，這是Lenze新型伺服控制器一個較獨特的特性。它將上一級伺服控制器的速度或相位信號轉換為CANopen的數字信號，經Axis bus端口，傳入下一級伺服控制器的Axis bus端口，并重新轉換和標準化為速度或相位的給定值，經一定的運算處理，作為該級伺服電機的驅動與控制信號。Axis bus端口的信號傳輸是純粹的數字信號傳輸，沒有偏置和增益誤差，傳輸非常精確?？垢蓴_能力很強，可靠性很高，傳輸速度快。采用該方式進行伺服控制器之間的數據傳輸，能很方便的實現各伺服電機之間的同步控制。

解決方案技術關鍵點：

1、雙總線結構：Axis bus與CANopen總線并存，可以CANopen減輕總線的負擔，使整個系統配置更加靈活、運行更加可靠

2、斷電同步停車：即在設備意外斷電情況下，外部提供一個短時間的24伏電源，錠翼、筒管、羅拉、龍筋升降電機同步停車，斷電停車后，棉紗不會出現斷紗和細結，上電后能繼續紡紗

3、四電機的電子齒輪比設定：在驅動內部提供了自由變量參數，可以由PLC進行自由設定，適時修改

4、8400HighLine變頻器功能全面：8400HighLine變頻器具有伺服控制方式，使電機在運行過程中，速度波動小，控制精度高

發展趨勢：

在紡織機械上用到了大量自動化產品，自動化產品分為觸摸屏、PLC、和大量的傳動產品，而傳動產品又分為低壓變頻器和伺服。低壓變頻器幾乎應用在紡織機械的各個工序之中，包括開清棉機、梳棉機、條卷機、精梳機、并條機以及粗紗機、細紗機和絡筒機等。對于織造機械則有漿紗機、整經機等。另外針織機、無紡布、化纖機械、印染機械上也大量使用了低壓變頻器。而伺服產品在紡織行業中主要用于張力控制，在紡機中的精梳機、粗紗機、細紗機、并條機、捻線機，織機中的無梭織機和印染設備上的應用量最大。紡機中的精梳機、粗紗機、并條機、捻線機都已開始采用伺服產品來控制張力。在此案例中，不僅用到了Lenze倫茨新型8400 TopLine伺服控制器，在紡織機械高端機型中搶占了一席之地，同時也應用到了8400HighLine變頻器，為其在紡織行業低端設備的廣泛應用打下了堅實的基礎。