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帶(dai)機(ji)是(shi)紡(fang)織(zhi)織(zhi)帶(dai)成(cheng)品(pin)分(fen)卷(juan)設(she)備(bei)，需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)到(dao)收(shou)放(fang)卷(juan)控(kong)製(zhi)。本(ben)文(wen)基(ji)於(yu)遞(di)恩(en)電(dian)氣(qi)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)盤(pan)帶(dai)機(ji)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)案(an)例(li)，論(lun)述(shu)盤(pan)帶(dai)機(ji)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)以(yi)及(ji)遇(yu)到(dao)的(de)問(wen)題(ti)分(fen)析(xi)。
關鍵詞：紡織 盤帶機 遞恩電氣 變頻器
1 引言
中國作為世界紡織大國，棉紗、棉布、呢絨、絲織品、化纖、服裝等產量均居世界第一位,fuzhuangchukouyeduonianlaishizhongbaochizheshijiediyiwei。fangzhichanyezaizhongguozhanyoujuzuqingzhongdediwei。fangzhizhidaishizhiyigezhongshaxianweiyuanliaozhichengxiafuzhuangzhiwuhuoguanzhuangzhiwu，qipinzhongfanduo，guangfanyongyufushi、工業、農業、軍需、交jiao通tong運yun輸shu等deng各ge產chan業ye部bu門men。歐ou美mei等deng發fa達da國guo家jia的de織zhi帶dai行xing業ye起qi步bu較jiao早zao，已yi完wan全quan進jin入ru成cheng熟shu期qi，由you於yu生sheng產chan成cheng本ben高gao等deng因yin素su將jiang織zhi帶dai行xing業ye轉zhuan到dao發fa展zhan中zhong國guo家jia生sheng產chan。目mu前qian中zhong國guo是shi世shi界jie上shang最zui大da的de織zhi帶dai生sheng產chan企qi業ye，但dan是shi近jin年nian由you於yu印yin度du、越南等地擁有的勞動成本優勢正在成為中國紡織業的競爭對手，通過提高以自動化為核心的技術競爭力才能保持世界第一的產業優勢。
2 盤帶機自動化係統設計
2.1盤帶機工藝
（1）工藝原理：紡織織帶盤帶機設備工藝目的是把大卷的帶材卷成長度一定的小卷。係統結構以及收卷結構如圖1所示
（2）工藝指標設計：帶材上的張力要恒定，從而保證卷曲材料的內外卷曲張力恒定。每一個工序從空芯安裝到機器上到滿卷停車成品下線，需要卷曲長度為15m的時間不大於12s，卷曲長度為30m的時間不大於15s，包括變頻器啟動停止時間以及機械動作時間（從上空卷到滿卷產品完成）。經過測量，機械動作時間會占用6s左右，所以當卷曲長度15m時變頻器從啟動到停止的時間不能大於6s，卷曲長度為30m時變頻器從啟動到停止的時間不能大於9s。由於用戶要求停止後定長切割，在牽引輪上安裝有編碼器用來測量長度，所以係統要精確停止。
2.2收卷係統分析
shoujuancaiyongpaomojuanxin，bingqieshitongguojiabanyujuanxinzhijiandemocalilaijinxingshoujuan，suoyiyaoqiuzhanglibijiaoxiao。dangzhanglijiaodashi，rongyirangpaomojuanxinbianxing，shenzhifensui。anzhaoyitu2加減速時間相等收卷速度設計，則有：L=1/2*T*V，（L為長度，T為時間，V為線速度）；經計算：當長度15m，變頻器工作時間為6s時，帶材最高速度300m/min；當長度30m，變頻器工作時間為9s時，帶材最快速度400m/min
π*D*n=V，其中D為直徑，n為轉速，V為線速度；如果按照最小工藝卷徑D=38mm計算，當線速度為300m/min時，變頻器運行的頻率為84hz（2515rpm）；當線速度為400m/min時，變頻器運行的頻率為112hz（3352rpm）。
2.3自動化係統結構
（1）方案的確定：此係統要求張力小響應快。根據公式F=m*a，F為張力，m為質量，a為加速度，如果要求張力小，則要求F小；當F小時，要求a就小；如果要求響應快，則要求a大；當a大時，要求F就大。所以最終決定采用加張力擺杆，收卷工作在張力閉環狀態下。測量後擺杆的幅度為1VDC-8VDC。結構圖如圖3所示。變頻器接線如圖4所示。
（2）速度曲線設計：為(wei)了(le)滿(man)足(zu)加(jia)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)，同(tong)時(shi)希(xi)望(wang)最(zui)高(gao)速(su)度(du)保(bao)持(chi)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，所(suo)以(yi)最(zui)終(zhong)決(jue)定(ding)將(jiang)速(su)度(du)運(yun)行(xing)曲(qu)線(xian)做(zuo)適(shi)當(dang)修(xiu)改(gai)，除(chu)了(le)加(jia)速(su)過(guo)程(cheng)和(he)減(jian)速(su)過(guo)程(cheng)，還(hai)增(zeng)加(jia)一(yi)個(ge)穩(wen)速(su)過(guo)程(cheng)，速(su)度(du)圖(tu)形(xing)如(ru)圖(tu)5所示。
如果按照以上曲線運行，當長度30m，變頻器工作時間為9s時，將加速時間，穩速時間以及減速時間都設定為3s，則理論上帶材最快速度隻需要300m/min，最高線速度有所降低。
2.3張力控製係統
（1）放卷：采用恒線速度運行方式，當前線速度由PLC通過通訊方式給定；放卷電機安裝有編碼器，卷徑通過厚度積分法來實現，需要設置材料的厚度；由於此係統配置HMI，材料厚度由客戶自行設定。電機運轉速度由當前線速度和當前卷徑來計算。
（2）收卷：擺bai杆gan信xin號hao接jie入ru到dao收shou卷juan變bian頻pin器qi。為wei了le實shi現xian恒heng張zhang力li控kong製zhi，就jiu必bi須xu保bao證zheng收shou卷juan跟gen隨sui上shang放fang卷juan的de線xian速su度du，即ji保bao證zheng在zai整zheng個ge運yun轉zhuan過guo程cheng中zhong使shi擺bai杆gan穩wen定ding在zai某mou個ge位wei置zhi。這zhe就jiu決jue定ding了le需xu要yao收shou卷juan電dian機ji速su度du響xiang應ying而er且qie在zai控kong製zhi上shang能neng夠gou實shi現xian擺bai杆gan的de快kuai速su穩wen定ding，特te別bie是shi在zai加jia速su過guo程cheng和he減jian速su過guo程cheng。為wei了le提ti高gao電dian機ji的de速su度du響xiang應ying，電dian機ji尾wei部bu增zeng加jia編bian碼ma器qi，讓rang變bian頻pin器qi工gong作zuo在zai閉bi環huan控kong製zhi模mo式shi下xia；為了實現擺杆的快速穩定，使用了變頻器內部的卷徑計算模塊和擺杆PID模塊，卷徑計算通過厚度積分法來計算。
3 係統調試
3.1放卷變頻器
由於放卷電機安裝有編碼器，所以讓變頻器工作在閉環模式下。PLC實現卷徑計算，設置材料的實際厚度以及線速度來源以及機械齒輪比。線速度通過通訊由PLC給定。
3.2收卷變頻器
由於放卷電機安裝有編碼器，所以讓變頻器工作在閉環模式下。PLC實現卷徑計算模塊並設置材料的實際厚度線速度來源以及機械齒輪比。線速度通過通訊由PLC給定。
--以及擺杆PID模塊。設置目標值以及反饋來源，擺杆的反饋電壓範圍為1VDC-8VDC。根據運行情況設置適當的P，I，D值以及PID限製。根據調試情況，為了滿足快速響應性，P值需要適當設置大點，I值設置偏小；為了防止出現過衝現象，PID限製相對設置小。
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