无锡西门子一级代理商交换机供应商

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   一、精梳机简介

    我国精梳机的生产起步较晚，但发展速度十分惊人，从上世纪70年代我国开始引进国外精梳机设备起，在30多年中，经历了引进、、合作生产到立制造这一过程；进入21世纪，我国新型精梳机产品是层出不穷。

    精梳机主要用于棉纺精梳工序。主要是依赖精梳机的紧凑而又正确的间歇性运动，使棉卷的棉层在有效的握持状态下进行梳理。使棉层中的短绒、棉结、杂质与纤维疵点得以，且进一步的分离纤维，提高纤维的伸直平行度。经过本机加工后的棉条，能满足后道工序的要求，成纱强力高，羽绒少，光泽好。

    二、精梳机的基本结构特性

    该机配有罗升Hitech屏彩色人机界面,可进行人机对话，使机器的操作、维护简单、方便,人性化。

    本机采用可编程控制器控制全机运行;主电机采用变频器调速电机只要在人机界面触摸屏上进行简单的操作便可实现钳次的调整，无须拆装调速齿轮，整个启动过程简单、方便、平稳、。

    本机能够定时，变速锡林上的短绒纤维，来确保锡林梳理效果，从而保证精梳条的质量。

    本机性能稳定、、，设计了多处自停装置，同时在各门罩上均设有开关，有效控制不事故发生.并在屏上配有故障提示画面。

    本机车头箱采用油浴润滑形式，车头箱内零件精度很高，用来保机器高速运转。

    使用合理的曲柄长度使钳板轴的转角减小，同时其角速度与加速度均有所下降，转动惯量做相应的下降，有利于高速改善棉网搭接质量。

    给棉罗拉及梳的前移设计，使浮游纤维动程缩短，有利于对较短纤维的控制，减少了落棉中有效纤维数量，降低了落棉率。

    优化了分离罗拉传动系统长短连杆尺寸，改变了后排行星轮齿数比，使有效输出长度大幅减小，由此增加了棉网结合长度，从而使结合率增大，提高了梳理效果。加之由气动加压的皮辊与之相配，使梳理后的纤维与棉网能达到理想值。

    优化的形板定位机构（锡林），提供多种安装角度（36、36.5、37分度）多种、多种规格锡林（90度、110度）的安装选择，满足不同配棉，不同纱支，不同工艺的需要。

    台面故障检测采用光电控制，使故障显示在人机界面上直观，操作工处理故障。

    具有自动上棉卷和自动换桶机构，适应大卷高速生产的需要，提高了生产效率，降低了劳动强度。

    三、罗升Hitech触摸屏的应用

    3.1触摸屏简介

    触摸屏是触摸式工业图形显示器的简称，它是一种连接人类和机器（各种外围设备，协议开放和不开放的）的人机界面（国外称为HMI），被称为PLC的脸面。它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数设置和数据显示。

    调试时遇到许多大大小小的问题，下面列举两例，以供参考:(1)wincc画面显示频率和操作台频率表的显示值不一致，在调试过程中，明电舍的4台变频器在操作台上显示的频率值和plc给出的值始终不同，通过给定不同的值发现有一定的比例关系，但这个值从何而来？

    测量plc输出模块到变频器ai端子的电流值，和给定是一致的，这说明是和变频器输出时产生了变化。查询明电舍vt230se的说明书关于ao输出的参数，发现c组参数c14-0fm输出增益值为1.14，对比两者的显示值后发现就是所要找的值。

    这是在改造前变频器调试时为了使显示仪表显示和实际值相同，才做的调整，通常情况这时调整仪表是方案，但现场的仪表是很难调节的，所以才调整的变频器参数。

    (2)1＃侧风给定无法实现无扰切换问题

    在进行设备投入试验时，当把1＃侧风由电位控制转为电流控制时，如上程序所示，变频器的速度应该跟随在电位时的设定值，但实际上变频器的频率却会不停下降，频率给定没有跟随电位时的设定值，检查程序“pid调节器_1_out”以及md498值相等，与mw500比较两者值不同，问题就出在此处。

    经检查发现md498在多次调用及数据类型转换发生的问题，把后面两个md498换新的地址后正常。

    4 结束语

    本套系统在矿山公司运行正常，自动化控制明显减轻了操作工的工作强度，节约了岗位定员，并且鼓风量和煤气流量比手动控制稳定，保证了生产的运行，提高了产品的质量，值得推广。

    在钢铁公司中，石灰窑产出的石灰一般供炼钢和烧结使用。气烧石灰窑是用气体燃料烧制石灰的炉窑，其具有下述几方面的优点:(1)气烧石灰窑节约能源，特别是用利用高炉剩余煤气和焦炉剩余煤气，以及其它各种工业炉剩余煤气是大的能源节约和利用。

    (2)有利环境保护，由于气烧窑没有固体燃料经燃烧后排放的大量有害气体，而且原来排放的煤气经燃料后也减少了向大气中排放污染，所以对环境保护非常有利。

    (3)炉内温度均匀，煅烧石灰质量好。

    气体燃料可在石灰石的所有空隙中燃烧，无死角，固体燃料很难做到，布料少有不均就会出现温度有高有低。由于气烧火焰均匀和又是同时放热，可做到燃烧和快速冷却，故石灰活性好。

    福建三钢集团矿山公司现有气烧石灰竖窑五座，均有采用数据采集监控系统，已完成风气流量数据采集并传送至主控室。每座窑有入炉煤气、一次风、二次风各一路，煤气加压机、鼓风风机共计19台，并均已采用变频调速。入炉煤气由我司加压站的3台加压机统一提供，加压机二用一备，abbacs800、atv68及vt210s系列变频器各一台(1#加压机供1#—3#窑煤气，2#加压机供4#、5#窑，3#加压机为备用)。

    气烧生产要求入炉煤气、空气量稳定，风气配比视气源不同保持定值，为确保稳定，较好改善气烧窑的生产及石灰的质量，现在原有软、硬件的基础上，增设一套s7-300plc控制系统，运用profibus总线完成五座窑的风气流量等数据采集，承担空气、煤气量比自动调节控制任务。根据生产工艺要求，操作员站输入入炉煤气量、空煤配比及一次、二次风量，系统从控制加压机、风机运行入手，建立闭环控制系统，分别去控制不同风机变频器，使入炉煤气与空气按量与比例配入(风气流量均采用pid调节)。

    2 系统描述

气烧煤气空气自动调节系统总画面如图1所示。

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      图1气烧煤气空气自动调节系统总画面(1)在本套控制系统，plc选用s7-300(6es7315-2ag10-0ab0)，采用et200m主从站，profibus系统总线实行远距离信号传送与控制的方式。采用研华工控机piv2.6680gb,3.5"fd,cd-rom,512mbram,带usb口,19"lcd，bbbbbbsnt操作系统。为了建立起清晰的网络构架，我们的控制系统通过5个立的profibus-dp网络，分别采集和控制中控室设备、煤气站设备、1＃2＃窑设备、3＃窑设备、4＃5＃窑设备。

    各个profibus-dp网络与主plc的连接是通过西门子的处理器cp342-5来完成的，cp342-5的立cpu可以使主plc的通讯处理量大幅度降低。

    变频器的数据采集与指令下达是通过profibus-dp完成的，通过profibus-dp和cp312-5，变频器可以与plc之间完成读写操作。

    wincc控制总画面如下:(2)控制方式变频器的主回路的合闸及分闸操作通过wincc画面操作，系统发出通电和断电指令;起停控制信号同样方式在主画面实现操作，然后通过plc发出信号;

1　前言

在数控车床行业中，目前国内使用的大都是以步进电机作为驱动元件构成的经济型车床数控系统。这些系统大多采用单片机作为控制，以开环方式工作，功能少而且故障率较高。在如今车床的改造过程中，我们应用的SKY普及型车床系统，以其特的双位置闭环控制方式，兼容的标准高速64位制，方便的自动对功能，强大的 /CAM/CNC一体化功能，发挥出国外系统所没有的优势，给用户带来良好的经济效益。

2　控制原理

常规闭环机床位置控制系统的设计，是在速度环基础上加位置外环构成闭环系统。由于这类系统难以克服非线性因素的影响，常因自持振荡而无法工作。为了克服系统这种缺陷，以转角—线位移双闭环位置控制方式，使数控技术达到一个崭新的的层次。由其构成的位置控制系统的动态结构如图1所示。

该系统由内外双位置环组成。其内环为转角位置环，元件为装于电机轴上的光电码盘，驱动装置为交流伺服系统，由此构成一输入为θi、输出为θo的随动系统。外部位置环采用光栅、感应同步器等线位移检测元件直接机床工作台位移信息，并以内环的转角随动系统作为驱动装置驱动工作台运动，并且引入Gc(S)组成的前馈通道，构成复合控制系统，大大提高了其跟随性能。因为工作台的精度由线位移检测元件决定，所以在理论上了机床间隙对精度的影响。

3　系统组成及应用

系统控制部分结构框图如图2所示，共分6个主要部分：伺服机构、位置反馈、自动对、开关量控制、主轴控制、主轴反馈。

（1）伺服部分　根据车床传动部分的机械特性，我们选用相匹配的进流数字式伺服电机。根据改造后车床的精度要求，选用相匹配的光栅尺作为线位移检测元件。常规5V方波光栅尺的分辨率为5μm，其精度可达到0.01mm，读数头大快移速度达24m/min，可以保证数控车床的精度及稳定性。实际上系统分辨率可达0.5μm。采用的检测元件，已经使系统工作精度达到1μm。
（2）主轴部分　为实现系统对主轴部分的实时控制，我们采用配套的变频器，如三菱、松下、台安等对主轴电机进行转速及转向的控制。同时配合车床自身机械变速机构，可避免其在低频下振动与扭矩降落现象。系统将通过 PLC实现对变频器转向的开关量控制，通过0～10V模拟量输出可实时对电机转速进行控制。这样即可实现加工过程中的恒线速度切削。
另外，在主轴上（即C轴）装配相应的光电编码器，将其转速以脉冲形式进行计数并反馈给计算机，系统根据其计数结果能实现软件同步螺纹切削。这种方法通过对C轴的位置反馈信息进行数字化处理，动态同步信息，实时预测牵入同步点，并据此进行柔性牵入同步控制，以无中断方式实现了多次切削过程的软件准确同步。它大大提高了系统的性，使螺纹车削精度得到保证。
（3）架部分　通过计算机与PLC的组合，实现了对架换的准确控制。其控制流程图如图3。计算机发出换指令后，PLC接收其信号并动作，控制架电机正向旋转。同时架各位的位置反馈信号，并与计算机发出的号指令比较，直到一致时，停止架电机正向旋转，同时PLC控制架电机反转锁紧。锁紧到位后，PLC发出换完成信号给计算机，此时换动作结束。

（4）快速自动对部分　配上附件对器，实现了有人工参与的快速自动对。其工作原理图4可简要说明。对模块上有两个对面A、B，其位置关系已知。在系统控制下，尖分别触及对面A、B的瞬间，采样X、Z坐标值，即可求得尖坐标。即确定了该在机床坐标系中的位置。若尖为圆弧形，尖触及A、B面时，采样到的X、Z坐标值为圆弧与对面接触点的相关坐标。此时系统将根据尖半径与对面的几何关系，通过计算求解出尖圆心坐标，以此确定位置。利用快速对功能，对一把只需1min左右。且对精度高，大大减少了加工的辅助时间，有效地提高了劳动生产率与车削加工质量。

1 引言

2 新设计思路

3 用户的成熟工艺是设计成功的保证

4 通用磨床模块化

功能立化 模块立，易于在统一平台上拼组和搭配立性强的电气、数显、检测、液压和冷却系统等模块，构成多种变型品种，实现不同加工精度、不同工作性能、不同自动化程度及不同加工效率的机床。

基础件功能化 基础件是指机床的大件，如床身、工作台、箱体和滑座等，它们大多使用铸件或焊接件，毛坯准备、加工周期长，影响产品发展。因此整个系列模块化设计一般只采用以同类大型零件为基础，将之功能化，使机床能扩大工作空间，适应不同的机床外观布局、造型及防护：使机床的规格、性能在保证刚度的前提下具有变化的可能性。一个磨床床身模块，可适应各种箱体、滑座的固定，派生型、端面外圆型、切入型或其它型机床。

适应新技术应用 目前新技术的应用往往是以提率(高速化)、提高加工精度(纳米级)、自动化程度(数控化)、柔性化、网络化为主要目的。只要在基础件模块或在箱体、滑座模块中留有一定空间增设一些模块就可实现。

功能部件社会化在模块化思想的指导下各种功能部件，如驱动系统、控制系统、主轴系、导轨副、滚珠丝杠副、冷却系统、制冷系统、检测系统等的立化、标准化及制造，促进了模块化设计法的发展。数控磨床的大量功能模块来源于工厂自身的通用磨床模块及可采购的社会配套的功能部件。

5 主要设计点

工作台面的布置设计磨床是根据一些典型零件(如曲轴、凸轮轴、气阀、左右曲柄、偏心轴、万向节、齿轮轴等)进行率磨削。因此，在设计时，要在选择的通用磨床的平台(工作台)上，针对工件进行磨削工艺分析，设置相应的部分。这些部分包括：

工件上下料 较小的工件多采用自动上下料。较大的工件由人工上料至辅助托架上，采用翻转机械手将工件送出来，人工下料。

工件的支承 包括工件定位前的辅助托架及工件定位的头、尾架支承，或头架卡盘支承。配置相应的辅助功能，如用润滑冷却液注入孔，防止支承定位热变形。

工件的驱动及准停 通过头架主轴拨盘或装在可回转型的主轴卡盘上，驱动工件回转。对一些外圆异形的工件(曲轴、凸轮轴等)，在驱动停止时，应停在好装卸的位置上，驱动装置就应有准停功能。

工件安装识别 根据工件的特点，设计安放在辅助托架的轴向及径向定位，通过光电或无触点信号控制，防止人为安装时出现的错误。

工件的轴向定位 以工件某一肩面作为轴向定位基准。通过工件轴向数控轴进给，让定位量仪与工件定位肩面接触发信，获得数控坐标轴编程的基点。对某些工件用自身肩面在安装时就完成轴向定位，可不设置定位量仪，以简化磨削工艺。但对前工序的定位肩面加工精度要相应提高。

工件的自动测量 对于微米级的磨削精度，一般都要配置工件在线自动测量装置。绝大部分的自动测量安装在台面上，通过编程控制，卡入工件测量，发出粗、精、到尺寸的信号并退出工件。

工件的磨削冷却 大多采用高压、大流量、具有磁、纸过滤，甚至带制冷装置的冷却系统。

砂轮相对工件的原点 砂轮不同于车、铣、钻削的，它易损耗，外形尺寸在不断变化。随着砂轮尺寸变小，砂轮架位置不断向前移动。设计时，要考虑砂轮架移动的限位置，可能干涉的空间位置，可能进行砂轮修整的位置。对一些一次切入可实现端面及外圆磨削的机床，砂轮相对工件倾斜30°角，砂轮架进给方向移动量与垂直方向移动量有一个函数关系。因此，要求数控系统具有斜轴功能。

设置砂轮修整 砂轮修整装置大多设置在工作台面上或头架上，以充分利用两个进给数控轴的运动实现砂轮外圆的成型修整。这样，大大简化了机床结构。目前薄型金刚石滚轮修整装置的出现，可大大提高砂轮修整精度。

1.自动测量仪 2.准停开关 3.工件(左右曲柄) 4.头架 5.拨块 6.砂轮修整座 7.砂轮修整位置 8.砂轮原点位置 9.轴向定位器 10.砂轮工作位置 11.尾架 12.辅助托架 13.自动测量仪接头 14.量仪底座 台面布置设计示例图

台面布置设计，就是以工件为，通过工艺分析将上述各种配置用现有的模块、功能部件及少许的工艺件组合在一起的设计，见右图。由于台面安放装置较多，设计时，一定要逐一准确无误地对装置的安放、运动范围、空间、人为的干涉度及工艺件的配置作出设计，直至能以此编辑出机床的磨削程序为主。




造型设计同其它数控机床一样，数控磨床在造型设计(外观设计)上已成为与传统设计法不同的关键部件。造型设计实质就是机床外观设计。它包括总体布局设计、防护设计、管线设计，同时三者又密切关联。

总体布局设计 现代数控机床总体布局是给观赏者的一个直观感觉：美观、匀称、线条流畅、色调明亮、立体性强、整体性强(机、电、液、气一体化)：给使用者一个人性化适宜的感觉：机床操作简便，上下工件、调整、维护、故障排除方便。由于普通机床上的大量的机械操作手轮在数控机床上均不存在，使用者只通过(手持)键盘上的电气按钮操作机床，因此可将机床与操作者隔离，全封闭起来。这是当今数控机床的主要特点之一。总体布局设计是一项综合设计，一种想象力的设计。它不同于一些原理性的设计、结构设计。现在大量机床外观造型设计的软件展示在我们面前。设计者可浏览大量不同类型机床的外观图库，并通过各部分的着色变化、各外观模块的位置调整，找到一个适宜机床总体外观造型的效果图。就好像一台已做好的机床摆在我们面前去观赏、评价，从中找出不足之处进行改进，使之一次研制成功。对数控磨床而言，除满足上述要求之外，还应针对磨削工件的特殊性，以便于操作者上下工件、操作性为目标考虑布局。而影响外观布局设计的关键部分就是机床平台(床身)的设计。

防护设计 数控机床的高速化、高自动化、高压驱动、高压冷却，大量油、水、气渗漏、飞溅，都给操作者、周围环境带来一些危险感、污染感。因此，从现代防护的观点出发，数控磨床与数控机床一样，将机床加工区域、移动部件、管线屏敝与操作者隔离，并设计成封闭型。这也是对机床总体造型提出的一项要求。防护设计不仅仅是一个全封闭的概念。为了操作，运行，机床还需要设计大量的运动联锁装置。如：开门断电，工件置换时砂轮的封闭，回收、净化引起污染的废液：在操作者直观的地方设置大量的警示标志。

管线设计 数控机床简化了机械传动结构，需要用电、液、气进行控制及驱动，再加上冷却、制冷等，需连接大量的管线。如何处理好这些不同的管线是我们现代设计者要解决的问题。管线设计影响到机床的外观、装配、防护、维修、抗干扰、可检查性。目前管线设计大多采用如下办法：

机床全封闭设计是的解决办法。可在防护罩内高挂——屏敝，分管线或混管线处理，外观整洁。

机电一体设计。电柜与机床平台固定在一起，操作箱与电柜为一体或通过标准走线筒将它们连在一起。充分利用平台周边的空间或周边设计成槽型走线，既缩短了线路连接，又利于装配检查、维修。

液压箱及液压功能的集成、立化，并与机床平台固定在一起，大大减少了管路连接。

冷却箱及各种过滤功能、冷凝功能的集成、立，以减少管路。




在总体布局时，尽可能减少机床占地面积。如电气柜、水箱占用上下空间。

6 结束语

    变频器的具体应用：

    1、在变频器没有使用在粗纱机之前，粗纱机在起动和关车时，由于牵伸和卷绕两个传动系统的传动链不同、转动惯性不一致，使前罗拉引出粗纱条的线速度与锥轮传递纱管的卷绕线速度不同，这种不匹配的速比具体表现为起动时卷绕时间快于引纱时间，关车时引纱时间快于卷绕时间，于是在开关车时就会产生大量细节。而粗纱机在纺纱过程中频繁的开关车是不可避免的。

    我公司JBA变频器可以通过控制主电机，调整电机电源的频率使电机启动到设定值时间（启动）或者关车时间进行认为设定，达到实现慢启动、慢停车，同时取消了设备中电抗器和电磁离合器等不容易维修的部件。但是在设定启动时间（加、减速时间）不可过分追求慢速，否则电机容易发热、损坏，同时因为增加停车时间，增加电能损耗、影响效率。

    2、在纺纱过程中，粗纱的卷装直径要经历一个由小到大的变化过程，所以在前几百米和后几百米粗纱断头率很高，质量容易产生变化。在传统的纺纱中，“恒定”的电机转速在纱径中时需要加速却又无法加速。企业便时常陷入要产量顾不了质量，要质量又顾不了产量的两难境界。我公司变频器的多段速控制便会这些缺点。如多段速设定可按1000m长度为一段，将一落粗纱设定为若干段，如7000m长的一落粗纱就为7段，每一段编辑为一个功能码，通过对变频器的调整可以任意设定这每一段的频率。这样便可以在纱径小、纱径中和纱径大时使电机获得不同的转速，从而达到电机转速按纺纱进程的需要而作相应变动的目的，真正实现粗纱机的、高产。

    通过PLC和人机对话，使变频器的调速功能得到为简易的操作。实现、节能和达到工艺的效果。

    速度链的传递关系由图5来体现，由PLC软件实现。

    该纸机传动结构上有柔性联结的传动点，烘缸部和压榨部。它们之间不仅要求速度同步还需要负载率均衡，否则会造成一个传动点由于过载而过流，而另一传动点则由于被带动而过压，影响正常抄纸，甚至可能撕坏毛布，损坏变频器、机械设备。因此这两个传动部分的传动点之间需要负荷分配自动控制。

    负荷分配工作原理：设P1e、P2e为两台电机额定功率，Pe为额定总负载功率，Pe=P1e+P2e。P为实际总负载功率，P1、P2为电机实际负载功率，则P=P1+P2。系统工作要求P1=P*P1e/Pe，P2=P*P2e/Pe，两个值相差≤3%。

    由于电机功率是一间控制接量。实际控制以电机定子转矩代替电机功率进行计算。

    PLC采样各分部电机的转矩，计算每一组的总负荷转矩，根据总负荷转矩计算负载平衡时的期望转矩值。计算平均负荷转矩方法如下公式所示。

    M=其中：ML1、ML2是压榨、烘缸电机实际输出转矩；Pe1、Pe2是压榨、烘缸台电机额定功率；

    M为负荷平均期望转矩

    PLC通过Modbus总线得到电机转矩，利用上述原理再施以PID算法，调节变频器的输出，使两电机转矩百分比一致。即完成负荷自动分配的目标。

    设置大限幅值，如果负荷偏差过该设定值，要停机处理，以防机械、电气损害发生。负荷分配控制实现的前提是合理的速度链结构，使负荷分配的传动点组处于子链结构上，该部负荷调整时，不影响其它的传动点，因此速度链结构是采用主链与子链相结合的形式。

    3.3辅助控制的机、电、液一体化设计辅助部分的机、电、液一体化、连锁及保护、卷纸机自动换卷控制、稀油站润滑系统等辅助电气系统协调工作，以保证系统正常运行和设备。

    4 变频器部分主要参数设置

    变频器主要参数设置如下表所示，本表适合各系列森兰变频器，所以未列出代码，实际只需找到相应功能设置好即可：

    对表中部分参数注释如下：加减速时间，在造纸机传动系统中，由于传动点数目较多，即变频器数量较多，所以负载不近相同。这就要求加减速时间设定不同，对烘缸类大惯性负载加减速时间要长一些，否则会导致变频器过载报警，对其他辊类负载则加减速时间可稍短一些。通讯参数中地址设定一般从一侧设置至另一侧，即由1至后。本表为主要参数，还有一些其他参数需据现场情况作相应改动，本文不一一复述。

    4 结语

    造纸机传动系统各个传动点既要保持一定的速度一致性，又要有一定的速差。同时具械相联系的传动点又要有负荷平衡即负荷分配功能。森兰SB80系列变频器具有很高的性和和完善的功能实现，通过丰富的参数组态与PLC通过MODUBUS协议通讯、协调工作可满足中、高速造纸机对传动系统要求大速比变化、高稳态精度等控制性能的需要。