西门子模块6ES7341-1CH02-0AE0供应

西门子模块6ES7341-1CH02-0AE0供应

一、系统概述

    艾默生PLC和变频器在浆纱机上的应用，此电气系统采用PLC集中管理，分散控制，系统集中化，简约化，易控性强，好的降低故障率。 

    PLC系统由艾默生EC202416BAR主模块，16点的数字量输入模块和4路模拟量输出模块组成。

    操作界面采用工业级液晶触摸屏，可动态修改控制参数，方便显示当前速度，当前匹长、 匹数及系统的动态运行状态。

    边轴电机变频器采用通用型的EV2000系列，织轴收卷TD3300 22KW张力变频器。此变频器是张力变频器，内置张力控制功能。采用立变频模式，结构简单，维护方便，稳定度高，保收卷的张力及线速度，在小卷到大卷的变化过程中稳定。在加减速中的自动补偿控制，使加减速中张力稳，有上卷防断纱程序，使上卷起机时便于操作。

本系统的优点：

    张力设定在人机上设定，人性化的操作;

    使用的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等;

    卷径的实时计算，度非常高，保收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值;

    因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再时很造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过PLC的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能好;

    在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原械进行改造。改造，基本上两三天就能安装调试完成;

三、张力控制原理

    所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转矩。真正的张力控制不同于后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到像真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响产品的质量。

    变频收卷的实质是要完成张力控制，即能控制电机的运行电流，因为三相异步电机的输出转矩T=CmφmIa，与电流成正比。并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬。所以用矢量变频器，而且要加编码器闭环控制。用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。

卷径的计算原理

    根据V1=V2来计算收卷的卷径。因为V1=ω1×R1, V2=ω2×Rx。因为在相同的时间内由测长辊走过的纱的长度与收卷收到的纱的长度是相等的。即L1/Δt=L2/Δt，Δn1×C1=Δn2×C2/i（Δn1——-单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2——-单位时间内收卷电机运行的圈数、C1——-测长辊的周长、C2——-收卷盘头的周长、i——-减速比）           
              
Δn1×π×D1=Δn2×π×D2/i   

D2=Δn1×D1×i/Δn2，因为Δn2=ΔP2/P2

    （ΔP2——-收卷编码器产生的脉冲数、P2——-收卷编码器的圈数）。Δn1=ΔP1/P1取Δn1=1，即测长辊转一圈，由编码器接到PLC。那么D2=D1×i×P2/ΔP2，这样收卷盘头的卷径就得到了。

收卷的动态过程分析 
                          
    要能保收卷过程的平稳性，不论是大卷、小卷、加速、减速、、停车都能保证张力的恒定。需要进行转矩的补偿。整个系统要起来，要克服静摩擦力所产生的转矩，简称静摩擦转矩，静摩擦转矩只在的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩，滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在，并且在低速、高速时的大小是不一样的。需要进行不同大小的补偿，系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量，也要进行相应的转矩补偿，补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。在不同车速的时候，补偿的系数是不同的。即加速转矩、减速转矩、停车转矩、转矩;克服了这些因素，还要克服负载转矩，通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小，经过减速比折算到电机轴。这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。

总结:电机的输出转矩=静摩擦转矩（瞬间）+滑动摩擦转矩+负载转矩。 

转矩的补偿标准

1）静摩擦转矩的补偿

    因为静摩擦转矩只在的瞬间存在，在系统后就消失了。因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。

2）滑动摩擦转矩的补偿

    滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。补偿量的大小与运行的速度。所以在程序中处理时，要分段进行补偿。

3）加减速、停车转矩的补偿

    补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大

    在浸渍管换器的自动过程中，Vesuvius  使用  LOGO! 24逻辑模块来取代常用的PLC 或者继电器。选择西门子逻辑模块的原因是它设计和安装都很方便，并且不需要现 场监测。所有有关问题都能够通过热线得到回答。它的体积小、鲁棒性好和操作使 LOGO!成为明智选择。逻辑模块和 SITOP 电源供应单元一起放置在铸造台发送车的 开关盒里。即使在钢水附近的温度相当高以及在强烈振动的情况下，Vesuvius 公司的 Albercht  Heider 的报告显示 LOGO!没有表现出缺陷，而且所有在使用的 LOGO 模块到 现在都没有出现故障