西门子6ES7222-1BD22-0XA0技据

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（2）点车速度：有按钮控制，不带自锁，目前定在15HZ，无须调整。

    实践证明两次“点车”按钮按下时间间隔应大于1.5秒～2.5秒，否则易过载。间隔时间应能人为设置范围，建设为1.0～5.0秒。（注：点车是点动在纺织行业的行话）

    （3）爬行速度：定为1.5HZ，粗纱机在工艺停车时（包括人工操作“停车钮”；满纱自停；光电断头自停）车速从正常纺纱速度下降到爬行速度后等待传感器（定位用）信号再使速度变为0。

    定位用传感器只有在1.5HZ后才起作用，可以通过时间控制或频率到达信号控制，用时间控制较为方便，即得到“停车”信号后，速度从正常纺纱下降瞬间开始计时，一般在15秒左右即可以到1.5HZ，这个时间我们叫等待时间，设定范围建议为1.0秒～20.0秒。

    2、大小纱变速的要求：（这里只指正常纺纱速度）目前通用变频器在粗纱机上使用，纺一落纱的正常纺纱速度是不变的，如是45HZ，纺3个小时一落纱。速度提不高原因就是大纱不易太高，所以整个过程都不高，使用变频器后可以作到小纱时能高就高，充分发挥生产潜力，这样可以变成50HZ1.5小时后逐步降到45HZ（用小时），工作曲线如图：

    建议0→tp设置范围是0～10000秒

    tp→tk：0～7200秒

    Hp设置20～50HZ

    Hk设置20～50HZ

    3、计长表及定长功能

    变频器端子增加计数口（速度约为200～300转/分），每一个脉冲信号表示Ф28罗拉转一周（即纺纱长度Л×28），传感器用霍尔元件。定长单位“米”，有断电保护功能，设置定长范围1～10000米，到规定长度时输出一个接点信号（闭合）。

    4、开车条件输入口：此输入口用机上各按钮开关串联连接点与公共地短接后方机启动，否则为故障。

    5、“断纱”、“断条”输入口：（各一个）有断纱或断条时其中一个输入口若与公共地短接就发出停车信号。

    6、变频器须提供5个信号灯电源AC10V20W及相应端子6个，一个公共端，5个分别：满纱灯、停车灯、故障灯、断纱灯及断条灯。

    7、变频器须提供（对机器）AC27V400ma电源。

    8、变频器中的几个兼管功能：

    （1）“点车”按钮输入口，除15HZ点车外还兼管断纱自停、断条自停的复位功能，如不复位开不起车，同时相应信号灯也不灭。

    （2）“停车”按钮输入口，除停车外也作光电复位用，除此之外在满纱以后“停车”钮也管满纱复位，复位后计长显示为0000米，满纱灯灭。

    “停车”钮的强行复位功能，如设定长为3600米，中途纺到780米不再继续纺而换管，如何将780变成0000米，可以采取连续按5次“停车”钮的办法。

起动时罗拉应略有前（微量），而停车时应筒管卷绕在先，否则会产生细节或粗断头。

    单电机传动的粗纱机除机械结构先保证以外，有些功能是靠电气控制去完善和补偿的，随着科技的发展越来越显示出电气控制尤其是机电一体化，在粗纱机中起着不可低估的作用：

    1、慢速启动装置，在使用变频器以前国产粗纱机都配有单相电杭器式软启动装置，用以减少起动的冲击防止断头和细节。

    2、防细节装置：为防止启动时牵伸和卷绕配合不默契造成细节，该装置在停车时预留一部分“余纱”供“卷绕”用，成功地防止细节产生。

    3、电子计量装置：预置筒纱长度，定量满纱自动停车，比以往机械表要方便。

    4、光电断纱自停和断条自停装置，在进入19世纪80年代以来，粗纱机的光电自停已成为不可缺少的装置，它为提高纺纱质量和减轻劳动强度都起着很大作用。

    除上述电气控制装置外，目前又有CCD动力控制装置出现，估计也很快在粗纱机上推广使用。

    三、变频器在粗纱机上的应用

    粗纱机和其他纺织机械一样，要求有一个缓慢的启动过程，除共性以外，粗纱机对启动软化有一个的要求，从工艺上说是防止断头和细节，是工艺要求，从机械特性上来说，粗纱机的负载特性带有风阻特点，从实践数据得知，粗纱机功率随速度提高呈1.5次方关系上升，如此特点在起动瞬间有较其他机械有大的起动转矩和冲击。为此利用变频器调整加速时间和S形曲线都可以较好地解决这一问题。归纳起来变频器在粗纱机上应用有如下好处：

    1、调速方便：由于生产的（包括纺纱品种、工艺、系数的改变），粗纱机要不时改变车速，过去用调换皮带轮的办法，费时、费力，使变频器就方便了。

    2、可实现理想的慢速启动过程（S曲线）

    （1）减少机器的损坏和噪声。

    （2）减少粗纱断头和细节，有利提高产品产量和质量。

    3、利用变频器的低速运转，可实现停车的准确定位，停车方便档车工的操作。

    4、节能。

    5、方便机器运转状态的监控，如电机电流、转速等。

    6、变频器可含计量表，可以降，优化结构，提高性。

    7、变频器可实现大小纱变速功能（小纱高速，大纱低速），可大限度发挥粗纱机生产能力。

    8、利用变频器通讯功能，可以为今后计算机网络管理打下基础。

    四、粗纱机变频器的构想及要求：

    1、粗纱机的三种工作速度

    （1）正常纺纱速度：以50HZ为上限的一个可选速度，通过面板设置或电位器设置，而启动钮和停车钮。

一、棉纺行业在我国尽管不是支柱产业，但由于它居劳动力密集型产业，在我国仍然是一个量大面广、产值可观的行业，尤其我们即将加入世贸组织（WTO），我国的纺织工业又将掀起一个新的发展高潮。粗纱机在棉纺行业特别是传统纺纱工艺流程中，占有很重要的位置，它对纺纱的产量和质量起着举足轻重的作用。我国在实行压锭以前，全国有4000万纱锭，按配比粗纱机拥有量约为18000台～20000台左右，如果压锭到目标全国纱锭为3000万锭，粗纱机拥有量应为12000台～15000台。

    在这15000台粗纱机中除少量进口设备外，绝大多数为国产设备，这些设备可分为三个档次：

    1、20世纪70年代中以前的产品，主要机型为A453型粗纱机，其特点：锭距小、速度低，居低档机型。

    2、20世纪70年代中以后的产品，机型为A456型（A454）粗纱机，其特点：锭距加大，速度提高，居中档机型，至今仍有生产，也可称为我国棉纺行业主导机型。

    3、20世纪90年代以后的产品，机型为FA401系列，包含FA402、FA403、FA458等，其特点是：锭距大、成型大、速度高、自动化程度高，是我国目前主推机型。

    以上三种机型各自拥有台数所占比例估计为：2：7：1

    （以上提供数据属估计数，非官方统计数）

    二、所介绍的三个档次的粗纱机，前两个档次叫普通型粗纱机，三个档次因锭翼传动方式不同于者，叫悬锭粗纱机，因传动方式在锭翼上部，所以有利于提高转速而不摆头，又由于上龙筋将锭翼旋转气流与罗拉吐出粗纱条杆隔开，也利于提高转速，等等。不管哪一档次的粗纱机其功能主结构是基本相同的。

    粗纱机机械结构由以下部分组成：

    1、牵伸部分：主要包括罗拉及摇架。其功能是将棉条牵引拉伸成粗纱，拉长倍数4～12。

    2、卷绕部分：包括锭翼和筒管。筒管速度锭翼速度，利用速度差，将罗拉吐出的粗纱卷在筒管上，在纺一筒纱过程中锭翼速度恒定，而筒管速度每绕一层纱递减一次。

    3、龙筋升降及成型部分：为保证粗纱退绕（在细纱机上进行）的顺利，历来粗纱筒纱的的形状呈枣核形或说近似化学的环形链。

    为保证如此形状，除每层纱速度要递减一次（保线速度不变）外，上下动程也要逐步减小。筒管速度的递减是靠两个锥轮之间传动皮带的定量移动实现的，龙筋升降是靠换向机构，而成型部分是一个特有的机械结构。

    粗纱机的工艺要求及负载特性：

    在单机传动的粗纱机中，除功能性主电机外各部位的动作配匹都是靠机械完成的，所以粗纱纺纱工艺对机器提出如下要求：

    1、机器传动平稳，无机械波，匹配同步，保证条杆均匀。

    2、罗拉牵伸与筒管卷绕起、制动配合默契。

 一、引言

    电镀主要分为挂镀和滚镀。挂镀自动生产线分为环形机械或液压式自动生产线和直线式生产自动线。直线电镀自动线的制造以无锡市周边工厂较多，此外南京、北京、合肥、杭州、广东均有很多的工厂。本文就台安新型智能型SV300系列变频器应用于轻型直线挂镀自动线的行车运行情况作简单介绍。

    二、电镀设备及工作原理简介

    电镀生产线主要设备包括：机架、槽体、行车组成。槽体由退锡、去油、腐蚀、抛光、活化、电镀以及水箱组成，其中去油、腐蚀槽体中装有加热及温控装置，电镀槽中有加热、温控装置和冷却装置，冷却通过手动调节阀门达到降温目的，水箱中装有液位控制器。槽体由聚丙烯板焊接而成，槽体内部有相应的排风口、排污口、内外溢流口、进水口。行车由电机、升降导轨、水平导轨等部件组成。通常都是采用进口的可编程序控制器(PLC)对生产线各工序实施程序控制，它改写程序方便、体积小、性高。新的发展是使用PLC和计算机构成的网络系统。在行车运行方面普遍采用变频调速器控制行车的运行速度。用接近开关控制行车的准确定位。

    三、SV300应用说明

    对行车的控制具体为使上升、下降，前进、后退的动作。一个典型的工作顺序为：行车的前进或者后退，到达镀槽的位置，然下降将镀件浸没于槽中，待电镀完毕再上升。该行车的控制时序是由PLC控制的。为了实现快速平稳的控制电机的起停,该电机采用了台安SV300型变频器来进行控制,变频器的起停和速度信号由PLC给定。变频器的运行采用外部端子接线。将变频器TM2端子台的S1-S5分别接到PLC上，通过PLC控制S1、S2的通断来实现变频器的正反转和停止。

    为了使行车运行的快速和平稳动作,使用固定的给定速度是很难实现的,但是,采用模拟的给定方式控制变频器的转速方式则成本会增加很多,而且电路比较复杂,不便于实际应用,所以折中采用了变频器多段速控制的方式。SV300变频器有7级速度可以切换,使用几个外部功能端子S3、S4、S5就可以控制各段速度的切换。实际使用时采用了三段速的方式,启动时采用的速度,然后经过中速到达高速运行,接近停止位置时经过中速到低速运行,直到到达停止位置时停止。同时为了让行车快速的响应由PLC发出的启动和停止信号，要求变频器设定较短的加减速时间，并采用带刹车的电机。但由于过短的加减速时间有可能会使变频器因减流而停止，因此给变频器加上一个刹车电阻。

    主要SV300参数设置如下：1-00=1，3-00=80Hz，3-02=1S，3-03=1S，6-02=12Hz，6-03=40Hz，6-04=65Hz。

    四、结语

    直线式电镀自动线的控制是PLC，通过PLC控制使系统具有性高、抗干扰能力强、易于操作等特点。而台安SV300型变频器的应用使得行车能够快速平稳的运行，通过PLC对变频器的外部控制也使得操作非常的简单和快速。

同时，引风机的惯性比较大,因此其降速时间要求比较大，这是由于降程中变频器处于回馈制动状态，回馈能量将会造成直流侧母线电压过高而停机，因此，增长降速时间。同时，停机也要求软停车，能够延长风机的机械寿命。鼓风设置同引风差别不大，除了功率外几乎一致。但考虑为保持炉膛基本负压，将鼓风的升速时间要引风，而降速时间要快于引风。

    炉排传动属于机械负载，因此炉排的控制方式为V/F基本控制或采用开环矢量控制，其低速时提供的转矩比较大，能够满足重载启动的要求，另外，系统要求的加减速时间都比较短，在5秒以内。

    当检测点温度到达设定温度后，为保证温度稳定时间比较长，且要节约能源、降低损耗，因此引风、鼓风、炉排的运转速度分别设置为：30HZ、20HZ、5HZ。

    2、PLC硬件应用及软件编制

    2.1:硬件配置

    由主机EC20-1410BRA、模拟量输入EC20-4AD、模拟量输出EC20-4DA组成。其中给定采用一块百特公司的数字给定表，可以人为设置给定值（4-20MA信号，在表上以百分数表示），给定信号送入EC20-4AD模拟量输入模块中，作为PID给定信号。另外安装一块温度数显表，该表除显示温度外，还将E型热电偶检测温度信号变送输出4-20MA信号，送入EC20-4AD输入模块作为PID反馈信号。PID控制程序是通过EC20编程软件CONTROLSTAR中调用固有PID控制子程序来实现出口温度PID恒定控制的。

    2.2:连锁控制

    连锁控制主要实现如下功能：

    一、启动先启动引风、后启动鼓风，一般引风启动后3秒左右鼓风才能启动。

    二、停车先停鼓风，鼓风不停，引风认为不能停车；引风发生变频故障，则鼓风立即停止。

    三、故障报警、运行、停止指示通过PLC实现。

    四、炉排不参与引风及鼓风连锁。

    2.3:变频控制及温度PID程序

    一、变频器接触器得、失电由PLC控制

    二、变频器的启动、停止信号由PLC连锁控制。

    三、变频器的给定信号，由PID计算出的输出信号通过模拟量输出EC20-4DA，以电流信号（4-20MA）的方式输出到变频器的电流给定端（CCI、GND）

    四、PID控制由PLC应用软件通过编程的方式实现。具体过程比较简单，在CONTROLSTAR软件中的PID命令向导一步步完成，主要设置个别参数即可。具体PID编程语言如下：

    L*0

    PIDD20D21D0D22（PID调用）

    L*0

    MOVD50D20//设定目标值

    MOV10D0//采样时间(Ts)范围为1～32767(ms)但比运算的时间数值无法执行

    MOV33D1//动作方向

    MOV0D2//输入滤波常数(α)范围0～99[﹪>，

   1、变频恒温控制系统

    1.1系统参数:

    引风电机为11KW，鼓风2.2KW，炉排为1.5KW

    设计采用EV2000-4T0110P（通用型）系列变频器，鼓风采用SK-4T0022G（矢量型，因为考虑到变频器体积较小，价格相差不多的情况下选择），炉排SK-4T0015G。

    控制原理：将现场热电偶信号（E型）送至温度变送仪表，除显示温度外，还将温度信号转换成4-20MA，送入EC20PLC（EC20-4AD）模拟量输入端，经过PLC进行处理。EC20PLC模拟量输出端将PID计算出的给定信号分三路模拟量输出到三台变频器的给定。为保证鼓风、引风保证炉膛基本负压的前提，因此具体变频器参数设置：

    引风：

    F0.00=4CCI模拟给定F0.03=1端子运行命令通道

    F0.04=4运转方向设定F0.05=4大输出频率50HZ

    F0.07=4大输出电压380VF0.08=1机型选择P（风机）

    F0.14=1V/F曲线设定F2.01=30启动频率30HZ

    F2.08=0停机方式（减速停机）FH.00=4电机数4

    鼓风：

    01=20转速02=50HZ转速03=504=10（加减速）05=AIAU给定设置06=电机电流16=4-20电流输入（Ma）

    41=FD线性U/F控制

    炉排：

    01=5.0转速02=40HZ转速03=504=5（加减速）05=AIAU给定设置06=3A电机电流16=4-20电流输入（Ma）

    41=FD线性U/F控制

    1.2变频器的设置基本遵循如下原则：

    鼓引风变频器控制风机，其机械特性属于平方转矩负载，因此其V/F曲线采用2次方曲线

    变频器原理介绍：

    变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。

    变频器选型：

    变频器选型时要确定以下几点：

    1)采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。

    2)变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。

    3)变频器与负载的匹配问题；

    I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。

    II.电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以大电流确定变频器电流和过载能力。

    III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

    4)在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。

    5)变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。

    6)对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

    变频器控制原理图设计：

    1)确认变频器的安装环境；

    I.工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55℃，但为了保证工作、，使用时应考虑留有余地，控制在40℃以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。

    II.环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，在箱中增加干燥剂和加热器。在水处理间，一般水汽都比较重，如果温度变化大的话，这个问题会比较。

    III.腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能。

    IV.振动和冲击。

   新监控系统的优越性

    新监控系统的优越性如下。

    (1)新电力监控系统具有完善的监控功能，对过去许多想知道却无法观察到的数据进行了监控。由于此次监控系统采用的是功能强大的监控组态软件，可以利用组态画面中的控制语句以及大量的控件实现软件的“智能化”，使各类监控信息自动按照需求来显示和报警，这便于对故障的快速判断和查找。

    (2)过去的软件数据很“”，想实现各变电所的数据共享很困难。新电力监控系统的软件在数据共享和网络通讯方面功能很完善，很容易实现电力系统的信息集中监控、以及电力系统扩容改造后新系统和老系统的信息共享。同时新软件具有Web信息发布的功能，使没有安装软件的电脑也能通过网页监控到电力系统的状况，在很少的投资下增大了监控者的范围。

    电力监控系统出现的问题和改进措施

    电力监控系统投运半年以来也出现了如下一些问题。

    (1)1#号总降的监控系统出现过2次死机，分析其可能是由于软件还存在部分bug，后联系厂家对软件升级，一些已发现的bug，同时健全监控管理体制，提高值班人员的责任心，发现死机及时重新启动系统。

    (2)由于现在的监控系统采用了庞大的实时数据，微机的工作负担很重，部分刷新太慢，后通过调整通讯参数，提高微机的配置，加快了对I／O设备访问速度，使刷新速度提高。

    (3)监控系统投运后，由于电气设备都已处在运行状态，无法进行校验，故还存在部分状态、报警信息错误。待条件允许时校验，改错误的组态内容。

    (4)监控系统的微机硬盘由于软件对硬盘过多、过频数据读写，曾发生损坏。为此做好易损硬件的备品配件和

    软件的备份。

    结语

    电力监控系统减少了电力设备状态监视对人力依赖，降低了人力的成本，提高了经济效益。为电力系统的生产运行和管理提供了科学、准确的依据。同时由于监控组态软件是个新兴的事物，对它的认识还有很多不足的地方。监控系统的施工、验收、管理方面的工作还都在摸索阶段。但随着电力设备、监控组态软件的不断进、新，监控组态软件在电力系统中将具有广阔的应用前景

   改造后监控系统的新功能

    （1）历史报警查询功能使故障过程再现中国热模网

    过去的监控报警信息报出的信息是按时间顺序简单排列，对各类信息没有分类选择性。造后的软件中既可以显示当前的报警，也可以显示历史的报警事件。同时对每一个变量的报警，可以规定报警的报警类型。信息还可以用文件的形式进行历史记录或实时打印报警信息。可以通过选择起始时间和终止时间以及报警类型调取设备的历史事件记录，对事故的过程分析有准确的依据。

    （2）通过故障录波分析故障时的状态

    电力继电保护使用综合保护继电器后，具有了自动故障录波的功能。此次监控造在软件设置了读取故障录波的功能。利用故障录波软件读取综合保护继电器录下的故障前后几十个周波的跳闸电流、电压波形，分析继保动作的准确性。对于电机启动时过流保护动作状态以及“晃电”时BZT(备自投)动作的过程分析，都有了过去不可能的准确依据。

    （3）利用历史曲线分析电机运行状况

    原监控系统信息方式采用的是查询式，没有实时数据，因而无法显示历史曲线。改造后的系统具有实时和历史数据库，能够显示长达3个月的历史曲线。通过观察历史曲线，电机在运行中如果在负荷变化不大的情况下电流(温度)发生明显变化，就分析原因。在电机本体或者轴承发生损毁前解决故障。通过观察电机电流的历史曲线了解电机运行的状况和趋势。

    （4）电机累计运行时间的记录

    维修规程上要求电机运行一定时间后下线检修一次。软件上记录的累计运行时间是安排检修周期的准确依据。改造后通过新增的组态画面可以看到电机累计运行的时间，电机检修后通过系统管理员按钮对此数据清零。

    （5）通过逻辑状态显示来查找二次回路故障

    过去的监控系统能够反映仪表信号的有无，但对综保继电器内许多开关、状态量无法监视。改造后增加了一些组态画面，实现了许多状态量的显示。在二次回路出现故障时，通过分合闸逻辑图中各控制点的状态来综合分析、查找二次回路的故障点。可以通过各逻辑状态的显示，了解HA301高低速电机合闸逻辑中控制点的状态(深色为“1”，浅色为“O”)。当电机无法合闸时。可以利用此组态画面分析是那个条件尚未满足。

    （6）电力系统信息的集中监控和发布

    过去在各变电所的监控系统都是“各自为政”，各类通讯协议的系统无法实现数据共享。这不符合未来电气值班人员精简和系统集中监控的发展趋势。此次改造建立了各变电所之间的光纤网络连接，为信息共享做好了物理平台。软件系统的造使各变电所的微机成为I／O信息服务器，通过集中监控微机的软件，读取各处的信息量，实现2#总降监控机对全厂电力系统的集中监控。造后的软件具有Web信息发布的功能，过去调度只有听取电气值班人员汇报，现在可以通，这对电力系统事故状态下的调度指挥也很有益处。

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