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无锡西门子中国一级代理商DP电缆供应商
一、引言
随着包装行业的迅猛发展,瓦楞纸板生产线的生产效率逐年提高,主要体现在瓦楞纸板生产线后端的电脑横切机速度的大幅提高。电脑横切机的控制部分需满足的裁切长度的同时还要满足很高的裁切速度。其难点在于纸板处于高速运动状态,切的动态控制需高的运算速度和高的跟踪性能。变频器的控制无法达到高的裁切速度(40M/min—80M/min),裁切误差也随速度的提高而越来越大,PLC对脉冲的反馈速度也无法满足裁切精度的要求。运动控制卡加进口伺服系统的控制方式是可以满足精度和速度的双向要求,速度可达到200M/min—300M/min,还是有价格昂贵,供货时间长等不足之处。本文着重介绍的将运动控制卡集成在伺服驱动器之内的VEC伺服驱动器在横切系统中的应用。
二、系统组成
下图为电脑螺旋横切机控制简图。此系统实现旋转式同步动态裁切,上下两组裁切轮同时被伺服马达带动,各依头所示方向相对旋转。轮之上的刃作精密的调整,当上轮之刃旋转至正下方时,下刃恰好转至正上方,才能执行正确的裁切。每次裁切轮旋转一圈,便自动将材料切断一次;马达只要在相同方向连续运转,轮便能连续裁切。
系统组成及其功能介绍:
1、旋转式同步飞剪控制驱动系统(VEC-VBR):
接受PLC及HMI输入的运转命令及长度设定
侦测量测轮编码器传回之脉冲,得知进料速度及进料长度。
控制伺服马达之运转速度及同步定位动作
2、人机界面(HMI):
接受设定资料及显示运转状态
3、PLC:
处理基本之接口、互锁、连动信号
4、永磁同步伺服马达或感应式伺服马达:
将马达动力传送至上下裁切轮
5、轮:
上下镜射、各带刃的一组回转机构
6、送料检测编码器:
直接紧密的接触待切材料,靠材料之横移而带动编码器产生脉冲信号
三、工作原理
电脑横切机切纸板时,切运行的速度曲线因裁切长度的不同而不同,大体分三种情况:裁切长度大于两倍切圆周长、裁切长度大于切圆周长且小于两倍切圆周长、裁切长度小于切圆周长。
种情况:裁切长度大于两倍切圆周长
如果裁切长度大于两倍切圆周长,运行速度曲线如图2所示;整个裁切循环从个裁切点开始到二个裁切点结束,分段说明如下:
1.VEC-VBR控制系统随时监控进料长度与进料速度并控制伺服马达带动裁切轮,掌握正确的裁速度曲线。
输入的高压电源接至绝缘的移相变压器的一次绕组。变压器有9个绝缘的二次绕组,这些二次绕组分别与功率模块连接,功率模块对电源电压进行整流和滤波,以形成直流(DC)高电压。利用移相的正弦脉宽调制(SPWM)技术,将高的直流电压逆变为所需频率的交流(AC)电压,绝缘的成组AC电压输出串联连接一起,则形成Y接三相输出电源,如图2所示。对于典型的6kV变频器,每相将由3个1275V功率模块串联,形成3825V总的相电压输出。而线电压约为6600V。每一功率模块携带满负荷电流,但它们仅提供1/9的输出功率和1/3的相电压。在这一设计中,串联的功率模块数和用于功率模块中每一电力半导体器件的分级电压,决定着该变频器的输出电压。安装的电力半导体器件的电流定额则为变频器的大输出电流。功率模块电路如图3所示。点击此处查看全部新闻图片
在高电压应用领域使用了多级串联的电力半导体器件,为避免关系到多级串联的开关定时故障,变频器采用了高电压大功率的串联式功率模块设计。
在此实例中,利用了300VHV-IGBT的功率模块,因为所用的功率模块数量少,使成本大幅下降。而且,含有较少的电力半导体器件的系统工作。
移相的多级串联SPWM设计的实现,满足了对输入和输出谐波含量的工业要求。
2 多绕组移相输入设计
带3个Delta(D)连接和6个延边Delta连接的二次绕组的三相移相、绝缘变压器用作输入变压器,旨在将输入电网的谐波减到小。这9个二次绕组之中,3个绕组的移相为+20°;3个绕组的移相为0°;还有3个绕组移相为-20°。如图4所示。
每个三相二次绕组电源分别接到功率模块。该功率模块通过三相桥整流将交流电压变换为直流电压,DC电压的波形是对称的,且每隔π/3(60°)的电角度重复,因而具有6个台阶波形的特性。
当把输入电源移相为+20°、0°和-20°的每一组3个功率模块(共3组)串联在一起时,组合的串联电压A将具有18个台阶波形的特性,波形是对称的,且每π/9(20°)角重复。18阶的电压波形只有(18n±1)次的谐波(n为正整数,也即谐波次数为17、19、35、37等)。由于这些谐波的次数高,故输入电流波形接近于正弦波,总的谐波电流失真度(THD)3%,变频器勿需任何笨重、昂贵的低通滤波器(LPF)。
功率模块与带储能电容的三相二管的桥式整流器结合,可提供较好的功率因数和较少的谐波失真。因电容器能供给电动机所需的无功功率,功率因数可达到0.96甚,没有必要装设附加的功率因数补偿。
由于二管整流器无法控制电角度,因开关切换操作或闪电导致浪涌(冲击)电压,将经过变压器穿通变频器。如功率模块在二管整流器后接上大的电容器,则任何通过二管的浪涌电流,将被电容器吸收并滤波,因而变频器是的,能经受住这样的冲击。
3 移相SPWM输出技术
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变频器在其功率模块中利用了多重移相、多级串联的SPWM技术,一个标准的功率模块将产生幅值和相位相同的同样标准的基本输出。3个功率模块形成一组,每组功率模块的载波信号按2π/3(120°)角交错移相(相位相互错开120°)。
3个串联的功率模块将组合为多重移相、多级串联SPWM的电压输出,其中含到谐波的载波频率(棕c),关系到边带(Sideband)的调制频率(棕)。由于载波频率棕c相对比较高,在输出电压中这些谐波藉电机额定的漏电感滤波,故输出电压实际会接近正弦波形,如图5所示。
按照这一设计,输出电压波形具有的谐波含量则2.33%。由于谐波含量低,谐波对电动机感生的热量,引发的噪音和转矩脉动,均将大幅度减小。
为了降低开关损耗,功率模块采用了低的开关频率。因而,没有必要附加浪涌吸收电路,变频器的频率大为改善。
反电动势(CEMF)是由同步旋转的气隙磁通波产生的。当输出电缆长度过临界值时,由于藉反射的CEMF引起的过电压而产生电压波形的脉动,可能损坏电动机的绝缘。Diamond-HV高压变频器的输出电压变化速率(du/dt)低,电压台阶的变化只有总的相电压台阶变化的1/3。这一总的相电压阶跃值是由多重移相SPWM技术所期望达到的值。因此,绝缘损坏的风险就大大降低了。
4 通信和旁路技术
主要控制系统与功率模块的通信是通过光(电)缆,低压部分和高压部分是绝缘的。所有功率模块的外壳均接地,因此可减小电磁干扰(EMI),确保系统的。功率模块连接简单,仅带3个输入、2个输出的高压连接和4个光缆连接。
当装有备用功率模块时,控制器可配置成在故障时将备用的功率模块取代故障的功率模块。
控制功能中还可以将负荷电源切换到直接输入电源,以便维修时使变频器旁路而勿需中断工作。
5 控制器和接口
控制器模块是对变频器的系统控制。它操作控制所有的通信,包括通过光缆与功率模块的信号接口。在控制器模块内部,它与可编程逻辑控制器(PLC)结合,以增加系统的灵活性。PLC不仅处理逻辑信号的开关切换和操控,而且还配合协调现场的各种操作信号和状态信号。
其它变频器制造商使用了特殊设计的计算机或专门的工控机用于控制和通信。因为计算机和控制器硬件及软件不断在升级,因此新换代时进行相应的调整,这就降低了变频系统的灵活性和性。
可编程(序)的操作显示终端及触摸屏的输入显示单元,均被用于人/机操作接口,显示器将显示用于变频器和电机的全部参数。为了简易方便和地使用,这一输入显示单元能用中文和英文编成程序。该变频器对大范围的监视及网络控制提供了标准的工业接口。
控制器模块为确保高压变频器的工作性,采用了大规模集成电路。移相的SPWM技术保证在所有频率范围内,电机的运行是的。
6 应用领域与节能效果
Diamond-HV高压变频器操作简单,具有良好的控制性能。它广泛应用于诸如电力、石油化工、冶金、水泥和供水等各类工业领域。市场应用包括任何大功率高压变频系统,配电控制系统,电气设备紧急保护,电气谐波探测以及遥控检测和监视系统等。
例如北京燕山石油精炼集团Beiwu水厂安装了Diamond-HV高压变频器后,统计安装前每天的耗电量为14000kW·h,安装后每天的平均耗电则为9000kW·h,每天节约5000kW·h,这就是说,能量利用的改善将近36%。按每kW·h0.6元计算,每年将节约109.5万元。
通过上面计算可知,变频器的成本在半年左右的时间内就能回收,而且安装变频器以后电机经常可处于小容量运转。因此,利用这一变频器系统,与原来的系统比较,节约的能量是的。
随着环保要求的日益提高,以及为满足我们随时增加的用电需求,会导致矿物石化燃料利用与成本的日益增加,因此进行变频改造势在必行。
7 结语
Diamond-HV移相串联式高压变频器设计新颖,结构紧凑。它使用的零部件少,确保了工作的性。它能提供一平衡的负荷并具有良好的线性度;变频器操作简单,控制性能优良。移相变压器和移相SPWM的利用,确保了输入/输出谐波含量低以及输出电压变化率du/dt小,的特点是节能,且能很快收回成本。
变频调速装置可优化电动机的运行状态,大幅提高其运行效率,达到节能目的。过去受价格、性及容量等因素限制,在我国风机市场上一直未能得到广泛应用。近年来,随着电子器件和控制技术的发展,高压变频器的价格不断下降,性不断增强,且模块化的设计使其容量几乎不受限制,相应地高压大容量变频器也被逐步大量应用。
山西阳光发电有限责任公司1#炉技术改造在2台引风机电机别加装1套北京利德华福电气技术有限公司生产的2000kW/6kV高压变频装置。控制器由高速单片机、工控PC和PLC共同构成。单片机实现PWM控制。工控PC提供友好的全中文bbbbbbS监控和操作界面,同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理,可以和用户现场灵活接口,满足用户的特殊需要。该高压变频器使用西门子的PLC中的S7-200,具有较好的与DCS系统接口能力。根据引风机的运行特性要求以及高压变频器控制的具体要求,确定采用如下DCS系统与变频调速系统的接口及控制方案。
1.DCS系统与高压变频器的接口方案设计
DCS系统与高压变频器之间的信号总共有22个,其中开关量信号18个,模拟量信号有4个。每台引风机高压变频器开关量信号包括:①待机状态;②运行状态;③停止状态;④轻故障报警;⑤重故障报警;⑥高压合闸允许;⑦单元旁路状态;⑧启动命令;⑨停止命令。每台引风机高压变频器模拟量信号包括:转速控制命令和转速反馈信号。
通过对上述信号在DCS系统中的定义逻辑组态实现变频控制方案。
2.DCS控制中增加以下内容
为实现对变频引风机的启停控制及转速调节,在DCS显示和控制中增加:
(1)通过DCS系统实现高压变频器启停操作用于远方启停高压变频器。
(2)DCS控制高压变频器转速控制实现引风变频的手自动控制。
(3)在DCS系统的显示报警中增加高压变频器轻故障报警块、重故障报警块、工频旁路状态。
3.运行方式及控制逻辑的说明
3.1引风机高压变频器的运行方式
正常情况下,引风机以变频方式启动,考虑到高压变频器有可能故障,还具备1台变频、1台工频运行方式和2台工频运行方式。
高压变频器运行方式分为就地及远方控制2种。就地控制状态时,DCS输出的转速命令信号跟踪高压变频器转速反馈,此时,对高压变频器的远方操作无效。
高压变频器受DCS控制时分自动和手动2种方式。手动状态时,运行人员通过改变画面转速控制块控制高压变频器转速,实现负压的调节。
3.2引风机高压变频器启动的允许条件
启动具备以下3个条件:①引风机A、B的高压部分已启动完成;②引风机A、B的高压变频器就地从其PLC送来的启动就绪开关投入。③引风机A、B的高压变频器的转速设定值的输出小于30%。
由于高压变频器启动的前提为引风机电机高压开关合闸及启动反馈为1,而原有引风机启动的条件继续在整个逻辑中起作用,即原有的风机启动条件保留下来作为引风机高压变频器启动的允许条件。另外考虑到高压变频器就地的实际条件,加入了高压变频器就地送来的就绪信号和A/B引风机变频就绪作为启动的另一条件。
在高压变频器远方启动的调试过程中发现:由于高压变频器转速设定块中的命令可能在一个较高的转速位,而这时启动高压变频器必然会对炉膛负压有一个较大扰动,而且容易造成运行误操作,所以在启动中加入了命令<30%的限制。
3.3引风机高压变频器转速调整的自动调节
(1)A、B高压变频器转速自动的开关量部分
当引风机静叶投入自动时,将会闭锁A、B高压变频器转速投自动。另外当偏差回路中形成值过一定值(暂定为50%)时,将自动切除高压变频器自动。炉膛负压信号发生故障时,则发传感器故障信号,高压变频器退出自动。当炉膛负压低一值触发时,延时3s后闭锁转速增加,当炉膛负压高一值触发时,延时3s后闭锁转速减少。
(2)A、B高压变频器转速自动的模拟量
由于变频调节对象与引风机静叶调节对象一样,所以将原有的偏差形成回路直接引出作为现有的变频调节的偏差作用于现有的引风变频控制。并就变频的特点加入了结合转速的平衡回路,将两侧的出力保持平衡。同时也立的加入其单双风机变频方式的增益回路,由于原有的偏差形成回路中包含了总风量的前馈部分,所以在新的变频转速回路中就不再增加,考虑到一旦发生单台引风变频跳闸,又不能恢复变频方式运行,将原有的挡板控制回路中的电流平衡回路改为位置反馈平衡回路,同时将另一台引风变频逐步加到大后,投入引风自动。
3.4引风机变频涉及的相关跳闸保护
(1)单侧风机的变频跳闸联跳相应一侧的送风机,并联关相应挡板及静叶的逻辑不变。
(2)双侧风机的变频跳闸后,由于相应的A风机和B风机的高压开关联跳,故保留原锅炉主保护PLC控制器中的MFT跳闸回路不变。
(3)原有的引风机跳闸回路中增加了高压变频器重故障联跳引风机功能,从而保证在变频方式下变频跳闸联跳引风机,工频方式下该条件被闭锁。
引风机变频控制的流程如图1所示。
图1:引风变频控制流程图
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4.引风变频自动参数整定试验及相关调试
(1)启动A、B引风机和高压变频器,将原2台引风机挡板的静叶调至100%,将炉膛负压设为-50Pa;
(2)启动A、B送风机后,将其动叶(送风机挡板)开至10%,将A、B引风机变频置于转速225r/min,同时将引风变频投入自动,然后进行定值扰动试验,将炉膛负压设定值改变20%,对变频自动变化情况进行记录;
(3)针对压力调节的特性,先将积分时间放到较大的4min,比例系数放到0.3,然后逐步改变比例系数,用临界比例带法,进行参数设定。出现调节的等幅震荡后根据临界比例带的算法,行初设,有一个基本的参数。P=0.025,Ti=100s;
(4)将A、B送风机动叶的开度按每10%的开度上行程试验,观察炉膛负压的变化情况,记录偏差大小以及偏差时间,完成后进行下行程试验,用A/B送风机的动叶进行扰动试验;
(5)改变其中一个的开度为30%,观察引风变频的转速变化情况及负压的响应时间,再进行送风机的动叶扰动试验,每10%的开度上行程试验,观察炉膛负压的变化,记录偏差大小和偏差时间,及高压变频器的命令输出和转速的实际值,完成后进行下行程试验,核定单双风机运行的比例增益;
(6)模拟MFT动作条件,在送风机动叶A、B的开度在50%的情况下,观察炉膛负压的变化,以及灭火后引风弛环节的动作情况,进行完自动试验后,在引风变频投入自动的情况下,将有关引风变频的联锁进行一次实际动作试验;
(7)在试验过程中,还需观察将送风机单侧拉掉,运行中单侧送风机掉闸后,变频自动是否能够将负压控制到满意的范围;
(8)锅炉的运行是全厂动力的根本保,虽然变频调速装置,可一旦出现问题,确保锅炉运行,所以实现工频—变频运行的切换。若1台引风变频故障,无法在短时间内恢复,需要引风自动控制由原先的静叶来调整。为此,须试验停1台引风变频,开大另1台引风变频,并将原引风自动(静叶)投入进行相应的扰动,通过试验,对其中的一些参数进行调整和修改。
根据上述调试,将引风变频的PID参数逐步优化,在变频方式下负压调整平稳,调节品质也有了明显提高,同时原有的静叶挡板调节在1台工频、1台变频的条件下,原有的静叶调整PID参数也进行了相应的修改,当1台变频故障切回工频工作时,依然能够由原有的静叶挡板自动控制负压,这样为提高运行的提供了备用空间。
5.实现引风变频调速后的效果
(1)风机变频改造后,电机实现了软启动,峰值电流和峰值时间大为减少,了对电网和负载的冲击,避免产生操作过电压而损伤电机绝缘,延长了电动机和风机的使用寿命。
(2)采用变频调节,实现挡板全开,减少了挡板节流损失,且能均匀调速,满足调峰需要,能够节约大量的电能。
(3)低负荷下转速降低,减少了机械部分的磨损和振动,延长了风机大修周期,从而节省了大量的检修费用。
(4)具有控制精度高、抗干扰能力强、谐波含量小的特点,且有完善的保护功能,可实现零转速平稳启动,有利于电动机和风机的运行。
6.结束语
(1)现场引风机变频调节和静叶挡板调节2种不同运行方式的对比试验表明:引风机变频调节运行方式能满足机组出力要求,性能稳定,自动调节品质有了较大改善,尤其是在响应速度上特别明显,另外基本以前使用挡板节流时执行器固有的死区大的毛病。
(2)在机组不同负荷下,入口挡板调节方式的运行效率只有55%左右,而引风机采用变频调节运行方式的运行效率基本在75%-80%,运行效率大大提高。
(3)使用变频调速技术,由于变速调节没有了风门挡板,节约了损耗在风门挡板上的能量,有效地解决了风机由于调节而产生的大量损耗,以其优异的调整性能和显著的节电效果,使风机处于较
一、引言:
城市供水系统的水库泵站一般都配备大功率水库泵及增压泵若干台,其良好稳定运行为城市居民的生活用水和工农业生产带来的保证。目前,很多现有设备已经趋于老化,日常维修工作量大,控制原理也较为落后。如何在不增加大量投资的前提下对现有设备进行合理改造,以发挥的工作效能,是当前需要解决的问题。
上海自来水公司市北泵站管理所下属真北泵站共有三台280kW增压泵和三台280kW水库泵。均采用自耦启动柜进行启动,启动电流大,并且随着设备的长期使用,开关元件及出水阀门的损耗比较严重。为了降低运行成本,减少设备损耗,提高管理水平,决定采用PLC自动控制系统和电机软启动器对原设备进行改造。
二、工作原理及改造方案:
1.控制原理
电机启动器决定使用软启动器。软启动器的基本原理如图1所示,通过控制可控硅的导通角来控制输出电压。因此,软启动器从本质上是一种能够自动控制的降压启动器,由于能够任意调节输出电压,作电流闭环控制,因而比传统的降压启动方式(如串电阻启动,自耦变压器启动等)有多优点。例如满载启动风机水泵等变转矩负载、实现电机软停止、应用于水泵能水锤效应等。
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目前,国内外的电机软启动器控制系统一般都采用1台软启动器配1台电机的控制方案,为了节省投资,经过多方论证,并且与上海津信变频器有限公司的技术一起进行了模拟试验,终决定采用1台软启动器带多台电机的方案。同时,也为了大限度地设备无故障连续运行,对原自耦启动柜进行了改造,保留原来自耦启动的全部功能,并且利用原自耦柜中的运行接触器,作为软启动器的旁路接触器,在软启动器启动完毕后将其旁路,以便软启动器可以继续控制其他的电机。软停止控制策略则正好相反,要将原自耦柜中的运行接触器断开,电机切换到由软启动器控制,然后启动软启动器的软停止功能,逐渐减小输出电压,将电机慢慢停下来,后软启动器退出,等待接受下一个启动或停止操作。
2.系统组成框图:
图2为单路进线的主回路接线图
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图2
3.主要设备选型:
供水系统关系到千家万户,系统的设计和设备的选型要考虑其性以及产品制造商的,使系统在正常工作条件下,尽可能做到万无一失。但同时又要兼顾系统的经济性,因此在设备的配备上对主要关键性设备尽可能选用国内外产品,对一些不影响系统性能及性的辅助设备,可选用的产品,以提高整个系统的性价比。
3.1可编程序控制器(PLC)选型
PLC是控制系统的关键部件之一,选型的时候除了要满足以上要求之外,还要考虑到今后的维护和扩展以及与其他泵站保持统一的通讯接口,为今后连接上位机监控做好准备等。综合考虑之后,决定采用ROCKWELL的SLC500系列PLC。
3.2软启动器选型:
选用丹麦丹佛斯工业有限公司生产的MCD3000型工业软启动器,该产品具有以下几个优点:
1.有的旁路接线端子,在旁路时还有电流监控,能作过载保护;
2.丹佛斯软启动器有1带多的专有功能,特别适用于此次改造;
3.丹佛斯软启动器有内置的软停止功能;
4.丹佛斯软启动器是真正的恒电流闭环控制,能以设定的启动电流值作快速的启动,启动完成的逻辑判别也合理。
水泵电机型号为JS137-6,280kW,493A,983rpm。泵站由两路高压进线供电,每路带3台电机。因此决定采用2台300kW软启动器(型号为MCD3300),每路电源接1台软启动器,每台软启动器负责3台电机的软启动和软停止。其启动控制原理请见图3,启动时为电流闭环控制,等到电机加速至额定转速时,电流也降至额定电流,可控硅开足,后软启动器发出运行信号。
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图3
三、参数设置
四、程序设计
采用ROCKWELL公司的RSLOGIX500编程软件,程序框图如下:
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图4
五、安装调试注意事项:
现场安装和调试是在不影响整个泵站正常供水的情况下进行的,所以事定要制订详细的施工计划,要求工程公司具备:
-有强大的技术实力
-有能力协调大量的材料,设备定货,运输和进货等问题
-有相应工程的设计,施工经验
-有良好的管理制度
这次施工就是在与调度充分协调之后,逐泵进行的。调试时也是如此,先选在某一路电源上的3台泵都不用的时候,对这一路的软启动器进行调试;再选择被控制的水泵,将被选中的水泵的出水阀关闭,以勉调试工作影响管网;然后开始正式调试动作,注意这时水泵是在打闷水,运行时间不要过1分钟;等这些调试工作都之后,就可以打开出水阀,作满载软启动软停止试验了,这时因为是满载所以软启动的时间会比空载时的长,因此软启动器的参数设置要有一定的余量;后通过试验,总结数据,得出的控制方式和控制参数,就可以投入试运营了。
另外低压大功率电机的配电较为紧凑,因此多数调试要尽量在模拟条件下完成,以减少正式调试时的故障机会。
六、运行效果及意义:
此套控制系统目前已经在真北泵站正式投入运行。六台水泵的出水阀门打开,通常情况下对他们不再进行操作。软启动器启动电流设为330%,启动时间约为5-6秒,供电系统承受的启动冲击电流与用自耦变压器启动时的相;软停止时电流大不过170%,软停止时间约7秒,对止回阀没有任何冲击。系统从投入使用至今运行正常。
此系统的成功应用,将对今后城市供水系统的增压泵站和水库泵站设计和改造带来非常深远的意义:
1.由于使用软启动器已能实现水泵电机的满载启动和软停止,水泵的出水阀门可以取消;
2.大功率软启动器"一带多"成功应用,使得今后多泵泵站电机启动控制系统的成本大幅度下降;
3.软启动器本身具有电压及电流保护功能,并有内在的零电流开关特性,使得电动机的保护得到了加强,同时大大减少了接触器的损耗;
4.此类系统因为有PLC作为主控制器,以后可以进一步扩展功能。
七、结束语:
由于采用了的PLC和电机软启动器,使得原先的电气控制得到了成功改造,整个泵站的电气控制和管理水平上了一个新的台阶。随着国内外电力电子技术的不断新和自动化控制理论的不断发展,相信今后将会有多、好的解决方案出现。
此文谨供**参考,指正,如有不详之处欢迎与我们接洽联系。
概述
拉幅定形机是印染厂的后整理设备,主要应用于纯棉、涤棉及其它混纺织物的拉幅与热定形,也可用于各种针织物的拉幅与热定形。随着纺织印染工艺的发展,市场需要高质量的拉幅定形机以满足工艺要求,我国纺织行业对定形机的年需求量为500台左右。且开始出口国外。
邵阳二纺机厂是国内早研制拉幅定形机的厂家。为满足市场对拉幅定形机的需求,该厂开发了八代产品—M5469型拉幅定形机,并已成功出口土耳其、巴基斯坦等国家。
该型号定形机采用的是积木式设计,并提供多种选用件供不同用户选用,来加工不同要求的织物。其公称门幅从1800毫米到3600毫米可供用户选用;适用于针铗、布铗或两用铗等多种铗体;应用于导热油、煤气、电及蒸汽等多种热源;公称速度为100米/分;烘房温控精度为设定温度的±1%。该机的进布区、导轨部分、烘房及落布区参考技术。
电气上采用流行的变频传动,其中Danfoss公司的同步控制卡,实现了主从的分链条同步位置传动,且其主从速比可任意设定,方便的实现不同的工艺要求。且PID与前馈控制参数可实现自整定,为调试和改造提供了方便。
定形机的工艺要求:
整套定形机系统包括:进布、上针(上铗)系统;轨道系统;调幅系统;热风循环系统以及出布系统。其中的电气控制贯穿始终,始终考虑的问题。在本应用中,电气控制系统采用交流变频分电源调速系统。主链条采用变频电机传动并作为全机主令机,传动花键轴附带旋转编码器作为其它跟随单元的速度信号。整套系统要求在恒转矩负载条件下达到1:10的调速范围,故障率低,维修方便,操作简单,性能稳定,同步理想。
控制系统采用可编程程序控制器、触摸屏、变频器及按钮开关等控制全机动作。而且因为工艺的要求,导致对整条送布出布系统的主从同步控制的精度要求非常高。
Danfoss变频器与同步卡的新解决方案与传统方案的比较:
传统的拉幅定形机,采用单轴传动,形式单一,在需要变速比的情况下,实现存在困难。故上以德国为代表的企业开始以分链条同步传动取代传统的单轴传动。
在这个大的趋势下,邵阳二纺机通过与Danfoss的技术交流,后决定采用Danfoss变频器加同步卡的方案来实现分链条传动。Danfoss同步控制有近十年的生产应用经验,技术成熟,以在同类应用中广泛使用,满足邵阳纺机公司提出的技术要求,并提供的后期维护和技术支持,可使用户放心使用。其变频控制柜实物图如图2所示,图3为主从分链条上布(负载)运行实际情况图。
此次在拉幅定形机应用中的基本结构为:对主链条以单变频器控制,并通过总线通讯形式,对其加以控制;在从动侧,以danfoss变频器加同步控制卡,在准确主从电机编码器信号后,对其加以运算,得出从动电机的速度与位置指令,实现主从电机的同步控制。其控制方式简单,设备一体化程度高,且运行。且各种信息指令可方便的通过总线反馈给PLC和触摸屏等上位机,实现自动控制功能。
Danfoss解决方案的注意事项:
因为在定型机中大量使用了变频器等电子设备,故对系统的电磁干扰十分的强烈,为使同步卡与变频器能正常地工作,一些注意事项希望用户与设备制造商在安装设备的过程中能严格遵守,避免在后期的使用中造成不必要的事故,节约人力与财力。
并且为使系统的运行在的状态,配以规范定期的检测,可保证同步卡与变频器运行在的效果,可以充分的发挥同步卡的优势,确保使整套系统为客户带来大的收益。
相关的技术细节请与Danfoss技术人员联系。
应用实例:
采用同步卡的定型机,以安装并使用在土耳其多家纺织企业中,以下是现场实景。客户对整套系统的性能表示满意,但因为前述的原因造成过一定的故障,但在客户按照Danfoss的要求改进后,收到了满意的效果。其代表性的应用,一个为落地式安装,另一个为架高安装。在架高安装的设备里,可在设备的下方存放原料,节约空间。以下给出落地安装的现场实景。
结束语:
由于采用了Danfoss变频器与同步卡的解决方案,使新型拉幅定形机实现了交流变频技术与PLC控制变频器同步调速,实现了各主从单元同步的控制和主要工艺参数在线检测与监控,使其机电一体化和智能化水平有了质的飞跃。使生产加符合节能与环境保护的要求。
M5469新型拉幅定形机的试制成功,使印染机械的研制迈入一个新的起点,它必将为各用户厂家带来良好的经济效益和社会效益,为进一步提高我国纺织品织物的档次和市场竞争能力展现了绚丽的发展前景。Danfoss为能加入其中,深感荣幸,并希望在今后的同类应用与合作中,贡献大的力量。