1.引言
絲光工序是將煮練過的平幅織物在一定張力下，用濃堿溶液處理，使織物纖維發(fā)生不可逆的溶脹，纖維截面趨向圓形，表面光滑，再經(jīng)沖洗去堿、蒸洗去凈等加工，使織物產(chǎn)生絲一樣的光澤，從而使織物獲得穩(wěn)定的尺寸、耐久的光澤、增加抗拉強(qiáng)度并提高對染料的吸附力。
絲光工藝使用的絲光機(jī)有布鋏絲光機(jī)、直輥絲光機(jī)、彎輥絲光機(jī)等，其中應(yīng)用比較普遍的是布鋏絲光機(jī)，是由左、右兩組布鋏鏈條組成，織物在布鋏夾持下進(jìn)行沖洗去堿擴(kuò)幅，幅寬容易控制，使織物獲得較好的縮水率。
高速布鋏絲光聯(lián)合機(jī)和其它染整機(jī)械一樣由進(jìn)布裝置、扎車、繃布輥、布鋏式拉幅機(jī)(絲光機(jī))、水洗機(jī)、烘燥機(jī)、出布裝置等眾多通用裝置和單元機(jī)組成。其控制系統(tǒng)采用多單元交流變頻調(diào)速，調(diào)幅、吸堿、噴淋、堿液回收用交流電機(jī)傳動(dòng)，探邊、水洗機(jī)、上排導(dǎo)布輥用力矩電機(jī)傳動(dòng)，控制核心是對絲光機(jī)左、右兩組布鋏鏈獨(dú)立傳動(dòng)，在速度跟隨的同時(shí)實(shí)現(xiàn)位置同步，要求運(yùn)轉(zhuǎn)布速可達(dá)100m/min以上。整個(gè)系統(tǒng)采用10.4” Magelis XBT-G 彩色TFT觸摸屏(XBT G5330)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、顯示等操作和系統(tǒng)監(jiān)控。
2.控制系統(tǒng)方案
高速布鋏絲光機(jī)控制系統(tǒng)采用施耐德電氣公司的Micro PLC為控制核心，絲光機(jī)部分的傳動(dòng)控制采用兩臺(tái)通過光纖通訊連接的UE/ME系列高性能變頻器實(shí)現(xiàn)左、右兩組布鋏鏈的速度跟隨和位置同步；其它部分傳動(dòng)采用ATV58和ATV31變頻器，通過PLC的模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)恒速度恒張力控制。PLC還同時(shí)對眾多堿泵按設(shè)定時(shí)序控制，并實(shí)現(xiàn)絲光過程中的脫鋏停車、探邊、燒堿濃度與布鋏拉幅之間的故障連鎖，以及停車時(shí)堿泵的自動(dòng)停噴、停吸等。整個(gè)系統(tǒng)采用10.4” Magelis XBT-G 彩色TFT觸摸屏(XBT G5330)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、顯示等操作和系統(tǒng)監(jiān)控。
3.控制系統(tǒng)說明
高速布鋏絲光聯(lián)合機(jī)控制系統(tǒng)的核心是 UE/ME系列高性能變頻器的應(yīng)用。
UE/ME系列變頻器是施耐德電氣公司推出的空間矢量控制型高性能變頻器，功率范圍為15～500kW，通過模塊并聯(lián)方式最大功率可達(dá)1200kW，具有充足的可靈活配置的輸入、輸出接口(包括光纖輸入輸出接口，Max.50米)，內(nèi)置PID過程控制器，控制方式可以是磁通矢量或V/F控制。開環(huán)模式下可精確控制電機(jī)速度低至1Hz；閉環(huán)矢量控制模式下，通過采用閉環(huán)控制轉(zhuǎn)矩模式可實(shí)現(xiàn)張力控制、開卷/卷取控制、位置控制、轉(zhuǎn)矩控制等；采用閉環(huán)控制速度模式可實(shí)現(xiàn)起重及提升、高精度速度控制、位置控制、零速滿轉(zhuǎn)矩等。此外，UE/ME系列變頻器內(nèi)置Modbus 通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)RS485/232 通訊口，并支持DeviceNet, Interbus, Profibus-DP等網(wǎng)絡(luò)。
UE/ME 系列變頻器的另一個(gè)突出特點(diǎn)是Vysta for Windows 軟件允許用戶自定義特殊應(yīng)用。Vysta軟件是基于Windows的圖形化編程平臺(tái)，主要由兩部分組成：顯示屏編輯器(可自定義顯示屏結(jié)構(gòu)及內(nèi)容，包括菜單格式及顯示數(shù)據(jù)的類型)和原理圖編輯器(用于編輯控制功能，控制功能塊利用拖放技術(shù)相互連接)。采用Vysta軟件并結(jié)合變頻器的輸入/輸出接口，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PLC控制功能移至UE/ME變頻器中，從而提高傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度和性能，滿足用戶自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的需要。
絲光機(jī)控制系統(tǒng)正是采用了UE/ME系列變頻器通過Vysta軟件編程的用戶自定義特殊應(yīng)用功能，通過原理圖編輯，并結(jié)合變頻器間光纖輸入、輸出接口，將絲光機(jī)左、右兩組布鋏鏈的速度跟隨和位置同步的復(fù)雜運(yùn)算和控制功能內(nèi)置在變頻器中，方便地滿足了系統(tǒng)的要求。
此外，在高速布鋏絲光聯(lián)合機(jī)的水洗機(jī)部分，利用UE/ME系列變頻器的力矩控制功能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)布輥張力的連續(xù)可調(diào)控制，可以從根本上改變傳統(tǒng)的張力開環(huán)并通過力矩電機(jī)有級(jí)調(diào)節(jié)的應(yīng)用方式，張力控制十分穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也得到了大幅度提高。具體實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)方案是：采用普通變頻電機(jī)加光碼反饋替代原有的力矩電機(jī)，將導(dǎo)布輥的張力反饋送到變頻器的模擬輸入口，與張力給定作比較，通過一套數(shù)學(xué)模型運(yùn)算，給出需要的輸出力矩參考，直接控制變頻器的輸出力矩；與絲光機(jī)控制一樣，水洗機(jī)控制的所有運(yùn)算都直接通過Vysta軟件的原理圖編輯功能完成。
