計算機監(jiān)控系統(tǒng)在新型多單元傳動漿紗機上的應(yīng)用
1 漿紗伸長與張力的控制
漿紗工藝和生產(chǎn)要求在整個上漿過程中各工藝區(qū)段的伸長和張力是不同的，大體分為五大部分，即退卷張力，喂入伸長，濕區(qū)伸長，干區(qū)張力或伸長，卷繞張力。它們的控制方式各有不同，但共性是各部分均有一臺驅(qū)動電機，即織軸電機，拖引輥電機，烘筒電機，上漿輥電機，引紗輥電機，控制各電機的輸出以達到控制各段伸長和張力的目的，下面從卷繞張力和其余各段伸長與張力分別作分析。
1．1 各段伸長與張力的控制
1．1．1 以伸長控制電機速度
原理為根據(jù)各段的伸長閉環(huán)控制各段電機的轉(zhuǎn)速，伸長率：(V1一V2：)／V2×100％，總的伸長(D1，D2)為漿槽引紗輥與車頭拖引輥相比較。操作時在屏幕上設(shè)定各段伸長的百分數(shù)，機器啟動和運轉(zhuǎn)均按設(shè)定的參數(shù)進行，從而達到控制全機漿紗伸長的目的。但在實際生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)由于種種原因，機器在低速(0．5 m／min)和高速(80 m／min)運行時紗線的松緊不一致，機器在低速時紗線張力小，在高速時紗線張力大，因而在設(shè)定低伸長狀況下造成低速運行時紗線松而無法運行，如果把伸長加大，保證低速運行正常，則會造成高速時張力和伸長過大，不能滿足工藝要求。針對實際狀況，為了防止上述情況的發(fā)生又能滿足工藝要求，在軟件上進行修改，在低速、中速、正常運行速度分三段加上不同的伸長系數(shù)，以保證機器在不同速度下均能正常運行，低速中速段乘以大于1的系數(shù)，高速段乘以1，由于中低速為不正常速度，一般為處理故障時使用，因而在生產(chǎn)中，實際伸長率為設(shè)定的伸長率，故能滿足工藝的要求。
1．1．2 以張力控制電機速度
由于漿紗的張力與伸長率成正比例關(guān)系，是控制伸長率的主要因素，張力又直接影響到漿紗過程的正常運行，是主要的工藝條件，所以合理地調(diào)節(jié)張力能有效地控制伸長，因而采用張力和速度的合理配合，就更能保證漿紗過程的順利進行。根據(jù)各段的伸長所需的張力閉環(huán)控制各段電機的輸出，操作時在屏幕上設(shè)定各段的伸長率即各段的張力。此功能是靠先進的同步技術(shù)，無需張力輥檢測，依靠電機的特殊功能完成，滿足設(shè)備在低速或高速時保證相同的張力，達到伸長的一致。該控制的優(yōu)點是，漿紗在各段的張力均不隨速度變化，從而保證各段伸長在不同速度下伸長的一致。
1．2 卷繞張力的控制
在漿紗工藝中，卷繞張力的大小、均勻與否直接影響織機的效率。傳統(tǒng)的卷繞方式如：無級變速器，磁粉+無級變速器，電氣反饋+無級變速器等，在實際的使用過程中，由于硬件的關(guān)系，故障率較高，造成設(shè)備運行穩(wěn)定性差。隨著電氣技術(shù)的不斷提高，尤其是交流變頻、同步伺服等技術(shù)在卷繞功能中的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，目前由計算機控制的漿紗機均采用分單元同步卷繞方式。漿紗機自從采用了這種方式后，更能適應(yīng)各種織機的生產(chǎn)性能，其調(diào)節(jié)方便，故障率低，深受用戶好評。
1．2．1 有張力輥控制的卷繞方式
其原理為，首先設(shè)定織軸的初始卷徑，在張力氣缸通入一定的壓縮空氣，形成張力系統(tǒng)，機器在任意速度下運轉(zhuǎn)時(速度設(shè)定)，隨著織軸直徑的增大，偏轉(zhuǎn)電位器偏離平衡點，輸出速度變量，通過計算機的計算，使變頻器控制的電機以新的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，同時偏轉(zhuǎn)電位器復(fù)位至平衡點，卷繞電機裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，這樣就可以做到對卷繞電機速度跟蹤，使卷繞電機有較硬的機械調(diào)速特性，達到恒張力卷繞。同時，電機的轉(zhuǎn)速與卷繞速度相比較，計算出當(dāng)時的卷繞直徑，卷繞張力的大小由張力輥氣缸內(nèi)氣壓的大小決定。由于張力輥自身的重量，以及裝配時各連接件的阻力，如果要形成張力系統(tǒng)使張力輥回轉(zhuǎn)靈活，必須使張力氣缸內(nèi)通入一定的氣壓，如果氣壓為0．15 MPa一0．2MPa，這樣張力系統(tǒng)的張力有可能達到2000N左右。對于卷繞張力低于2000N的織物品種，就不適于使用該系統(tǒng)的卷繞方式，因而在設(shè)計該系統(tǒng)時，要達到形成張力系統(tǒng)時，張力氣缸內(nèi)的初始壓力越低越好，或者初始壓力形成的張力與張力輥的阻力相平衡，這樣就能保證各種張力織物的卷繞。
1．2．2 無張力輥控制的卷繞方式
其原理為，首先設(shè)定卷繞張力大小，然后按動張力按鈕使織軸單獨運轉(zhuǎn)，當(dāng)紗線緊到所設(shè)定的卷繞張力后織軸自動停轉(zhuǎn)，張力系統(tǒng)建立，然后開車(速度設(shè)定)，隨著織軸直徑的不斷增大，織軸電機在相同車速下輸出恒定的功率及遞減的轉(zhuǎn)速，達到卷繞張力恒定，車速升高或降低時，織軸電機輸出功率成比例增大或減小，仍能保證恒張力卷繞。此處選用的織軸電機和控制系統(tǒng)為專用卷繞系統(tǒng)，可對輸出轉(zhuǎn)矩進行反饋，以保持卷繞張力始終保持初始設(shè)定值。該系統(tǒng)卷繞張力的大小完全依靠設(shè)定來控制織軸電機輸出的功率大小。這種控制方式不受最小張力的限制，能適應(yīng)卷繞張力比較小的情況，機械結(jié)構(gòu)比較簡單，是漿紗織軸卷繞的最佳方案。
2 伸長與張力控制理論在漿紗機上的應(yīng)用
以上控制理論的提出為漿紗伸長和張力的控制提供了良好的實現(xiàn)方式，我公司生產(chǎn)的AS-GA369型多單元傳動漿紗機遵循這一控制理念，織軸卷繞工藝區(qū)段采用力矩控制方式，其他工藝區(qū)段以伸長控制電機速度，很好地解決了漿紗工序中對經(jīng)紗各工藝區(qū)段的伸長與張力的控制。可實現(xiàn)對各工藝區(qū)段伸長率、張力隨機設(shè)定和控制。
2．1 多單元同步伺服傳動系統(tǒng)
該機型采用了西門子(SIEMENS)公司最新的MC伺服驅(qū)動器+數(shù)控主軸伺服電機和西門子專用卷繞軟件。織軸采用一臺IPH7型主軸伺服電機，拖引輥、烘筒、上漿輥、引紗輥各采用一臺IFT6型同步伺服電機。
卷繞成形是漿紗生產(chǎn)中的一道重要工序，采用了IPH7型主軸伺服電機后不僅能達到恒張力卷繞，同時還能實現(xiàn)變張力卷繞，做到織物卷繞內(nèi)緊外松，由于在卷繞過程中無張力輥調(diào)整，因而卷繞張力調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)小張力卷繞。
采用多單元同步調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)備的機械機構(gòu)大為簡化，由于伺服電機和減速機均為西門子產(chǎn)品，設(shè)備的可靠性大為提高，設(shè)備的運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。采用了高精度的同步伺服系統(tǒng)后，各伸長區(qū)的調(diào)節(jié)靈敏度高，精確度高，調(diào)整方便。由于伺服系統(tǒng)的特殊功能，保證了機器在低速和高速狀態(tài)下，伸長一致、調(diào)整范圍廣。
2．2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)
ASGA369型多單元傳動漿紗機采用了西門子公司提供的計算機集中監(jiān)控系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)總線把可編程序控制器與計算機及伺服系統(tǒng)結(jié)合在一起，組成了高精度的控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊快捷，抗干擾能力強，控制實現(xiàn)性好，各種工藝參數(shù)均可預(yù)先設(shè)定，對于影響漿紗質(zhì)量和未達到設(shè)定的各項工藝參數(shù)，實行計算機自動在線檢測，并調(diào)整至最佳狀態(tài)。
計算機中可存貯上百種的經(jīng)過實踐驗證和優(yōu)選的上漿工藝。今后生產(chǎn)同類品種時，只需調(diào)出即可獲得同等的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使用極為方便，極大程度地防止了人為因素對上漿工藝控制的隨意性。
漿紗的伸長率直接關(guān)系到漿紗減伸率，反映經(jīng)紗的彈性情況，對經(jīng)紗的織造性能至關(guān)重要，是漿紗的主要參數(shù)之一，應(yīng)該嚴格控制。影響伸長率的因素較多，只有正確分析、研究各區(qū)段伸長與張力的關(guān)系才能有效的控制調(diào)整，以保證上漿工藝的要求。