1.引言
化纤分丝机涉及的是一种化纤单丝(锦纶、涤纶单丝)的分丝、卷绕成型装置，结构包括退丝器、导丝盘、分丝器、横动装置、卷绕装置、机架等。化纤分丝机的工作内容就是将十根一股的化纤丝分成单根单股的单丝，并重新卷绕成型，其中成型控制和张力控制尤为关键。分丝机的车速很高，可以将前道工序的单丝纺丝分离出来，大大提高了前道工序纺丝的生产效率，从而也提高了化纤单丝生产的整道工艺的生产效率。
图1 化纤分丝机控制系统
2.控制要求
本文仅以英威腾变频器在某化纤分丝机现场调试的要求为例进行说明，如图2所示。客户需求两台0.75千瓦变频器，一台控制超喂罗拉电机，一台控制收卷电机，另外每5台设备需要一个0.75变频器控制顶轮电机，步进控制器控制移丝成型，每圈单脉冲霍尔元件用来测速，要求主要包括：
● 测速稳定，只有测速稳定准确才能实现很好的速度控制；
● 张力控制稳定，张力是核心，太紧太松都不允许；
● 启动转矩大，为克服摩擦力以及较大的负载；
● 通讯性能良好，加速过程和速度调节时要频繁通讯；
● 步进电机精度高，成型精度要求很高；
● PLC脉冲输出精度高，扫描周期短。
图2 现场图片
3.英威腾Goodrive10变频器介绍
Goodrive10迷你经济型变频器定位为小功率OEM配套市场的普通应用场合，采用矢量化的V/F控制技术，具有PID、多段速、直流制动、Modbus通讯等多种常用功能，功能齐全，体积更小，可进一步减小安装空间（体积较同类产品小15%左右）。具有先进的全程三相调制方式，使电机运行更平稳，噪音更小；其他的特性参数、功能如下表所示：
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调速比 |
1：100 |
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输出频率 |
400HZ |
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控制方式 |
V/F控制 |
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通讯 |
485通讯 标准Modbus协议 |
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冷却方式 |
强制风冷 |
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安装方式 |
壁挂安装 |
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过载能力 |
150%额定电流1分钟，180%额定电流10秒，200%额定电流1秒 |
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制动单元 |
GD10-B标配内置 |
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模拟量分辨率 |
不大于20mV |
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开关量分辨率 |
不大于2ms |
4.系统接线及调试
整套系统是由一台IVC1的PLC和VF型号7寸触摸屏以及2台GD10变频器构成，另外，每5台整机另加一个变频器，一拖多控制顶轮的旋转，每台机分前后两面，共两套。
4.1 系统调试
调试主要要解决几个问题：
(1)速度给定的及时性，因为涉及到通讯给定，通讯成功率要求很高；
(2)是低频力矩输出能力；
(3)高速运行时的速度稳定性；
(4)张力控制稳定性；
(5)速度检测精度和稳定性；
(6)步进电机控制移丝成型精度；
-由于整机线速度的采集是通过一个每圈一个脉冲的霍尔元件，因此采样速度波动较大，需要对不同速度段采取不同的采样方式并做平均优化或者响应的滤波处理；
-零速启动时由于锭子负载较重，且机械摩擦力也很大，需要增加变频器的输出力矩以达到较快启动个的效果；
-张力控制，其实是做速度闭环，如何通过检测回来的线速度调节罗拉和卷绕的速度做好张力控制；
-移丝成型，分丝后的丝非常细，且需要卷绕的距离很长一般都是800千米以上，因此对成型有一定的要求，类似粗纱机。
4.2变频器参数设置
变频器部分关键参数见下表：
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功能玛 |
功能说明 |
参数值 |
功能玛 |
功能说明 |
参数值 |
|
罗拉电机 |
卷绕电机 |
||||
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P0.01 |
运行通道选择 |
1 |
P0.01 |
运行通道选择 |
1 |
|
P0.03 |
频率 |
100 |
P0.03 |
频率 |
100 |
|
P0.04 |
上限频率 |
100 |
P0.04 |
上限频率 |
100 |
|
P0.06 |
频率给定方式 |
8 |
P0.06 |
频率给定方式 |
8 |
|
P1.08 |
停车方式 |
1 |
P1.08 |
停车方式 |
1 |
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P4.01 |
转矩提升值 |
3 |
P4.01 |
转矩提升值 |
3 |
|
P6.03 |
继电器输出功能 |
5 |
P6.03 |
继电器输出功能 |
5 |
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P14.00 |
通讯地址 |
2 |
P14.00 |
通讯地址 |
2 |
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P14.06 |
通讯回复设置 |
1 |
P14.06 |
通讯回复设置 |
1 |
|
P2.01 |
电机额定功率 |
0.1 |
P2.01 |
电机额定功率 |
0.5 |
|
P2.02 |
电机额定频率 |
100 |
P2.02 |
电机额定频率 |
50 |
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P2.03 |
电机额定转速 |
3000 |
P2.03 |
电机额定转速 |
1390 |
5.结束语
化纤分丝机的前道加弹机每台机240锭左右，而分丝机每台加工需要的原来只是加弹机上下来的起重一个锭，因此，分丝机的使用台数非常庞大，在整机工艺和控制上有较高的要求。本系统变频器具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能，能有效保证系统安全高效的运行，值得进一步优化系统和推广。
科恩电气
科恩众和