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•革新改造立达K44-1008型卡摩纺细纱机控制系统改
               
 张明明1,陈维波1,刘 冰 2
           (1.鲁泰纺织股份有限公司,山东  淄博    255100;2.山东厚昌传动技术有限公司,山东  淄博    255000)
摘要:为解决立达 K44-1008型卡摩纺细纱机因变频器及线路板老化导致变频器故障率较高,而替换件停产且价格昂贵的问题,分析该细纱机改造前工艺要求和改造后主要工艺效果;采用国产日立水冷变频器替换科比F4系列变频器,采用西门子 S7-300 型 PLC 替换原单片机,根据设备工艺要求对其控制系统重新开发设计.指出:改造后机械部件及外部电器件未变动,电气核心升级换代,变频器内存更大,故障率更低,购买价格较低,采购周期大幅缩短,采购成本降低30%;对设备机械部分改造网格圈式集聚纺奠定了基础.
关 键 词:立达 K44-1008型;卡摩纺细纱机;控制系统;变频器;单片机
中图分类号:TS103.27+7                文献标志码:B                   文章编号:1001-9634(2019)04-0037-03
 
Improvement of ControlSystemofComforspin Spinning
Frame K44-1008 from Rieter
ZHANG Mingming1,CHEN Weibo1,LIU Bing2
1.Lutai Textile Co.,Ltd.,Zibo 255100,China;  
2.Shandong  Houchang  Transmission TechnologyCo.,Ltd.,Zibo 255000,China)
Abstract: In  order  to  solve  the  problem   that  comforspin  spinning  frame K44-1008  from  Rieter has  a  high  failure  rate of  converter  due to  the  fact  that  converter and  circuit  board  areageing,   and  the  replacement  parts  are out  of  production  and  expensive, the technological  requirements before  and  after  thetransformation  of  the  spinning  frame  are  analyzed,  and the  domestic  Hita-chi  water-cooled converter is used  to  replace  the KEB  F4 series  converter, and  Siemens  S7-300 PLC  is used  to replace the original one board  computer.The  control  system is  redeveloped  and redesigned according  to the requirements of equipment technology.It  is  pointed out  that  there  is no  change in mechanical  parts  and external electrical  appliances  after  modification, the  electrical part  is upgraded  and  replaced, the  memory of  converter  is enlarged, the  failure  rate  is  reduced, the  price  is  cheaper and  easy accessible, the procurement  cycle is  greatly shortened,and the pro-curement  cost  is  reduced  by 30%,laying  a  foundation  for  the  transformation  of  the  mechanical part  of  equipment  into  compact  spinning  with  lattice  aprons.
Key Words: Rieter  K44-1008; comforspin   spinning   frame;  control   system;  frequency   converter; single  chip  computer 

收稿日期:2019-01-09
作者简介:张明明(1982—),男,山东淄博人,初级技师,主要从事纺织设备电气管理和技术工作.

  鲁泰纺织股份有限公司纺纱二厂的立达 K44-1008 型卡摩纺细纱机已运行近13 年,其变频器采用水冷降温系统,现该系统故障频发,而其控制系统的单片机 SCU 及德国科比(KEB)公司制造的 F4系列变频器已停产,且价格昂贵[1].
 
1 故障统计
  纺纱二厂共有63 台 K44-1008 型卡摩纺细纱机,2014年更换变频器及单片机板124 次,2015 年更换变频器及单片机板81 次. 变频器及线路板正常寿命为8a~10a,现已运行近13  a,       故变频器及线路板老化是故障频发的主要原因.
 
2 改造方案
  a) 因细纱机采用的科比 F4 系列变频器为定制产品,其变频器控制板程序及通讯协议不对外开放,破解程序及通讯协议相对较难,故采用国产日立水冷变频器对科比 F4系列变频器进行替换.
  b) 利用西门子S7-300 型 PLC 对其单片机进行升级替代,根据设备工艺要求对其控制系统重新开发设计[2].
 
3 改造前工艺要求
3.1  落纱后开车
  前提:安全继电器自检,所有拉线开关、急停、变频器保护、电机热保护、压力开关、钢领板限位等全部正常,钢领板零位,叶子板原位,设备无报警.
  按开车键→吸风电机运转→主电机转3圈(其它不动)→钢领板上升(70mm)→钢领板下降(10mm)→主电机运转→罗拉电机跟随运转.
3.2  中途停车
  前提:运行状态正常.
  按停止按钮→ 根据钢领板当前位置,主电机降速约6kr/min(所有电机速度跟随)→ 钢领板到达当前某点→主电机停机→减速停止到钢领板当前最高点(-4 mm)→风机停止.
3.3  紧急停车
  按紧急停止或拉动拉线开关→ 主电机(罗拉电机)钢领板电机迅速同步减速停止(约4s).
3.4  中途开车
  前提:安全回路正常,无报警,钢领板不在零位.
  按开车键→吸风电机运转→主电机运转→罗拉电机跟随运转→钢领板下降.
3.5   落纱
  前提:正常开车运行.
    钢领板到设定落纱高度为188 mm 位置→主电机减速运行(转速约为6kr/min)→ 钢领板达到最高 点→ 钢领板再上升2 mm→ 钢领板停止运行约1.7s→ 钢领板快速下降到超低位置
  (-4 mm)→ 钢领板停止运行约1.7s→钢领板上升到零位(主电机停止)→集落动作.
3.6  集落
  前提:落纱结束,无报警,安全回路正常,钢带位置正确(B150),吸吹在车尾位置.
  叶子板打开→落纱臂下降至B101→线夹充气→落纱臂上升空挡位→钢带运行到B151位置→落纱臂下降到B102 位置→ 线夹放气→ 落纱臂快速上升到
B104位置→钢带反转到 B150 位置→ 落纱臂摆进至S120脱开位置→ 落纱臂下降到 B106 位置→ 线夹充气→落纱臂上升到 B104 位置→ 落纱臂摆出至S121脱开位置→落纱臂下降到B102位置→线夹放气→落纱 臂上升空挡位B100位置→ 钢带运行到B151位置→落纱臂下降到B101位置→线夹充气→落纱臂快速 上升到B104位置→ 落纱臂摆进至S120脱开位置→落纱臂下降到B106位置→线夹放气→落纱臂上升到B104 位 置(同 时 钢 带 启 动)→ 落 纱 臂 摆 出 至S121脱开位置→ 落纱臂下降到 B100 位置→ 吸风电机运转→进入开车程序.
 
4 改造后工艺效果
  改造后机械部件及外部的电器件未变动,对电气核心进行了升级换代,可编程控制器由单片机升级为常用的西门子SJ-700型PLC,显示屏升级为昆仑通态254 mm 真彩屏,变频器由定制德国科比 F4系列升级为日立JDB600系列,内存更大,故障率更低,购买价格较低且易采购. 改造后完全达到原设备工艺水平,主要工艺效果如下.
  4.1    K44-1008 型卡摩纺细纱机原车主轴编码器为100 脉冲/r,主轴的实际转速由主轴编码器进行反馈,在程序中通过PLC 的高速计数功能进行实时采集并运算与实际设定速度进行综合对比,实际值与设定值相差大于±10% (可设定)时,该系统报故障并停车;在误差小于±10%时,程序内部自动调整误差不大于0.5%.
  4.2    前、后罗拉速度由主轴电机的实时速度进行追
踪,其中前、后罗拉分别有4个电机和4个检测速度传感器,如果前罗拉和后罗拉的4 个检测速度相差大于±2%(可设定)时,设备报故障跟踪误差并且停车,如果误差小于±2%时,设备自动调整到0.5%内运行(立达为±3%,不可设定).
  4.3    钢领板跟随主轴速度运算得出变速运动,通过编码器反馈信号测得实际转速和当前位置,实际转速和理论转速误差大于2% 时报警停车,同时位移传感器检测钢领板运动,其位置和编码器位置做比较,差值大于2mm 时,停车报警.
  4 .4     摇架压力经调节主气路的压力开关实验停车,钢领板位置异常时,罗拉电机与锭子电机同步停车.
  4 .5     吸风系统异常时,罗拉电机与锭子电机可同步停车.
  4 .6     牵引电机、升降电机和主电机过载时,通过变频器设置进行保护
  4 .7      设备停止超过设定时间时,摇架释放压力,但 保留0.1 MPa的压力(调节阀控制压力);启动时先加压在按延时启动(可设定).
  4 .8      钢领板超出限位或停止时,罗拉电机与锭子电机可同步停车.
  4 .9      由于罗拉电机与主电机启停无法完全同步,故罗拉电机滞后50 ms.
  4 .10    实际锭速与设置锭速,通过软件自动调节实现自动跟踪.
  4 .11    预加捻不成功时,主机不再进行下一步动作,停机等待.
  4 .12    加捻电机与牵伸电机突然断电时,通过紧急停车进行保护.
  4 .13    各落纱动作之间根据落纱工艺参数,可自动运行实现,也可手动实现:钢领板到设定落纱高度时,主电机减速,钢领板达到最高点后再上升2 mm 并停止运行,纺纱200 mm 后快速下降到超低位置再停止运行约0.7s,然后上升到落纱停止位,主电机停止,集落动作.
  4 .14   气压异常时,集体落纱动作停止,等待气压恢复再动作。
  4 .15   集体动作异常后可继续动作;但空管不到位、满管出不完,集落无法启动。
  4 .16   空管不到位时,走管等待并进行故障指示;满管出不完时,集落等待满管出完才能继续进行。
  4. 17    细纱机通过交换站为络筒机送满管;络筒机通过交换站为细纱机送空管。
  4. 18    巡回清洁器与主机同步启动;满管落纱后,巡回清洁器自动停止在停止位,集落动作。

5     结语
  立达 K44-1008型卡摩纺细纱机改造后的设备可靠性更高,故障率明显降低,采购费用投入降低30%. 采用西门子S7-300 型 PLC 替换原单片机,自行开发软件程序使设备使用不再受制于制造厂,配件采购成本大幅降低,为改造网格圈式集聚纺及其它型式纺纱奠定了基础.
参考文献:
[1]张还.图解西门子S7-300/400PLC 控制系统设计快速入门[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2]李长明.水冷大功率高压变频器结构特性及其应用[J].
变频技术应用,2014,9(1):76-80.
 
喷气织机用气系统的节能改造
郑其强,王建环,刘润胜,张立霞,韩翠梅
(帛方纺织有限公司,山东  潍坊    261041)
摘要:为了降低喷气织机用压缩空气的消耗和供气压力,减少用电量,从空压机、压缩空气管道改 造和节能喷嘴选用等方面对喷气织机用气系统进行综合性节能改造,并对比改造前、后的用气量   和用电量.结果表明:采用新型节能空压机和母管并联方式优化空压机房管道节能率约为30%,供压管道采用新型铝合金节能超级供气管节能率约为 5%,采用节能喷嘴节气率约为10%,调整并修正喷气织机供气工艺参数使管道压力降低0.1 MPa的节气率约为8%,综合节电约为607万kWh,节约费用约为410万元,节能效果可观.
关 键  词:喷气织机;用气系统;节能;改造;空压机;管道;喷嘴;压力
中图分类号:TS103.33  文献标志码:B  文章编号:1001-9634(2019)04-0039-03


收稿日期:2018-12-06
作者简介:郑其强(1974—),男,山东安丘人,助理工程师/高级技师,主要从事纺织设备管理和纺织生产管理等方面的研究.
 
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