纺织整理工业中的模块驱动概念.pdf
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1、纺 织 染 整 纺织整理工业中的模块驱动概念 R. Bischof Monforts 纺织机械公司 (德国) 摘 要: 现代化纺织整理机械的转运性能和生产质量很大程度上是由所使用的动力技 术所决定的。特别是对于那些需要连续运转, 满足多种不同要求的机械时, 如 对机织物和针织物的整理。采用一些实例来描述基于模块驱动技术的新的 Monforts 纺织整理机械。 关键词: 整理, 机械, 模块化 图 1 具有进布装置、 扩幅干燥机和出布装置模块的 Monforts 扩幅设备 1 连续机械 纺织整理连续操作的机械大 致可分为以下几个基础结构部分。 例如, 一个拉幅机 (图 1) , 可以分 为带有浸
2、轧机的进布装置, 进行关 键处理即烘干或热定形的主机体, 以及一个出布装置。每一部分又 依次包含多种不同的驱动单元。 连续染色机大致结构 (图 2) 也包含一个入口部分, 一个染色浸 轧机, 一个具有预烘器的烘干和固 色的主要区间以及热烟道和拉幅 机、 干燥机和出布装置。这两个基 本结构中的部件在其他不同类型 的设备中也有应用。在这些基本 结构中已存在一定的模块化。 这一基本结构也出现在预缩 机中 (图 3) 。这套机械线也包括 进布部分, 然后是功能操作部分, 即压缩收缩部分和出布装置。每 一个独立的区间又可分成不同的 驱动单元, 如牵伸罗拉驱动或者堆 布驱动。 在织物连续输送系统中所有 的
3、织物驱动都是基于这种基本结 构: 易维护的三相感应电机, 这种 电机一般是通过变频装置运转。 所有的织物输送驱动装置均备有 反馈系统, 以便于精确控制它们的 速度。使用的反馈系统是被证实 极端有用的分相反馈系统, 且耐高 温, 因为在分相器主体没有电子元 件。通过控制速度可以获得很大 比例的调整范围和很好的驱动质 量, 甚至在低速或者开始和减速 时。所有的三相感应电机在织物 输送系统部分都装备有外部驱动 风扇。利用这些风扇, 不会出现电 机温度升高的问题, 甚至在低速运 转时也不会出现问题。 2 自动系统的要求 对自动化系统的要求, 特别是 对驱动技术方面的要求如下: - 方便灵活的功能模块组
4、合 66 国际纺织导报 2005 年第 9 期 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺 织 染 整 图 2 具有预烘机、 热风机扩幅干燥机和出布装置模块的 Monforts 连续染色设备 图 3 具有进布装置、 预缩单元和出布装置模块的 Monforts 预缩设备 以形成一个完整的体系; - 机械计划和设计时, 加工时 间较短; - 通过使用已验证的部件, 实 现最大的功能可靠性; - 开车时间最短; - 不含有 “菜单密码” 的模块 软件结构; - 均匀的控制
5、系统构造 - 标准化的组件; - 可重复生产的设备调节 - 高稳定的产品质量; - 产品变更时, 机械设备变更 时间短, 而不必改造机械设备。 通过下面的措施能满足以上 要求: - 分散的自动化结构的驱动 概念, 如每个驱动单元包含所有必 要的组分以执行特定驱动功能。 - 带有直流电耦合电机/ 再生 能量平衡的多电机系统。通过织 物通道连接这些单个的驱动, 一些 电机作为驱动电机工作, 而其他再 次操作。通过直流电连接的线路 确保最优化的能量使用。 - 基本逻辑功能整合成各自 的机械模块 (特别对于驱动技术和 控制) 。 - 使用用于程序化和通讯交 流的工业标准。 在一个机械设备中, 每一个功
6、 能块包含有不同的驱动模块。例 如, 一个机械输布装置可能包含各 种牵伸罗拉驱动、 J 形堆布箱、 表面 传动卷绕器、 卷布芯轴等等。这些 单独的驱动模块整合成单个机械 功能的组合, 而且每个驱动模块是 经验证和预先设定的单元。 3 驱动技术 回顾几年前驱动技术的发展, 可以发现机械主轴的踪影。在驱 动的概念里, 一个主驱动用来驱动 一个机械轴, 通过机械轴, 机械设 备中的牵伸罗拉的速度得以控制。 这个轴的速度是可变的, 同时, 这 对于自动化来说是一个很简单的 解决方法。但考虑到下面的缺点, 就会发现这种方法也有它自身的 缺陷和弱点: 76 国际纺织导报 2005 年第 9 期 PDF W
7、atermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺 织 染 整 图 4 具有张力控制的卷绕驱动模块 图 5 倒卷机驱动模块 - 设计对个体机械设备的适 应性质; - 通过机械齿轮箱进行调节 较费力; - 动态控制 (拉伸、 移动罗拉) 几乎是不可能的; - 机械轴不是拉伸自如的; - 惯性高。 由于上述主要的机械解决方 案的成本不可能减少到可接受的 程度, 因此单独驱动方案仍将受到 人们的关注。机械轴被电子轴取 代。主要驱动的角度同步可调转 速被传输到下线的受制驱动。单 个的频率转换
8、器由场总线系统连 接。每个单独的驱动模块通过织 物通道连接。驱动轴为电子驱动 模拟。 如果每个驱动模块被分成单 个主要硬件部分, 那么可以看到下 面这些部分: - 机械驱动部分 牵伸罗 拉、 卷绕辊、 堆布箱等; - 有反馈系统和风扇的齿轮 电机, 带有制动装置; - 可控的变频器; - 特殊功能传感器 用于 拉伸测量, 直径监控等。 4 带有张力控制的卷绕 装置 在带有张力控制器的卷绕装 置 (图 4) 上, 可以看到硬件由 “机 械设备” 、“转动电机” 、“变频器” 和以张力控制器的形式存在的传 感器组成。而必要的软件功能已 集成到变频器中: - 数字化预控制线速度; - 集成化的张力控
9、制; - 集成化的直径计算; - 递减的卷绕特征。 考虑到驱动模块 “卷绕” 与线 性驱动相连 (图 5) , 织物和线速度 的功能模块相连是清楚可辨的。 两个驱动单元之间的界面狭窄, 且 定义清楚。所有其他连接都在驱 动单元内部。 5 喂入补偿装置 驱动模块 “喂入补偿装置” 和 线性驱动相连, 在一些情况下, 这些界面甚至可能由于织物连接 受到限制。最初只是将功能界面 通常要求工程化的建议考虑进去。 现在将所有其他连接都包含在驱 动单元内。 考虑到所有单个驱动模块间 的接触部分, 必须包括直流电源相 连的能量输送, 通过场总线系统的 数据传递, 以及织物通道、 线速度 等逐渐增加的安全技术
10、。直流电 通过场总线系统连接, 然而, 或多 或少的标准化导致不需要或者仅 需要很少的项目计划。 为了能够分散驱动的功能, 单 个驱动模块应当包含下面的区域: - 频率转换器中的动态控制 过程。频率转换器有高速度的程 序功能键, 这里控制程序通常能有 效执行。 - 驱动传感器直接连接在频 率转换器上, 这样能把测试值和控 制功能结合起来, 如以实际加工值 的形式。 - 复杂的控制任务 (如拉伸控 制卷绕辊) 由驱动模块操作。 86 国际纺织导报 2005 年第 9 期 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to
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- 关 键 词:
- 纺织 整理 工业 中的 模块 驱动 概念
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