纺织印染机械多电机群变频调速同步DCS.pdf
《纺织印染机械多电机群变频调速同步DCS.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《纺织印染机械多电机群变频调速同步DCS.pdf(5页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第2 8 卷第4 期 2 0 0 7 年4 月 纺织学报 J o u m a lo f r e x m eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 4 A p r 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 ,9 7 2 1 ( 2 0 0 7 0 4 一0 1 1 6 0 5 纺织印染机械多电机群变频调速同步D C S 潘湘高,李晓峰 ( 湖南文理学院电气工程系,湖南常德4 1 5 0 0 0 ) 摘要针对纺织、印染机械传统多电机拖动同步控制系统操作管理和使用维护都不方便以及故障率高,维修工 作量大,严重影响生产的问题,论述了变频器永磁同步电机群调法、变频器电流负反馈软机械特性
2、法和大小电机变 频调速法3 种变频调速同步原理和方法,研究了采用计算机通过R S 4 8 5 控制总线控制变频器实现的多电机群变频 调速同步新方案,为其设计了基于M c G s 的集散控制系统( D c s ) 。该方案极大地简化了同步拖动控制系统结构,降 低了设备成本,大大提高了系统的可靠性和控制管理水平。 关键词纺织印染机械;多电机驱动;变频调速;同步;集散控制系统;张力控制 中图分类号:佟1 0 3 ,7文献标识码:A D C So fm l l l t i _ d r i v eV a r i a b l ef l r e q u e n c ya d j u s t i n gs p
3、 e e ds y 眦h r o I l i z a t i o n s y s t e mf o rw e a v i n ga I I dd y e i n gm a c l l i 耻s P A NX i a n 黯a o ,UX i a o f e n g ( 脚。n 榭眦旷E 如c 砒z i ,聊矗n g ,月h M n 哳觇巧妇矿A mo 以s c 据,雠,C 耽,l g 如,月h ,l 口n4 1 5 0 0 0 ,醌i w ) A b s t r a c tT h et r a d i t i o n a lm u l t i d r i v es y n c h r o n
4、o u sc o m m ls y s t e mf o rw e a v i n ga n dd y e i n gm a c h i n e sh a ss u c h d r a w b a c k sa si n c o n V e n i e n ti n 叩e m “o na n dm a n a g e m e n t ,h i g hf a u l tm t e ,a n dg r e a tm a i n t e n a n c ew o r k l o a dt h a t g i v en e g a t i v ei m p a c to np I D d u c t
5、i o n F o rt h i sI a s o n ,a f t e rs t u d y i n gt h e p r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fv a r i a b l e f r e q u e n c ya d j u s t i n gs p e e ds y n c h I o n i z a t i o no fs e V e r a lk i n d so fm u l t i d r i v es y s t e m ,an e ws c h e n l eu s i n gt h eR S - 4 8 5c o n t r
6、 0 1b u st or e a l i z em u l t i d r i V eV 赫a b l ef 诧q u e n c ya d j u s t i n gs p e e ds y n c h r o n i z a t i o ns y s t e mi sp m p o s e da n d t h eD C Sw h i c hi sb a s e do nM C G Sa r ed e s i g n e df o ri t T h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h es t m c t u r eo fs y n c h r
7、 o n i z a t i o n d r i V ec o n t m ls y s t e mi ss i m p l i f j e dg r e a t l y ,t h ee q u i p m e n tc o s t sa r er e d u c e da n dt h er e l i a b i l i t ya n dm a n a g e m e n t 1 e v e la r ei m p r 0 V e ds i g n i f i c a n t l y K e yw o r d sw e a V i n ga n dd y e i n gm a c h i
8、n e ;m u l t i d r i V e ;V a r i a b l ef b q u e n c ya d j u s t i n gs p e e d ;s y n c h r o n i z a t i o n ; D C S :t e n s i o nc o n t m l 与直流电机传动相比,交流电机变频调速传动 系统具有质量轻,体积小,使用维护简便的显著优 点,并具有和直流调速相媲美的良好动、静态性 能。,故已开始取代直流调速装置。纺织、印染设备 常组合成联合机,为改善张力均匀性,数量众多的加 工单元主动辊分别各由1 台电动机拖动,形成多电 机群传动系统。在将织物进行连
9、续加工的过程中, 因为各单元进出织物的速度应满足一定的关系,所 以要求多电机传动系统能“同步”地协调运行,这是 设备正常运行的关键。在纺织、印染行业采用多电 机同步调速方案的设备非常多,传统设备采用笨重 的直流电动机加变速箱传动,单元间采用摆式或辊 式松紧架同步装置或自整角机调节电机的转速,或 采用张力传感器构成恒张力控制系统。虽然这些方 法可实现同步控制,但精度较低,可靠性较差,控 制操作管理和使用维护都不方便,且故障率高,维修 费用大,影响生产。近几年来,已有人研究采用高精 度、高质量的光电编码盘或光栅等数字转速传感器 收稿日期:2 0 0 6 0 8 1 8修回日期:2 0 0 6 1
10、l 一2 7 基金项目:湖南省自然科学基金资助项目( 0 4 J J 删) ;湖南省教育厅资助科研项目( 0 6 c 6 0 3 ) 作者简介:潘湘高( 1 9 6 3 一) ,男,副教授,硕士。研究方向为自动化技术、计算机控制技术及应用。E m a i l :p x 驴8 7 6 5 4 3 2 1 1 6 3 c o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第4 期潘湘高等:纺织印染机械多电机群变频调速同步D c s 。1 1 7 。 和数字控
11、制器实现的同步控制方案D 1 ;还有人研究 利用计算机和网络加开关量I ,O 和A ,D 、D ,A 接口模块 控制的同步方案。但这2 种方案都存在因所需传感 器或接口模块数量多,致使设备成本大大增加和对 控制实时性要求非常高的缺点。采用交流变频调速 取代直流调速,技术水平有了很大的提高,但由于沿 用原有的松紧架同步装置,仍存在不足。随着计算 机和网络的发展及其成本的不断下降,它们已开始 在纺织、印染等行业大量使用。如果将计算机技术、 网络技术和变频技术相结合,应用于多电机群同步 调速控制之中,则可充分发挥它们的优势,提高多电 机群同步系统的可靠性和控制管理水平以及设备运 行的经济效率。 1
12、多电机群变频调速的同步原理 这类设备电机负载转矩主要来自各种运动摩擦 阻力、轧辊压轧阻力及加工料后面与前面的张力差, 属恒转矩负载性质,在正常运行过程中一般都保持 不变。系统的主要扰动是电网电压波动,虽然生产 工艺要求调速,但对速度的精度要求却不高,主要是 对同步控制的要求高,由于电压波动对同步系统来 说相当子共模扰动,故对同步没有太大的影响,更何 况变频器具有很强的抗电压波动的能力,据此研究 了基于网络,由计算机控制变频器实现的无松紧架 和无张力传感器的多电机群变频调速同步新方案, 并设计了基于M c G S 工控组态软件的同步调速集散 控制系统( D c s ) 。 1 1 多电机群同步拖
13、动系统控制要求 一种典型的连续加工纺织印染机械多单元电机 拖动调速系统如图1 所示。M ,为主令电机,其转速 由车速决定。其它的为从动电机,转速由M 及工 艺要求决定。 图l 一种典型的纺织印染机械多电机同步调速系统 F i g 1 At y p i c a lm u l t i d V es y n c l l l r l o u ss y s t e m o fa d j u s t i n gs p e e df o rw e a v i n ga n dd y e i n gm a c h i n e 在连续加工过程中,根据工艺的不同要求,各单 元要以一定的线速度y ( “I I l
14、i n ) 关系保持协调运 行,其关系为 露i K = 知HK l ,i = l ,2 ,m( 1 ) 式中后i 为协调系数,当矗i K 一。为牵伸 加工;当| ;= _ j H 时,K = K 一,为紧式加工,也称同 步运行;当? 。 奄。时,K K 一。为松式加工。前2 类加工最为普遍,工艺要求保持各单元之间加工物 料的张力恒定或者线速度成适当关系。 1 2 变频调速同步原理与方法 由于现代变频器采用数字控制技术,智能化程 度越来越高,功能逐步完善。例如,无速度传感器矢 量控制变频器既可以工作在速度模式,也可以工作 在转矩模式,可以检测和输出电机的转速、线速度、 转矩、电压和电流等信号。有
15、些原来很难完成的工 作,现在借助于变频器可以很容易地实现。例如,借 助于这些功能,可以研究设计出一些减少或取消松 紧架且无张力传感器的变频调速同步方法。 1 2 1 变频器永磁同步电机群调法 若几个单元的功能和结构相似,每个单元驱动 的功率不大、距离也不太远,则可以考虑每个单元各 用1 台永磁同步电机拖动,共用l 台变频器来驱动, 各单元之间不用松紧架和张力传感器,但各主动辊 的直径应略有差别,前面的比后面的依次稍微大一 点,以保证一定的张力,这种方法适用于恒张力或微 张力系统。 1 2 2 变频器电流负反馈软机械特性法 引入矢量控制变频器的输出电流负反馈来设计 异步电机拖动系统的软机械特性。
16、由于软机械特性 是由电流负反馈形成的,所以不会降低用电效率。 当某台电机转速有上升的趋势时,其负载转矩因轧 辊所受后面与前面的张力差增大而增大,而电磁转 矩有减小的趋势,故转速升不上去;同理,有跑慢倾 向的因负载变轻也慢不下来,最终维持线速度一致, 这样使电机间保持良好的同步。各单元的线速度应 设定成前面的比后面的依次稍大一些,以实现物料 加工所要求的张力调节。这种方法适合于几个单元 的功能和结构相似,每个单元各有1 台电机和l 台 变频器驱动并要求有较大加工张力的情况。 1 2 3 大小电机变频调速法 1 个单元用大小不同的2 台电机变频调速驱 动,功率大的电机足以将该单元驱动,其变频器工作
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 纺织 印染机械 机群 变频 调速 同步 DCS
链接地址:https://www.31doc.com/p-3724077.html