機(jī)電文章

引言

在織廠生產(chǎn)流程中，拉毛機(jī)（又稱拉絲機(jī)或抽紗機(jī)）作為關(guān)鍵設(shè)備，承擔(dān)著拉伸與均勻化纖維的重要任務(wù)，廣泛應(yīng)用于梳棉、抽紗等工序。海利普HLP-A100變頻器，作為一款通用矢量型變頻器，憑借其高可靠性、廣泛的適用范圍以及豐富的控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對拉毛機(jī)電機(jī)的精準(zhǔn)控制。本方案將全面闡述海利普HLP-A100變頻器在拉毛機(jī)上的具體應(yīng)用，涵蓋應(yīng)用位置、接線方式、參數(shù)設(shè)置、控制邏輯，并提供電氣接線圖與控制示意圖的描述。此外，還可根據(jù)需求引入PLC、觸摸屏或工控機(jī)等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的控制功能。

一、拉毛機(jī)的設(shè)備情況及電機(jī)功能分析

拉毛機(jī)主要通過一系列滾筒（或輥?zhàn)樱w維進(jìn)行拉伸和均勻化處理。這些滾筒通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，部分滾筒組可能需要獨(dú)立電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)精確的速度控制，確保纖維在不同滾筒間的拉伸比（抽紗比）恒定。拉毛機(jī)主要包含以下關(guān)鍵部位和電機(jī)功能：

1. 主拉伸滾筒電機(jī)：承擔(dān)主拉伸功能，需實(shí)現(xiàn)可變速控制，以適應(yīng)不同纖維類型和生產(chǎn)要求。

2. 輔助滾筒電機(jī)：用于輔助拉伸和纖維輸送，可能與主電機(jī)同步運(yùn)行，保持固定的速度比。

3. 輸送電機(jī)：負(fù)責(zé)將纖維從上游設(shè)備（如梳棉機(jī)）輸送至拉毛機(jī)，并將處理后的纖維輸送至下游設(shè)備（如紡紗機(jī)）。

4. 張力控制電機(jī)：部分高端拉毛機(jī)配備專門的張力控制電機(jī)，用于維持纖維張力，確保生產(chǎn)質(zhì)量。

拉毛機(jī)的電機(jī)通常為三相異步電機(jī)，功率范圍在1.5kW - 15kW之間，具體取決于機(jī)器規(guī)模和生產(chǎn)能力。本方案以主拉伸滾筒電機(jī)功率4kW為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

二、海利普HLP-A100變頻器的關(guān)鍵特性和規(guī)格

海利普HLP-A100變頻器作為通用矢量型變頻器，適用于工業(yè)領(lǐng)域的各類電機(jī)控制需求。以下是其關(guān)鍵特性和規(guī)格（基于官方手冊）：

本方案選用HLP - A100系列中適合4kW電機(jī)的型號(hào)，如HLP - A100004043（具體型號(hào)需依據(jù)手冊確認(rèn)）。

三、變頻器應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

3.1 應(yīng)用位置

海利普HLP - A100變頻器主要應(yīng)用于拉毛機(jī)的主拉伸滾筒電機(jī)，實(shí)現(xiàn)主拉伸滾筒的可變速控制。若拉毛機(jī)有多個(gè)滾筒組，可考慮使用多個(gè)HLP - A100變頻器，通過級(jí)聯(lián)控制實(shí)現(xiàn)不同滾筒間的同步運(yùn)行，確保拉伸比恒定。

3.2 接線方式

3.2.1 主回路接線

• 主電路終端：

• R、S、T：連接三相交流電源（380V/50Hz）。

• U、V、W：連接電機(jī)輸出端。

• PE：接地端子，需連接至可靠地線。

• 剎車回路（如需）：

• +UDC、-UDC：連接剎車電阻（阻值根據(jù)手冊選擇，通常為0.15 - 0.4Ω）。

3.2.2 控制回路接線

• 數(shù)字輸入（DI）：

• DI1：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)（Forward Run）。

• DI2：停止（Stop）。

• DI3：逆轉(zhuǎn)啟動(dòng)（Reverse Run）（如需）。

• DI4：其他輔助功能（如急停）。

• 模擬輸入（AI）：

• AI1：速度參考信號(hào)（例如通過外部電位器或PLC提供）。

• 繼電器輸出（Relay）：

• KA - KB：故障報(bào)警輸出。

• FA - FB - FC：運(yùn)行狀態(tài)指示。

• 通信接口（RS485）：

• RS+、RS - ：連接至PLC或觸摸屏的通信端口。

3.2.3 接線圖描述

復(fù)制代碼[三相電源] --- R,S,T --- [HLP - A100變頻器] --- U,V,W --- [主拉伸滾筒電機(jī)][地線] --- PE --- [HLP - A100變頻器][外部控制信號(hào)] --- DI1(DI2/DI3/DI4) --- [HLP - A100變頻器][速度參考信號(hào)] --- AI1 --- [HLP - A100變頻器][故障報(bào)警] --- KA - KB --- [報(bào)警燈或PLC][運(yùn)行狀態(tài)] --- FA - FB - FC --- [指示燈或PLC][通信] --- RS+,RS - --- [PLC/觸摸屏]

3.3 參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置是確保變頻器正常運(yùn)行的關(guān)鍵。以下是針對拉毛機(jī)主拉伸滾筒電機(jī)的典型參數(shù)設(shè)置（基于HLP - A100手冊）：

3.3.1 基本參數(shù)

• C01.配置參數(shù)組

• C01.00 配置模式：設(shè)置為“速度開環(huán)”（Speed Open Loop）。

• C01.20 電機(jī)額定功率：設(shè)置為4.0kW。

• C01.21 電機(jī)額定電壓：設(shè)置為380V。

• C01.22 電機(jī)額定電流：根據(jù)手冊或電機(jī)銘牌設(shè)置（例如7.8A）。

• C01.23 電機(jī)額定頻率：設(shè)置為50Hz。

• C01.24 電機(jī)轉(zhuǎn)差率：根據(jù)電機(jī)參數(shù)設(shè)置（通常為1% - 5%）。

3.3.2 參考和坡度參數(shù)

• C03.參考/坡度參數(shù)組

• C03.03 最大參考：設(shè)置為50.0Hz（或根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整）。

• C03.04 最小參考：設(shè)置為0.5Hz（避免低速時(shí)爬行）。

• C03.05 加速時(shí)間1：設(shè)置為5.0秒（根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整）。

• C03.06 減速時(shí)間1：設(shè)置為5.0秒（根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整）。

3.3.3 數(shù)字輸入/輸出參數(shù)

• C05.數(shù)字輸入/輸出參數(shù)組

• C05.00 DI1功能：設(shè)置為“正轉(zhuǎn)啟動(dòng)”（Forward Run）。

• C05.01 DI2功能：設(shè)置為“停止”（Stop）。

• C05.02 DI3功能：設(shè)置為“逆轉(zhuǎn)啟動(dòng)”（Reverse Run）（如需）。

• C05.10 DO1功能：設(shè)置為“運(yùn)行狀態(tài)”（Running Status）。

3.3.4 模擬輸入/輸出參數(shù)

• C06.模擬輸入/輸出參數(shù)組

• C06.99 AI1功能：設(shè)置為“頻率命令”（Frequency Command）。

3.3.5 級(jí)聯(lián)控制參數(shù)（如需同步控制）

• C25.App.FunctionsCascade參數(shù)組

• 若有多個(gè)電機(jī)需同步，可將主變頻器設(shè)置為主控，輔助變頻器設(shè)置為從控，并設(shè)置頻率比。

3.4 高級(jí)控制方案：引入PLC和觸摸屏

為實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的控制和用戶界面，可引入PLC和觸摸屏。以下是推薦方案：

3.4.1 PLC選擇

選用支持Modbus RTU協(xié)議的PLC，如西門子S7 - 200系列或施耐德Modicon系列。PLC負(fù)責(zé)處理邏輯控制，如啟動(dòng)、停止、速度設(shè)定、故障處理等。

3.4.2 觸摸屏選擇

選用支持Modbus RTU的觸摸屏，如Weintek MT8071i系列。觸摸屏用于用戶界面，提供啟動(dòng)/停止按鈕、速度設(shè)定滑塊、狀態(tài)顯示等。

3.4.3 PLC和觸摸屏接線

• PLC與變頻器通過RS485通信連接。

• 觸摸屏連接至PLC的通信端口，或直接連接至變頻器（若觸摸屏支持直接控制）。

3.4.4 PLC程序設(shè)計(jì)

• 使用PLC的Modbus功能塊讀取變頻器的狀態(tài)（如運(yùn)行狀態(tài)、輸出頻率）。

• 使用PLC的Modbus功能塊寫入變頻器的控制命令（如啟動(dòng)、停止、頻率設(shè)定）。

• PLC程序中可加入邏輯，如：

• 當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，檢查安全條件后發(fā)送啟動(dòng)命令。

• 當(dāng)速度設(shè)定變化時(shí)，更新變頻器的頻率命令。

3.4.5 觸摸屏設(shè)計(jì)

• 主屏幕：顯示當(dāng)前速度、運(yùn)行狀態(tài)、故障信息。

• 控制按鈕：啟動(dòng)、停止、急停。

• 參數(shù)設(shè)置頁面：允許調(diào)整加速/減速時(shí)間、最大/最小頻率等。

四、控制示意圖描述

以下是控制系統(tǒng)的整體示意圖描述：

[三相電源] --- [HLP - A100變頻器] --- [主拉伸滾筒電機(jī)][外部控制信號(hào)] --- [HLP - A100變頻器] --- [PLC][PLC] --- [觸摸屏][PLC] --- [其他輔助設(shè)備（如報(bào)警燈、指示燈）]

五、總結(jié)和注意事項(xiàng)

海利普HLP - A100變頻器在拉毛機(jī)上的應(yīng)用可顯著提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過精確的速度控制和同步功能，確保纖維的均勻拉伸。以下是關(guān)鍵注意事項(xiàng)：

• 選型：根據(jù)拉毛機(jī)電機(jī)功率選擇合適的變頻器型號(hào)。

• 接線：確保主回路和控制回路的正確連接，注意接地和屏蔽。

• 參數(shù)設(shè)置：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求調(diào)整加速/減速時(shí)間、最大/最小頻率等參數(shù)。

• 安全保護(hù)：確保急停功能正常工作，并遵守相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。

• 高級(jí)控制：通過PLC和觸摸屏實(shí)現(xiàn)更靈活的控制和監(jiān)控。

通過本方案的實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)拉毛機(jī)的高效運(yùn)行，為織廠提供更可靠的生產(chǎn)保障。