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抽出计算机控制系统技术总结报告

分类:
技术摘文
作者:
来源:
发布时间:
2015/11/05 11:15
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(一)极有特色的控制系统
      在超细纤维制造生产过程中,抽出机是一种防爆要求高,传动张力小,同步要求严格的关键设备。为适应这种状况需要,我们采用了一系列新技术,创造了极有特色的一套控制系统。现归纳如下:
1) PLC 的应用软件开发
      这是系统开发最核心的技术,我们在 PLC 软件中大量使用数据运算指令代替接点指令,大大提高了编程效率,节省了空间。同时又大量采用 FOR-NEXT 循环与 V,Z 变址修改, CALL 调用子程序, STL 顺控语句等高级编程语言,使软件设计的规范性,可读性,易查性大大提高。
2) 变频器的功能得到充分开发
      我们选用了日本国内生产的富士 E11S 变频器用作 31 台电机同步控制,用这种功能极多的变频器并且充分发挥每台变频器 200 多个软件功能的作用。例如对同步控制极有用的电机软特性,转矩限制功能,第二加速度,第二频率设置等都在我们的系统中发挥了重要作用。
3) 图像软件开发设计精益求精
      作为操作人员最直接接触的计算机监控画面,我们在现场广泛听取各方面意见建议,进行了大量精心的设计修改,使该图像软件既符合操作人员的需要,又增添了大量产量统计,进布出布比率数据超出报警,导布自动清除等实用功能,受到管理人员的高度赞扬。
3) PLC 与变频器, SCD 充分协调
      这是获得极其优异的控制质量的关键所在。 SCD 同步控制器仅在车速稳定后投入使用,而使用灵活的点动方式及开车停车升速降速等步骤,都要切除 SCD 控制。我们经过精心调试,这些过渡过程都得到平稳控制。
 
(二)优异控制质量的主要衡量指标
  1 )任何工况下张力信号始终稳定在中间零位(偏差 <5 %)
  •  无论是超纤布还是导布,或是厚实的导布接头,张力始终稳定。
  •  开车过程和升降速过程的全过程都要稳定。
  •  停车后也要求稳定,不会东倒西歪。
  2 )过渡到 SCD 控制的过程平稳,无明显扰动,符合 1/4 衰减曲线评判法。
  3 )转矩有限制,发生异常时不会拉断布,拉弯布轴,堵转时不会烧坏电机,实现“拉不动时不硬拉”。
  4 )变频器与每台电机匹配状态良好,耗电省,出力大,堵转时不超电流,不轻易跳闸,不发生故障。实现变频器与电机的真正“量体裁衣”。
 
以上各条在我们的系统中都得到充分体现。
 
( 三 ) 同步控制的技术分析
1)  电机特性曲线分析
      在同步控制中为了有利于同步的实现和防止拉断布拉弯辊,设置电机软特性格外有用。而超纤布在抽出过程中又有约 7 %左右的拉伸,因此电机速度由前到后有适当提升是必要的。电机特性由前到后会越来越软。这两条都可以通过富士变频器的参数来改变。在现场开车情况下改变每台变频器的参数,使之获得较为理想的控制效果。 
 
 
2)  电机软特性帮助同步实现的技术分析
      图 1 中表现张力辊 W9 控制下台电机 M9 的原理。当布松下来时,张力辊向上移,位移信号通过 SCD 控制 M9 加速使布拉紧。
SCD
 
 
      这两个反馈调节的作用是一致的共同的,而且后者调整速度更快些,但调整幅度较有限。这种仅靠电机软特性来实现同步的方法可以被用在不易装张力信号辊的场合,例如干法生产线上。用在本系统则加强了同步作用,有利于同步控制的稳定。
 
 
四)几点体会
1) 选好用好变频器等硬件
      为什么要选富士 E11S 变频器?诚然我本人有一两年在富士公司担当技术支持工程师,非常熟悉富士变频器是一个方面,但更重要的以上提到的诸多变频器特点,实在是非富士品牌莫属。我们每台用于传动的变频器,有 16 根信号线之多。其中包括正转,反转, RT1 第二加速度,升速,减速,第二频率设置, 30A 报警,预过载报警, RUN 信号, FMA 频率信号, 10V 电压输入等 12 种输入输出信号。而另一家公司用于同步的日本三菱的变频器,仅有 6 根信号线,正转, 10V 电压输入, RUN 信号等 3 种信号(见附录 1 ), 12 : 3 ,现我们用好用足了富士变频器的各项功能,使之真正发挥了应有的作用。
2)  凡是好的设计,不可能在设计室,而只能在现场才能完成。
      量体裁衣必须到现场,根据实际情况,才能量得准确,裁得得体。象变频器得电机参数自整定功能就是通过现场自动测试电机的阻抗漏抗等参数来获得变频器的最佳匹配参数。设计人员不到现场根本做不好这些工作。我们的系统设计, 50 %以上经过现场的反复修改又修改,才能达到今天这样的水平。我们要感谢公司领导在十分困难的条件下,千方百计为我们提供较优良的生活工作环境,让我们顺利完成了各项调试设计任务。同时感谢王工孙工以及车间领导和工人为我们出注意想办法,提供各种帮助。
3) 要真正彻底的以用户为本,以用户需要为第一目标。
      真正转变怕改方案的思想。以用户需要为我的第一目标也是有个转变过程的,例如用户提出要增加倒车功能,起先我就是不同意,后来看到有一次试车过程中十几个工人一点点把导布从后向前拖动,为了使中间拖辊的布可以松开。这一幕促使我立刻想出办法,既快又好的解决了任意台电机实现倒车的方案。
 
戎自宜高工
2004 年 9 月 24 日于温州