计算机控制变频调速技术在粗纱机上的应用

摘    要

传统的粗纱机采用机械传动与控制。其控制系统包括一对较长的锥轮、多组变换齿轮，以及由弹簧、棘轮与杠杆组成的机械式控制系统。整个粗纱机的机械传动系统非常复杂。由于机械传动链中的非线性误差较大，使粗纱张力的控制很不稳定，调速精度不高，动态响应差;另外，工艺计算、品种变换非常麻烦，品种的变换范围较小，生产值与理论给定的值有一定的偏差。使粗纱生产的产量、质量的进一步提高受到限制。新型粗纱机采用计算机控制的变频调速电机，分别传动牵伸系统、锭子系统、简管系统及龙筋升降系统，使粗纱的牵伸、加捻和卷绕成形，计算机根据粗纱工艺及卷绕成形的软件指令控制各电机的速度，精确完成粗纱的过程。

但是，采用改造所有传动机构的方案尽管比较完美，可这种改造造价高，实现过程也复杂的多。本文以改造A453B型粗纱机为例，采用去掉差速箱直接将电机接到筒管轴上的方案。结构简单易操作，成本也较低，较易实现。

关键词：粗纱机；卷绕；变频器；机电一体化；

目    录

摘    要 I

Abstract II

一  绪 论 1

（一） 纺纱生产基本知识 1

1．纺纱生产的流程 1

2．原料的一般常识 1

（二）粗纱工序简介 2

1．粗纱工序的任务 2

2．粗纱机工艺过程 3

二 纺织设备机电一体化 5

（一）机电一体化的涵义和发展 5

1．机电一体化的涵义 5

2．机电一体化是机械工业发展的方向 5

（二）纺纱设备机电一体化含义： 6

（三）纺纱机电一体化系统整体目标的选择 6

1．控制器 6

2．传感器 7

3．执行器 7

4．动力装置 7

5．机械部分 9

（四）机电一体化在纺纱自动化中的地位 9

（五）纺纱设备机电一体化的发展 10

1．单机自动化程度的提高 11

2．生产过程自动化程度的提高 11

3．监测和检测技术的提高 11

4．纺纱机械未来发展趋势 12

三 粗纱工序机电一体化 13

（一）粗纱工序的发展进步 13

1．高速化 13

2．大卷装 13

3．机电一体化、自动化程度高 13

4． 粗纱质量显著提高 13

（二）粗纱机采用机电一体化技术带来的技术进步 14

1．简化复杂的机械传动系统 14

2．控制器和执行器更先进 14

3．采用触摸屏人机界面使操作更方便 15

4．更换品种十分方便 15

5．自动控制最佳卷绕张力： 15

6．防细节功能更可靠： 16

7．精密机械技术实现高速纺纱 16

8．定长和定位自停与全自动集体落纱 16

9．恒离心力纺纱 17

（三）纺纱机电一体化系统整体目标的选择 17

1．微机控制器 17

2．执行器 19

3．动力装置 19

4．传感器 19

5．机械部分 19

（四）国内外粗纱机技术水平比较 19

1．国内粗纱机的发展状况 19

2．国外粗纱机的发展状况 21

3．国内外粗纱控制系统的比较 21

四 关于卷绕成形机构的改进 22

（一）传统粗纱机的卷绕成形机构的缺陷: 22

1．传动精度低 22

2． 关车时产生细节 22

3．张力调节复杂且不准确 22

（二）新型粗纱机的卷绕成形机构: 22

（三）新型粗纱机卷绕成形机构的优点: 23

1．具有防细节功能 23

2．卷绕张力恒定 23

五 整体方案设计 25

（一）本课题主要原理 25

1．概述 25

2．锥轮调速存在的问题 25

3．计算原理 26

4．计算过程 27

（二） 控制系统的选择 30

1．可编程序控制器 30

2．变频器 30

3．旋转编码器 30

4．F/V转换电路 30

5．输入、输出点分配 30

（三）控制系统软件设计 32

1．概述 32

2．软件设计框图 33

3．程序设计要点 34

结    论 36

参 考 文 献 37