智能型细纱机多功能控制器

　　高效、增产、节能、降耗、方便、实用

　　河南圣迪电器有限公司

　　一、产品简绍；

　　我厂生产研发的新型FA500-M1细纱机多功能控制器是一种附加在原细纱机控制系统中的控制装置，在不改变原机电路、操作方法及功能的基础上，利用控制器上的触摸屏(HMI)输入纺纱工艺等参数，通过控制器中的可编程控制器(PLC)控制变频器实时改变锭子转速，使纺纱过程的纱线张力近似恒定，满足纺纱工艺的要求，提高纱线质量，减少断头率，并且提高了纺纱速度，增加了机台产量。在机台运行中，实时监测电机的负载变化调整变频器的输出电压，提高了电机的运行效率，节电率可达3%~10%左右。控制器还具有完备的班组管理和计时、计长、计重等功能，可实现不落纱交接班，提高机台的生产效率。

　　现有的环锭细纱机纺纱速度主要受细纱断头的约束，而细纱断头是细纱生产中的主要危害，也是细纱生产实现优质、高产、低耗的主要障碍，直接影响到细纱的质量、产量及生产效率。环锭细纱机纺纱速度的提高受到纺纱气圈张力的牵制，气圈张力变化又受气圈角速度、卷绕半径、气圈高度等因素影响，细纱断头的主要原因就是气圈张力值瞬时超过纱线的抱合强力值造成的，减少断头率是提高细纱质量和产量的关键。

　　目前国内使用的环锭细纱机大部分是恒锭速的，这类细纱机在纺纱时根据细纱的不同品种，事先通过选用不同直径的皮带盘来确定锭子的转速，不能在纺纱运转过程中实现对锭子转速的动态控制。锭子在恒速运转时，若选用锭速较高时，纱线所受张力大于其所能承受的张力时会产生很多的断头，直接影响产品的质量，使消耗增大。若选用锭速较低时，虽然断头率较低，但产量又会受到很大影响。因此只能选用一个折中的锭速作为“最佳工艺速度”，即在中纱时保证产量的同时又要兼顾到小纱和大纱时的断头率。即使选择了这样的“最佳工艺速度”，仍然存在着小纱、大纱时断头较多，中纱时又损失了产量。

　　细纱纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，其中一落纱中小纱时张力最大，大纱次之，中纱最小。如果能够根据一落纱中各阶段的张力变化规律实现锭子转速的自动调整（变锭速），尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，使产量、质量同步提高，这对实现优质高产，降低损耗和减轻挡车工劳动强度将起到积极作用。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器就是将一落纱的时间总时长分为三个时段（小纱、中纱和大纱时段），就是将在原来的“最佳工艺锭速”下恒锭速纺纱时，从始纺开始到基本不出现断头的时间称为小纱时段（小纱时段一般占一落纱总时长的5%～15%）；从中纱过后又出现断头到满管结束时称为大纱时段（大纱时段一般占一落纱总时长的5%～10%）。再根据纱线在纺纱各时段张力允许的速度下，设置小纱和大纱时的降速范围及中纱时的升速范围，将“最佳工艺锭速”作为调速控制器的设置锭速，系统根据这些数据就可以实现纺纱过程的变锭速控制，也就是纺纱过程中的恒张力控制。

　　FA500-M1多功能控制器也允许使用一落纱缠绕的纱线总长度和小纱、大纱时段所占长度与一落纱总长度的比值替代三时段参数，称为三区段参数。

　　安装FA500-M1多功能控制器的细纱机，在小纱和大纱时可以降低5%～10%的速度（目的是降低断头率），在中纱时根据细纱机的车况提高5%～15%的速度（目的是在不断头的情况下提高产量），而中纱的长度约占一落纱总时长的80%，这样可使纺纱的整体速度提高了10%左右，细纱产量也就提高了10%左右。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器采用可编程控制器（PLC）控制变频器对主电机转速进行动态调整，可实现细纱机的软起动及无级变速，在提高成纱质量的同时，也延长了设备及电机的使用寿命，减少了电动机起动时对电网的冲击，提高了功率因数。系统还可以自动检测电机的空载参数和负载转矩变化，实时调整电机的空载电流和工作电压，提高了电机的运行效率，有效地解决了细纱机普遍存在的大马拉小车的现象，节电率根据细纱机的车况和纺纱工况一般可在3%-10%之间。使用变频器还可以对电动机的运行状态进行监测和保护。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器在启停细纱机和变锭速运行时，锭速的变化都是渐变的，彻底消除了电机启动时对细纱机传动、牵伸、缠绕等运动部件的机械冲击，延长了机械零件的使用寿命，减少了保全维修工时和停车时间，降低了细纱机的维护成本。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器的安装接线简单，不对细纱机原来的控制电路做任何改动，保留并使用细纱机原有的全部功能。安装该多功能调速控制器后，打开控制器的控制开关，通过触摸屏可以很方便的输入变锭速控制需要的工艺参数，挡车工仍按以前的操作方法并使用原来的操作按钮进行操作，控制器就可以按照变锭速的方法控制细纱机运转，实现恒张力控制；关闭该控制器的控制开关，细纱机仍使用原来的控制电路按恒锭速的方法控制细纱机运转。通过选择控制器的控制方式，也可使用控制器按恒锭速的方法控制细纱机运行。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器控制细纱机变锭速运行时，停车关机或突然停电时工艺曲线依然保存在控制器中，并可自动记忆停车或停电时的工艺速度及运行时间等数据，在重新开机或恢复供电后，继续开车可软起动到达停车或停电时的工艺点，并继续完成余下的工艺曲线。改变纺纱品种时，只需通过触摸屏输入新的工艺参数并选择该工艺，即可改变纺纱工艺曲线。该控制器可以保存40个细纱机变锭速控制的工艺曲线，可随时选出使用。工艺输入和选用及工艺人员设定的与工艺有关的参数可以锁定，必须使用密码才能操作，有效地避免了意外改动而影响在纺纱的工艺参数和纺纱质量。系统还设有各班组、管理和全局等密码，便于生产过程的监督和管理。

　　FA500-M1细纱机多功能控制器通过触摸屏可以显示牵伸、喂入速度和锭子当前转速，当前所处的纺纱时段（小纱、中纱、大纱等）和纱管成型进度，当前使用的工艺编号和生产班组等信息。可以记录各班组的机台使用效率和班组当班的产量，累积各班组的开机时间、纺纱长度和重量。还对机台上的在纺纱单独计量长度和重量，可以实现不落纱交接班，提高了细纱机生产效率，同时也为以后工序减轻劳动强度和提高生产效率带来好处。

　　二、现环锭细纱机特点及控制电路存在的问题；

　　现有的环锭细纱机纺纱速度主要受细纱断头的约束，而细纱断头又是细纱生产中的主要危害，也是细纱生产实现优质、高产、低耗的主要障碍，直接影响到细纱的质量、产量及生产效率。环锭细纱机纺纱速度的提高受到纺纱气圈的牵制，气圈张力变化又受气圈角度速度、卷绕半径、气圈高度等因素影响，细纱断头的另一个主要原因就是气圈张力值瞬时超过纱线的抱合强力值造成的，减少断头率是提高细纱质量和产量主要的关键。

　　原有的细纱机控制电路多采用双速电机，启动和接生头时采用低速，纺纱时采用高速，在意落纱的纺纱过程中不能改变纺纱速度，因此只能选用一个折中的锭速作为工艺速度，即在中时时保证产量同时又要兼顾大小纱时的断头率，所以仍然存在着小纱、大纱时断头较多的问题，着纱时又损失了较多的产量。在启动时因为速度变化大对机台产生冲击，即降低了机械零件的使用寿命，又影响了细纱机纺高支纱能力。

　　三、细纱机多功能控制器的工作原理；

　　细纱纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，其中一落纱中小纱时张力最大、大纱次之、中纱最小。我们根据这一特点通过细纱机多功能控制器能够根据一落实中各个阶段的张力变化规律实现锭子速度的自动调整（变锭速），尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，使产量、质量同步提高，这对实现优质高产，降低损耗和减少挡车工劳动强度将起到积极作用。

　　根据细纱纺纱时张力与锭速的关系，即当锭速增大时纺纱张力随着增大，且锭子速度越高，纺纱张力增加值就越大的变化规律，通过调整锭速来控制张力，就可以使纺纱过程的张力近似于恒定。即在小纱时线张力的适用较低的锭速；小纱上升时纱线张力渐小时适用增快锭速；中纱时线张力小使用较高的锭速；大纱开始时纱线线张力逐渐变大减慢锭速；快到满管位置时有使用较低的锭速，同时在空筒管开车接生头时纱线张力波动大，采用适宜接生头的最佳低速运行。这样通过控制器的系统程序，完成整个纺纱过程中平滑的无缓冲的变锭速控制，使各个阶段所受张力趋于恒定，从而阶段断头率、达到节能提高细纱产量和质量的目的。

　　四、产品功能及特点；

　　★安装细纱机多功能控制器，可以使原细纱机功能和控制系统的自动化水平达或超越最国内新型细纱机，可以达到较为理想的恒张力状态，大幅度提高纱支的质量，从而提高产成品的价格，提高企业效益。

　　★细纱机多功能控制器具有良好的人机交互界面功能，利用控制器的触摸屏可以方便的输入输入纺织工艺等参数，并可以储存40组纺纱工艺。可以通过触摸屏观察细纱机主轴、罗拉、实际运转功率、工艺曲线、锭子的实际转速和线速度等参数。

　　★安装细纱机多功能控制器后，可实现细纱机的软启动及软停车，减少了棉纱的张力冲击，降低了细纱机断头率，提高了细纱机的产量和质量，减少了落花回纺，全过程保持纱线的张力恒定，减少毛羽的产生。给企业带来效益。

　　★独有的断点自动接续功能，就是中途停车之后再起车（如意外停电），程序会按照停车时的工艺时段的时间点或长度点经软启后接续运行，并且可以在运行中调整工艺，无须停车重新启动机器和等到下一落纱，调整完成后可立即执行新工艺。可以大量减少原材料的无谓消耗，尤其是在工艺调整改工艺阶段和空气的温度湿度变化较大机台比较难纺的时候。

　　★所有的控制全部是程序自动运算完成，无需外接传感器。本程序完全由我公司自主研发。拥有完全自主知识产权，可以根据不同客户的工艺需求研发新的功能。现有的功能特点中就有不少是根据客户需求研发的。

　　★应用得当可大量减少人工的使用。

　　★细纱机多功能控制器具有良好的速度控制性能，可以按一落纱的时长（min）或长度(m)分别计量，分段控制锭子转速计平滑变速，提高了原细纱机的纺纱速度，使产量提高5%--15%左右。

　　★PLC直接驱动变频器，减少了中间环节，减少了投资和降低了故障

　　★安装细纱机多功能控制器后，可以提高原细纱机纺高支纱的能力，增加了产品附加值，增强了企业的技术储备和发展空间。

　　★安装细纱机多功能控制器后彻底消除了细纱机启动时的电流冲击，提高了电动机的效率及功率因数，有效减少电机的空载损耗。根据不同机台的工况和纺织工艺的不同具有一定的节能效果。

　　★细纱机多功能控制器采用先进的电动机动态转矩及能耗运算方法，具有独特的电动机运行状态检测和节电控制功能，根据机台状况节电率可在3%--10%左右。

　　★安装细纱机多功能控制器后，消除了启动时对细纱机的机械冲击，降低了细纱机故障率，减少机械零部件的损耗，维护工作量减小，机台工作效率提高。并可适当延长大修、中修的保全期限。

　　★细纱机多功能控制器具备完备的班产数据管理功能，可实现不落纱交接班，提高了细纱机的运转效率。

　　★安装细纱机多功能控制器后，可对所有安装后的细纱机实施网络管理，（接入现有局域网或独自组网，公司的高层、销售等部门可实时了解公司的生产数据）信息传递高效准确，资源共享，是传统并行信息系统无法达到的，且造价低性能稳定。提高了企业的现代化管理水平。

　　★细纱机多功能控制器还具备真对细纱机保全、工艺、电气和管理人员的诸多实用的先进功能，而且界面人性化，操作简单，多级密码方便了非专业人员的操作和使用。

　　★设备高速运行时，素质低的挡车工接不上头，本产品设有接头程序，平稳过渡接头过程，而且此程序可用做更换钢丝圈程序使用，使钢丝圈在更佳的速度下磨合。

　　★有效的能效管理功能，有效的控制细纱机的功耗和运行，能在峰谷平综合电价的地区合理使用电能，就是低电价时高速运行，高电价时节能运行。所有的控制由程序自动完成。给企业带来巨大的效益。

　　★简化了改纺的过程和改纺的精度及可操作性，原来改纺要换轮和皮带及牵伸，有四个变量，精度很难掌握，现在只用调一个变量或者两个变量，加上我们40条工艺储存，使改纺变得可精确操控而且简单易行。