变频器应用在烫剪联合机上

1 引言 
    该机用于人造毛皮的后整理即烫光和剪毛，经烫光剪毛后达到使绒毛丰满、整齐、光泽、手感膨松的要求。烫剪联合机主要由烫光辊、剪毛辊、牵引辊和摆布辊等组成如图1所示。



图1 烫剪联合机设备流程

    其主要技术特征为
    机幅（mm） 2000，2200，2500
    速度（m/min） 4-30
    烫光辊温度（℃）
    100-200（温度精度±5℃）
    烫光辊加热功率（kw） 30-40
    缝头探测 探测前后毛皮的接头，发出信号控制剪毛支架下降，以免损坏剪毛刀。
    金属探测 探测前工序可能在毛皮上出现的金属断针，若探出断针应报警并使全机停车，待排除断针后再开机。
    该机的牵引辊和摆布辊设有单独交流异步电动机传动。牵引辊为主令机，工艺要求能正、反转。对同一种织物的牵引力基本恒定，该机为恒转矩负载且调速范围较大故采用同容量（3kw）的无速度传感器矢量控制变频器,开环控制。摆布辊作往复运动，负载虽不大但有周期性变化对调速精度要求不高，采用1.5kw交流异步电动机传动，v/f通用变频器供电、调速、开环控制。
    烫光辊、剪毛辊、空气压缩机和吸风机均为不变速传动，用三相交流异步电动机（1.5kw 380v）传动。 
2 控制要求
    烫剪生产工艺对控制系统的主要技术要求有
    （1）牵引辊和摆布辊需同步运行，但因摆布辊速度应高于牵引辊速度5～10%，因此牵引辊和摆布辊应属比例同步运行，牵引辊为主令机，摆布辊为从动机，该同步要求不高，其间不设松紧调节辊。
    （2）牵引辊反转（退布）时，摆布辊电动机不能起动。
    （3）剪毛辊正转（剪毛）运行时应起动吸风电动机，反之，反转时，不能起动吸风机。 
    （4）全机开车条件为：剪毛辊剪刀罩安放位置正确，限位开关接通。
    （5）烫光辊加热至高温后的停机，必须先切断加热电源，延时30分钟待烫光辊降温后才能停转。 
     
    （6）烫、剪毛支呢架只能在牵引辊正转（进布）时方可上升（即电磁阀通电）。
    （7）当金属探测器探出金属（断针），发出报警信号，全机立即停车、烫、剪辊支呢架下降。
    （8）当缝头探测器探出缝头（接头），发出接头信号，延时一时间后，剪辊支呢架下降约0.5～1.0秒后再上升。延时时间的确定，在牵引辊上装一霍尔开关测量进布布长，当牵引辊或霍尔开关转一圈例如0.5m，霍尔开关输出1脉冲（输入plc的计数器）如布缝探测器与剪辊支呢架间距离为1.5m，则布缝探测器探出布缝后输出3个脉冲后支呢架即下降，让布接头通过剪刀后，支呢架再上升，以保证剪毛刀不受损坏。
3 控制系统
    烫剪联合机控制系统原理框图和主电路图，分别如图2和图3所示。


    变频器由plc输出的模拟信号0-5vdc电压控制其调速。
    在本系统中plc的主要功能是逻辑控制，即根据输入的开关量控制全机各电动机的起动、停止、控制电磁阀的顺序动作，另外，通过模拟量输出模块控制两台变频器的运行和同步运行。plc的硬件配置为cpu模块1块、24v，16点输入模块2块，16点继电器输出模块1块，模拟量输入、输出模块各1块，以及母扳和母扳电源各1块。
    plc输出有：
    （1）电磁阀包括烫辊、剪辊支呢架上升电磁阀各1个。
    （2）线图包括牵引辊正、反转继电器线圈，摆布运行继电器线圈，烫光辊加热继电器线圈，烫辊、剪辊正、反转接触器线圈3个；吸风机、空压机接触器线圈各1个。
    plc的输入有：
    按钮、开关包括牵引辊正反转、剪毛辊正反转起动、停止按钮、摆布辊起动、停止按钮；烫光辊电机起动、停止按钮、风机、空压机起动、停止按钮、烫光、剪毛辊支呢架上升钮。全机急停钮，刀罩限位开关、测布长霍尔开关、接布头开关、金属探测开关、烫光辊加热开、停开关和温度保护开关。 
4 结束语
    烫剪联合机采用变频器供电的变频同步调速和plc控制完满足烫剪生产工艺要求，经多年的现场使用证明织物运行速度稳定、工作可靠、深受用户欢迎、值得推广应用。