機電文章

引言

在織廠生產流程中，拉毛機（又稱拉絲機或抽紗機）作為關鍵設備，承擔著拉伸與均勻化纖維的重要任務，廣泛應用于梳棉、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，能夠實現(xiàn)對拉毛機電機的精準控制。本方案將全面闡述海利普HLP-A100變頻器在拉毛機上的具體應用，涵蓋應用位置、接線方式、參數設置、控制邏輯，并提供電氣接線圖與控制示意圖的描述。此外，還可根據需求引入PLC、觸摸屏或工控機等設備，以實現(xiàn)更高級的控制功能。

一、拉毛機的設備情況及電機功能分析

拉毛機主要通過一系列滾筒（或輥子）對纖維進行拉伸和均勻化處理。這些滾筒通常由電機驅動，部分滾筒組可能需要獨立電機，以實現(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。拉毛機主要包含以下關鍵部位和電機功能：

1. 主拉伸滾筒電機：承擔主拉伸功能，需實現(xiàn)可變速控制，以適應不同纖維類型和生產要求。

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

3. 輸送電機：負責將纖維從上游設備（如梳棉機）輸送至拉毛機，并將處理后的纖維輸送至下游設備（如紡紗機）。

4. 張力控制電機：部分高端拉毛機配備專門的張力控制電機，用于維持纖維張力，確保生產質量。

拉毛機的電機通常為三相異步電機，功率范圍在1.5kW - 15kW之間，具體取決于機器規(guī)模和生產能力。本方案以主拉伸滾筒電機功率4kW為設計基礎。

二、海利普HLP-A100變頻器的關鍵特性和規(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)領域的各類電機控制需求。以下是其關鍵特性和規(guī)格（基于官方手冊）：

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

三、變頻器應用方案設計

3.1 應用位置

海利普HLP - A100變頻器主要應用于拉毛機的主拉伸滾筒電機，實現(xiàn)主拉伸滾筒的可變速控制。若拉毛機有多個滾筒組，可考慮使用多個HLP - A100變頻器，通過級聯(lián)控制實現(xiàn)不同滾筒間的同步運行，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（阻值根據手冊選擇，通常為0.15 - 0.4Ω）。

3.2.2 控制回路接線

• 數字輸入（DI）：

• DI1：正轉啟動（Forward Run）。

• DI2：停止（Stop）。

• DI3：逆轉啟動（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（例如通過外部電位器或PLC提供）。

• 繼電器輸出（Relay）：

• KA - KB：故障報警輸出。

• FA - FB - FC：運行狀態(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][地線] --- PE --- [HLP - A100變頻器][外部控制信號] --- DI1(DI2/DI3/DI4) --- [HLP - A100變頻器][速度參考信號] --- AI1 --- [HLP - A100變頻器][故障報警] --- KA - KB --- [報警燈或PLC][運行狀態(tài)] --- FA - FB - FC --- [指示燈或PLC][通信] --- RS+,RS - --- [PLC/觸摸屏]

3.3 參數設置

參數設置是確保變頻器正常運行的關鍵。以下是針對拉毛機主拉伸滾筒電機的典型參數設置（基于HLP - A100手冊）：

3.3.1 基本參數

• C01.配置參數組

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

• C01.20 電機額定功率：設置為4.0kW。

• C01.21 電機額定電壓：設置為380V。

• C01.22 電機額定電流：根據手冊或電機銘牌設置（例如7.8A）。

• C01.23 電機額定頻率：設置為50Hz。

• C01.24 電機轉差率：根據電機參數設置（通常為1% - 5%）。

3.3.2 參考和坡度參數

• C03.參考/坡度參數組

• C03.03 最大參考：設置為50.0Hz（或根據實際需求調整）。

• C03.04 最小參考：設置為0.5Hz（避免低速時爬行）。

• C03.05 加速時間1：設置為5.0秒（根據生產需求調整）。

• C03.06 減速時間1：設置為5.0秒（根據生產需求調整）。

3.3.3 數字輸入/輸出參數

• C05.數字輸入/輸出參數組

• C05.00 DI1功能：設置為“正轉啟動”（Forward Run）。

• C05.01 DI2功能：設置為“停止”（Stop）。

• C05.02 DI3功能：設置為“逆轉啟動”（Reverse Run）（如需）。

• C05.10 DO1功能：設置為“運行狀態(tài)”（Running Status）。

3.3.4 模擬輸入/輸出參數

• C06.模擬輸入/輸出參數組

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

3.3.5 級聯(lián)控制參數（如需同步控制）

• C25.App.FunctionsCascade參數組

• 若有多個電機需同步，可將主變頻器設置為主控，輔助變頻器設置為從控，并設置頻率比。

3.4 高級控制方案：引入PLC和觸摸屏

為實現(xiàn)更高級的控制和用戶界面，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負責處理邏輯控制，如啟動、停止、速度設定、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/停止按鈕、速度設定滑塊、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程序設計

• 使用PLC的Modbus功能塊讀取變頻器的狀態(tài)（如運行狀態(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、停止、頻率設定）。

• PLC程序中可加入邏輯，如：

• 當啟動按鈕按下時，檢查安全條件后發(fā)送啟動命令。

• 當速度設定變化時，更新變頻器的頻率命令。

3.4.5 觸摸屏設計

• 主屏幕：顯示當前速度、運行狀態(tài)、故障信息。

• 控制按鈕：啟動、停止、急停。

• 參數設置頁面：允許調整加速/減速時間、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][外部控制信號] --- [HLP - A100變頻器] --- [PLC][PLC] --- [觸摸屏][PLC] --- [其他輔助設備（如報警燈、指示燈）]

五、總結和注意事項

海利普HLP - A100變頻器在拉毛機上的應用可顯著提高生產效率和產品質量，通過精確的速度控制和同步功能，確保纖維的均勻拉伸。以下是關鍵注意事項：

• 選型：根據拉毛機電機功率選擇合適的變頻器型號。

• 接線：確保主回路和控制回路的正確連接，注意接地和屏蔽。

• 參數設置：根據實際生產需求調整加速/減速時間、最大/最小頻率等參數。

• 安全保護：確保急停功能正常工作，并遵守相關安全標準。

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

通過本方案的實施，可實現(xiàn)拉毛機的高效運行，為織廠提供更可靠的生產保障。