西门子6ES7221-1EF22-0XA0支持验货
双变频器卷染机通过采用两台变频器分别控制前后两个滚筒电机，实现两个滚筒对织物反复收卷、放卷的恒线速度恒张力运行控制；还要实现计长测径、自动平稳换向、自动停车、以及对染液的PID恒温控制等，工艺参数设定、显示及相关操作和监控由触摸屏完成。
控制系统方案：
系统采用新一代ATV71系列磁通矢量变频器，由TwidoPLC加CANOpen通讯模块作为主站，通过CANOpen总线控制2台ATV71变频器(内置CANOpen接口，作为从站)的速度和张力的同步控制，在电机尾部加装编码器作为速度和转矩的反馈，以提高系统的精度与性能。配MagelisXBT-G 5.7”黑白触摸屏进行系统操作和监控及工艺的编制管理。
示意图
控制方式：
入布完毕，由操作工测量该布卷的直径，根据圈数计算出布厚，将这个值输入到HMI，针对每种织物，染色所需要的张力、染色速度、道数以及温度等也在HMI上面设定好，即可开始染布工作。也可将这些参数保存在工艺配方里，这样下次做同一种产品时只需调出保存的工艺配方，非常方便。
控制算法：
1.放卷滚筒侧对转速进行控制，实现系统的恒线速度运行。由于放卷滚筒布卷直径在时刻变化，PLC计算出实时直径进而通过总线对变频器频率进行修正，以达到恒线速度的目的；
2.收卷滚筒侧对转矩进行控制，实现系统的恒张力运行。收卷滚筒布卷直径在时刻增大，转速和转动惯量都在时刻变化，PLC实时计算出所需输出的转矩通过总线给变频器，来保证织物染色过程中的张力恒定。
系统特点：
1.采用先进的CANopen总线技术（可达1M Bit/s），对生产过程进行真正的全面实时控制管理；
2.数字控制恒速恒张力系统，速度连续可调（精度±1%），张力输出平稳，调节范围从零张力到大张力输出；
3.采用变频电机比传统直流电机和液压传动系统，接线简单，系统可靠性更高，维护工作量小；
4.两台变频器间采用公共直流母线联接，达到节能降耗的目的；
5.各种故障自动识别，自动报警，动作连锁，安全性好；
6.自动化程度高，支持用户自己编制工艺流程，系统可按用户工艺（速度、张力、道数、自动控温、自动加/排水、自动加料等），自动完成全部的工艺流程；
7.品种适应性强，由于采用速度、转矩优化算法控制，实践证明该双变频卷染机系统适应能力强，布的厚薄都不影响运行。从而打破了传统观念中卷染机怕薄织物的看法。
TwidoPLC特点：
1.专为简易安装和小巧紧凑的机器而设计，Twido适用于由10到264个I/O组成的标准应用系统。具有一体化和模块化两种本体单元，它们可共用相同的选件、I/O扩展模块和编程软件。
2.Twido可编程控制器已经体现了它具有提高开放性、灵活性、简易性和紧凑性的能力。可以支持CANopen、Modbus和以太网通信。
ATV71特点：
1.电源电压多下降至-50%时仍可不受影响，通过集成式EMC滤波器防止安装不当产生的噪声；
2.可配置故障时的操作，方便的报警管理；
3.专用于过程工业的PID调节器，高分辨率给定（1/32000）。
4.速度或力矩控制，停车时可满力矩输出，高可达220%的过力矩输出；
5.与主流通信网络连接，内置CANopen模块；
6.独立24V直流控制电源；
7.再生制动单元，公共直流母线连接；
8.带有可定制显示的图形画面。以6种语言显示的普通文本（英语、汉语、德语、西班牙语、法语或意大利语），并可以添加其他的语种。导航键，用于方便地在菜单之间浏览，“简单起动”菜单，用于快速起动。功能键，用于快捷方式、联机帮助或可针对某些应用场合进行配置。连续显示电机的运行参数。
在控制系统中，使用PLC的模拟量控制多台变频器，由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性；为了大程度的消除变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施。
一．关于布线
1．信号线与动力线必须分开走线
使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线长不得超过50m。
2．信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部
由于水系统的两台富士变频器离控制柜较远分别为30m和20m，连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；由于变频器无内置的电抗器，变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。
3．模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.5～2mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。
4．为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。压接端子选择如下图：
5．如无使用压线端子，接线时请注意：
二．关于接地
1．变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地，在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。
2．变频器的接地
•400V级：C种接地（接地电阻10Ω以下）。
•接地线切勿与焊机及动力设备共用。
•接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。
如35KW的变频器接地线线径推荐为22 mm2，87KW的接地线线径推荐为50 mm2。
•接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不安定。
•使用两台以上变频器的场合，请勿将接地线形成回路。如图：
3．变频器与电机间的接线距离。
变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。为减少变频器的干扰，需要对变频器的载波频率进行调整，请参考下表：
一、传统纺织机械存在的一些问题和改造
1.棉纺过程有开纤（开棉，除尘，混棉），制纱（疏棉，制棉条），粗纺（将棉条延伸，稍加搓捻），后是精纺（将粗纱延伸，搓捻，做成细纱）。棉纺老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷，影响质量和产量。
2.改善梳棉机运行状态的过程。如老式梳棉机道传动系统中的电磁离合器由于故障较高，经常造成停台，不时出火警，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。有些企业惯性轮电磁离合器被弃用。这样在道夫慢转快的过程中产生细条，严重时出现破边，棉网拉断的现象影响生条质量。老式梳棉机为了使道夫达到升、降速平滑，在机械传动中设计双速电机，惯性轮、电磁离合器，用电气加机械的手段来实现。改造后的梳棉机设计中又增加了电动机的星-三角转换这一控制环节，从而改善了升、降速斜率。而梳棉机采用交流变速调速，从而实现了道夫升速斜率的任意调节，道夫工艺转速的任意可变的功能。为老机改造提供一个好的范例。对老式梳棉机进行交流变频调速改造，不但提高设备性能，降低故障停台。还能提高生产效率与生条质量。
3.变频调速在粗纱机上的应用取代防细节装置。粗纱机的筒管卷绕与前罗拉的转速在开停时容易产生差异，造成粗纱张力的过大与过小，这样就很容易形成粗纱的粗细节，为了减少粗细节的产生，在粗纱机传动设计有电抗器，时间继电器加电磁离合器，统称为防细节装置。电抗器的作用是在粗纱机启动时使主电机处于三相不平衡状态，从而降低电机的启动力矩，达到软启动的目的，时间继电器与电磁离合器则是在粗纱机停车时铁炮与筒管卷绕相脱离，筒管停止卷绕，而前罗拉则仍以惯性继续输出粗纱，使用罗拉与锭翼之间的粗纱又一定的松弛程度，防止粗纱开车时产生过度张力。此种防细节装置在实际使用过程中存在缺陷。一是电抗器串在三相回路中的一相，利用三相不平衡原理来降低电机的启动力矩，当粗纱机启动结束后通过时间继电器将电抗器短接，使电动机恢复三相平衡状态，投入正常运行。如果时间继电器一旦出现问题，就会使电机长期处于三相不平衡运行，造成电机过热而烧坏。二是停车用的电磁离合器的离合时间是通过两个时间继电器配合调节来实现的，使粗纱的松弛程度掌握难度较大，电磁离合器的故障也较高；这种防细节装置，在实际生产中能保持的很少，粗纱的防细节问题一直没有得到很好的解决。目前新型粗纱机及老机改造采用交流变频技术。使这一工艺难题得以解决。
4.变频调速在浆纱机上的应用减少了机械结构和电机。在老式浆纱机改造中采用交流变频调速，减少原设计中的组机械无级变速器，省去了一个伺服电机和一个慢速电机。而在满足上浆工艺上，车速由慢速、主机加升降速改造成了车速由启动道工艺车速的无间断无级调速。为车速变化调整压力实现浆纱上浆率均衡提供了条件。
5.细纱机是绵纺过程的后一道工序，精纺机械的纺织时间长，且需要强驱动力。由于该道工序的好坏直接影响到棉纱的质量和产量，选择细纱机传动电器元件十分关键。新型细纱机是成纱质量好，自动化程度高，操作简单，便于管理的环锭细纱机，适用于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱工序，尤其采用PLC作控制器，变频调速器件作为驱动器，不但提高了控制精度，解决了生产管理方面存在的缺陷，大大降低操作者劳动强度；锭子曲线控制也提高了纱线的质量，保证了纱锭成型，提高了全机的产量。
二LS产电MASTER-K120S系列PLC的特点
（1）该系列分为经济型和标准型两种，可以满足不同客户的使用要求：
经济型：10/14/20/30点（10/14点内置2个模拟电位器），大扩展70个点
标准型：20/30/40/60点DR /DRT（2轴位置控制）/DT类型，大扩展120点
（2）该系列产品具有结构紧凑，高速处理（0.1-0.9μs）,多种输入处理（输入滤波，脉冲捕捉），高速计数功能（大4通道），位置控制（2轴100Kpps），PID控制（自整定功能；8路），丰富的通讯通道和功能（支持内置的RS232C/RS-485/编程口）等功能
（3）特别指出的是，其特有的3串口通讯功能，可以在不增加通讯模块的情况下，进行程序监控和传输；同上位机（如HMI）通讯；同变频器（大32站）通讯等，非常方便用户的使用，节约用户的成本，在小型机械配套设备中得到广泛的应用。
三LS产电系列变频器的特点：
（1）IG5系列变频器的特点: 结构紧凑；8 段速运行；智能加速 / 减速 ；参数复制下载功能;可分离的键盘；（面板连接电缆 : 2,3,和 5米）；内置 ModBus-RTU /RS485接口，方便于上位机通讯；经济实用等特点。在小型机械配套上得到广泛的应用。
（2）IG5A系列变频器的特点: V/F和无传感器矢量控制;全范围内的150%转矩;停止模式的电机参数自整定;根据模块的温度改变载波频率 ;内置 PID 控制;Up/down& 3-线运行; 内置远程键盘; 0~10Vdc, -10~+10Vdc 模拟输入;PNP/NPN 可选信号输入;输入输出I/O可选择定义; 内置 Modbus (RS485) 通讯; 冷却扇 on/off 控制等特点。
（3）IS5系列变频器的特点:**高转矩全矢量控制变频器；无传感器和传感器矢量控制；载波频率（1k-15kHZ)；CE, UL, cUL认证；可选的通讯板：RS232C/RS485, DeviceNet, ModBus,ProfiBus-DP；可选的扩展I/O子板：SUB-A 、SUB-B 、SUB-C；电机参数自整定；内置过程PID控制；32字符LCD和7段码显示键盘；参数组上传和下载； 智能加速 /减速；可选择多电机控制（可达到4台）等特点。
四．采用LS产电PLC和变频器制作纺织机械的几个案例
1〉梳棉机控制系统接线示意图：
2〉纺织预缩机机控制系统接线示意图：
3〉粗纱机控制系统接线示意图：
五、变频调速器在纺织行业的应用展望
中国是个纺织大国，目前纺织业国际化进程正在加快进行中。但与国际先进水平相比还有很大的差距，为了缩小差距，应在纺织机械的机电一体化的水平上不断提高。把交流变频技术更好地应用于纺织机械的控制之中，高质量、高水平的变频器以及交流伺服电机和PLC控制器。积极推广智能化技术、现场总线技术，实现网络控制。LS产电将一如既往地同国内广大纺织企业合作，为推动中国纺织业的更快发展及自己的一份力量。