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1 引言
塑料编织袋在我国已经有二十多年的生产制造历史。经过塑编制造业的市场竞争,塑编行业得到了高速发展,近几年企业规模和产品档次有了很大提高,塑编行业已经逐步发展成为介于纺织和化工行业交叉的跨行业产业。随着中国进入WTO组织,国际间的物流和贸易发展大大的促进了塑编集装袋产品的市场需求,连续多年以每年15%的增长,目前达到15万吨年产量。
塑编工艺由塑编扁丝制造和塑编两大工艺过程组成。本文讨论基于台达机电一体化平台的塑编织机的自动化问题。塑料圆筒编织机(圆织机)是塑编企业的基本工艺设备。塑编织机自动化对于提升塑编制造产品的产量质量和减低人力资源成本具有十分重要的意义。
2 塑编筒布工艺设备
由塑料扁丝生产塑编编织布的工艺就是把扁丝经纬交错编织成布。对于筒布织造工艺,使用圆织机编织。圆织机的经纱架上有有许多纱锭,依据编织布幅宽和扁丝宽度,使用规定范围数量的经纱,经纱进入圆织机前由经纱的棕框对经纱进行交叉开口。纬纱梭子在交叉开口中作圆周运动穿过经纱编织成筒布圆织机是以PP(聚丙烯)或HDPE(高密度聚乙烯)扁丝为原料编织成圆筒编织布的纺织设备。圆织机通过多把梭子把多条纬纱织入,实现扁丝经纬交错编织成布工艺。经纱架上有许多纱锭,依据织布的幅宽和扁丝宽度,选定一定数量的经纱,经纱进入圆织机前,由棕框对经纱进行交叉开口,在经线提升的纬线在圆柱体上以等间距缠绕,编织成筒布。 如果编织时经纱改用裂膜丝,双丝,折叠丝,就可以编织出高强度的集装袋,吨装袋用布。编织布生产工艺中主要指标由:编织密度,幅宽,抗拉强度,编织布的单位面积重量等组成。
3 圆织机机电原理
圆织机具有三个主运动机构和二个副运动机构组成,高速六梭圆织机圆织机结构如图1所示。
图1 圆织机结构
2.1 送经部分
送经辊多为主动送经,它有自己的力矩电机、减速机以及传动链驱动送经辊转动。被动送经为无驱动力,它由主机牵引的扁丝带动它转动,适用于高线密度的扁丝。主动送经辊又称自动送经辊.。本项目送经部分由变频器带电机实现设备经线的送料,由变频器控制速度目的实现送经部分保持恒定的张力。经纱架一般由钢管或型钢为骨架,分排和列固经纱管的支撑轴及靠盘组成。
2.2主机部分
圆织机的主机由电机、减速系统以及机座构成传动系统。由主转盘驱动滑块,滑块带动棕带(棕框)。棕丝、再配以跳杆(张力杆)组件,环规等,构成开口机构。由推梭杆、梭子等构成引纬机构。圆织机没有专设打纬结构,它是由梭子上的张紧杆带动前端的滚轮,借梭子圆周运行,把扁丝带入并拉向环规(织口),即完成打纬。主机部分由变频器带电机实现主转盘的旋转,主盘的旋转织入纬丝。
2.3 提升部分
圆织机卷取机构-上牵引系统和收卷机。上牵引系统由主机驱动,它由变纬齿轮改变纬密,由减速机减速,由一对平辊牵引编织布,输出的编织布由收卷机卷取成布卷。收卷机由力矩电机、减速机及二辊平面滚取卷布。提升部分是由台达A系列伺服配上的减速机实现对织布的提升,关键点是要根据主电机的速度变化来jingque控制提升伺服的速度,以保证无论主电机速度如何变化,纬线都能均匀地缠绕在经线上。收卷部分的作用主要是将织布卷绕成筒可以平衡收卷系统的张力,减少提升伺服的力矩输出。
4 台达自动化解决方案
4.1 方案分析
目前国内自动圆织机控制部分是采用控制器+变频器的方式,控制器可以是PLC或者单片机,显示部分使用触摸屏或者是文本显示器,通过开放的窗口在线设置纬密,实现扁丝规格的自由变换。该配置克服了之前机械传动系统在更换产品后,需要更换机械传动部分的弊端。因为使用的提升部分是由变频器来控制异步电机,及其响应性能比机械传动机构降低很多,这样一来就会出现在启动和停止的时候会出现横条,高速时会出现织物疏密不均的现象,如图2所示。
4.2 台达方案设计
我们根据目前圆织机存在的问题提出了一套自动塑料圆织机解决方案,该方案以台达A伺服作为提升,通过与台达PLC通讯修改电子齿轮比来实现纬密控制,辅以台达触摸屏来实现数据的设定和机器工作状态的显示。控制系统的结构分为三个部分:显示部分、执行部分和主控制,如图3所示。显示采用AS57GSTD触摸屏,包含的功能有:圆织机的状态信号、变频器的参数设置,电流频率显示,自动计米,班组产量统计,纬密设定,变频器,伺服的点动控制等等。主控制采用台达ES系列PLC,主转盘使用台达变频调速,启动平稳。
在本系统中,台达伺服驱动器直接根据主机的位置信号来控制伺服电机,控制结构简捷可靠;充分利用MODBUS 通讯直接更改电子齿轮比。通过台达触摸屏,可以设定圆织机编织的工艺参数;当纬线宽度变化时,只需要简单的更改纬密度,大大提高了生产效率。本系统还具有生产统计和管理的功能,可以对不同班次进行生产数据统计和显示。整个控制系统具有响应及时、调节方便等优点,很好的解决了圆织机常见的启停时编织疏密不均和高速时编织质量下降的问题。基于台达解决方案的人机操控界面如图4所示。
图3 台达控制系统结构
图4 自动化塑编圆织机操作界面
5 结束语
使用伺服的圆织机控制系统已经在安徽某客户获得了成功,使编织产品的质量获得巨大的提升,取得了良好的经济效益。
1、引言
针对目前浙江省内众多的商品混凝土生产企业能耗偏高的情况,中达电通杭州分公司在杭州某混凝土有限公司成功完成其混凝土搅拌线的节能改造,节能效果显著,取得了很好的经济效益和社会效益。
2、项目改造背景
杭州某混凝土有限公司原有两条混凝土搅拌线,每条生产线的主要耗电设备为一台30KW斜皮带和一台2×37KW双搅拌机,三台电机皆采用星-三角起动装置,系统在无料轻载时(等待状态),总电流为80A,在满载时(入料搅拌),总电流为100-130A,系统工作占空比平均约50%,单台系统的平均运行电流约为100A左右,折合消耗功率约50KW。两台的平均消耗功率为100KW。年耗电量约为100KW×20小时×300天×0.7元=42万元。
3、项目改造方案
3.1改造方法
为了适应市场,提高产品的竞争力,节能是降低生产成本的有效途径之一。针对该公司混凝土搅拌线的实际情况,我公司和客户达成了对混凝土搅拌线进行节能改造的共识。由于在本省行业内这种改造尚属,通过双方的通力配合,解决了改造过程中遇到的诸多问题,终完成该项改造,取得了很好的经济效益。
本次改造方法是采用先进的可编程控制技术(PLC)和变频器技术,以程序控制取代继电器----接触器控制,实现斜皮带机和双搅拌机根据工艺流程的协调运行,以实现安全、节能、降低维修成本和方便操作的效果。
3.2 系统主要技术指标
1、 搅拌机电机:三相交流异步电动机,4极,37KW,数量2台,连轴同步运行;
2、 斜皮带输送机:三相交流异步电动机,30KW,4极,数量1台;
3、 系统负荷率:50%;
4、 电机控制和运行方式:采用星-三角起动,连续运行方式;
5、 供电电源:380V/220V,三相四线制,50HZ
6、 空载总电流:80A
7、 满载总电流:120A
3.3系统控制原理
1、变频器拖动方案
2、系统主要控制方案
1)、保留原有星-三角起动装置,作为备用系统;
2)、由于场地的限制,变频器采用壁挂式安装;
3)、星-三角工作方式和变频器工作方式采用自动切换形式;
4)、采用可编程控制器根据配料工艺流程控制和协调两台变频器的工作;
5)、具有详细的控制功能和工作状态、故障信号显示,便于操作人员监视、操控和维护人员维护;
6)、完善的保护功能;
3、系统的控制要点
1)、调速方法
采用具有矢量控制功能的变频调速系统。
2)、系统的控制动作包括:起动、停止、低速运行、高速运行、急停等。所有这些都可 以 通过可编程序控制器(PLC)进行控制。
4、控制系统中需要注意的问题是:
1)变频器的动作是由PLC控制的,PLC的控制条件是由生产工艺决定的;
2)变频器的加速、减速时间和有关参数是根据负载的实际情况来设定的。
3.4 系统改造主要成果
1、节能效果显著
改造前后相比,系统可节电35%以上。
2、提高系统的稳定性,降低系统故障率,减少了系统维护成本。
主要体现在以下几个方面:
■由于使用了变频器控制电机的运行,电动机实现了软启动,从而避免了以往电机Y-Δ起动时对电气设备和机械设备的冲击,延长了设备使用寿命。
■保护功能强
由于变频器的电气保护功能十分完善,使系统具有短路、过载、过流、缺相、欠压等保护功能,大限度地保护了电机的安全。
■控制系统的故障率大为下降原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的,故障率较高。采用了变频调速控制系统后,控制系统可大大简化,可靠性大为提高
■提高了搅拌机双绞刀的同步性能
由于采用了变频器一拖二的驱动方式,使得搅拌机双绞刀的同步特性非常好,大大减少了双搅拌机的内耗,节约了大量的电能;
■提高了功率因数
采用变频器实现了功率因数就地补偿,功率因数可达0.95以上,既节约了电能又提高了用电效率。
3.5 改造效果评估
1、改造前后系统电耗对照表
系统状态 系统电机总功率 电机转速 改造前平均电流 改造后平均电流 节电率
系统空载(无料) 104KW 30HZ 80 20 75%
系统满载(加料) 104KW 50HZ 110 65 41%
2、系统功率因数
改造前:0.78 改造后:≥0.95
3.6 系统改造所需设备材料清单
名称 型号规格 数量
变频器 进口75KW恒转矩 1台
变频器 进口30KW恒转矩 1台
成套控制柜 定制(14SS+08SM) 1台
动力及控制电缆 国产 1批
安装附件 国产 1批
4 结束语
本节能改造项目保留了原来的控制系统及配电系统,在总系统电源进线安装电度表,通过变频和工频的切换,可以直接体现改造后的节能效果,为以后的行业推广提供了参观考察的有力依据。
本改造项目是中达电通杭州分公司和杭州某公司在节能改造项目上成功合作的典型案例,为浙江乃至全国混凝土搅拌设备的变频节能改造提供了有力依据。
一、概述
随着UPS技术和IT技术的不断发展,UPS朝着智能化、高频化、网络化等方面实现技术创新,UPS的使用深入各行各业,分布越来越广,根据当前的实际情况UPS该如何管理呢?目前市场上主要有两种方式:一种是通过UPS提供的各种通讯接口、网络附件、相关软件来实现.另一种是通过动力环境集中监控,采用协议转换器、工控机等以硬件为主的方式实现.而管理的目的就是要利用计算机网络,对不同区域、不同种类的UPS进行监控,随时了解每台UPS的工作状况,及时处理UPS发生的各种异常情况,确保UPS用电设备的安全运行.以下为XX铁路车站集中监控的设计方案。
二. 用户需求
目标﹕将XX铁路XX站设立监控中心,实现集中监控,使能达到把所有车站的台达UPS的运行状况,运行数据,达到反馈信息,处理问题的功效,特别需要解决电池放电状态和旁路运行状态的监控管理问题.
效果﹕
(1) 监视各车站的UPS工作状态.
(2) 各车站UPS事件故障实时告警.
(3) 监控各车站的电池放电和旁路运行状态.
(4) 实现手机发送短信
三. 系统配置
四. 车站方案实现图
说明: UPS主机有SNMP卡插槽,全部车站采用SNMP卡与现有的网络进行连接,分配固定的IP,即可通过监控中心或IE对UPS的工作状态,工作信息实现远程监控.
五. 监控中心方案实现图
说明:通过给监控主机配置相应的GSM或手机就可设定短讯告警功能,设定指定维护人员手机即可收到相应UPS的告警信息.
六. 系统总体方案实现图
七.
此方案可解决集中监控困难的问题,并且可以把UPS的所有工作状态通过监控中心显示,且当任何车站有故障时,都会从15个车站的显示中,跳到行,并红色标示,且通过广播、手机短信、E-mail等组合形式发出告警,提醒迅速解决故障.此方案具有先进的管理性及智能化,彻底解决UPS转电池,电池充电,旁路运行状态无法知道的问题.