纺织化纤机械高速卷绕头.pdf

Building a New Electric World纺织化纤机械 — 高速卷绕头概述化纤工业和纺织工业一样是我国的传统产业，服装、装饰、特别是产业用品都离不开化纤原料据有关部门测算，到 2010 年，世界纺织纤维加工量将年增 3%，其中化纤的年增加量为 4.4%中国是全球最大的化纤生产国，化纤产量由 1970 年的 10 多万吨增加到 1985 的100 万吨，2001 年达到 928 万吨，占世界总产量的 24%，化纤工业的飞速发展，为化纤机械的发展提供了广阔的空间化纤机械按化纤生产流程分为四大类，包括聚酯切片干燥设备、聚酯纤维纺丝成形设备、纺丝卷绕设备、和聚酯纤维后加工设备等，其特点是化纤卷装的大容量，以及生产的连续化、高速化、自动化和控制智能化，最低目标是保证达到化纤生产线 8000 小时不检修，因此化纤机械的可靠性至关重要高速卷绕头简介聚脂切片(PET)结晶干燥纺丝成形(螺杆挤压机、计量泵)高速卷绕POY(预取向丝)给湿上油卷绕UDY(拉伸变形丝)牵伸超高速卷绕FDY(全拉伸丝)化纤纺丝工艺流程如图所示， 聚酯切片通过干燥设备除去水分后， 通过螺杆挤压机加热熔融挤出，经计量泵精确计量喷丝成形，然后在恒温恒湿条件下冷却固化，最后通过卷绕头将纺丝成形的纤维卷绕成为成型良好的丝饼， 卷绕成的丝饼需满足容量大、 形状稳定、 张力均匀、退绕容易等。

其中，卷绕头具有高速度、大卷装、连续自动化等特点，技术涉及机械、气动控制、电气控制、控制软件等多个学科，是化纤纺丝机上技术构成最复杂、自动化程度最高的关键设备，其投资占纺丝设备总投资的 50％～60％卷绕头按纺丝速度可分为常速卷绕头(1000m/min 左右)、高速卷绕头(3000～4000m/min)、以及超高速卷绕头(6000～8000m/min)； 按升头落筒方式可分为半自动卷绕头和全自动卷绕头；丝饼重量从 2Kg 到 10Kg，丝饼数从 4 头到 6 头、8 头、12 头、16 头工艺参数工艺参数半自动高速卷绕头只有一个卷绕轴(卡头)，具有机械结构简单、性价比好等优点；缺点是在丝饼卷绕完成后需要人工升头换筒，有废丝，不能实现生产的连续化全自动高速卷绕头具有两个可以自动切换的卷绕轴(卡头)， 升头换筒过程全自动化， 无废丝，可以最大限度提高生产率主要控制要求主要控制要求? 卡头部分的高速精密控制? 横动部分的三角波防叠控制? 升头换筒的半自动/全自动控制? 纺丝卷绕的恒线速度恒张力控制? 卷绕工艺参数的设置及过程监控? 成组卷绕头的联网集中监控? 纺丝、牵伸、卷绕联合的 DCS 控制系统半自动高速卷绕头纺丝速度：3500 m/min筒管卡头长度：920mm卷绕丝饼数：4、6、8、12最大卷装直径φ410mm。

全自动高速卷绕头纺丝速度：3000～6500 In／min筒管卡头长度：1200～1440mm卷绕丝饼数：8、10、12、16最大卷绕直径φ 425 mm控制系统配置? Modicon TSX Micro系列可编程控制器? TSX3722001 --- CPU模块 (20K字存储容量，内置8路输入和1路输出模拟量通道，2个10KHZ高速计数器，以及2路串行通讯接口)? TSXDMZ28DR (开关量模块，16路DC24V输入+12路继电器输出)? TSXDMZ28DT(开关量模块，16路DC24V输入+12路晶体管输出)? TSXDSZ08R5(开关量模块， 8路继电器/3A输出)? TSXSCP114(多协议通讯模块： RS485/422接口，Modbus， Uni-telway或ASCII协议)? ATV28系列变频调速器? ATV-28HD12N4(驱动卡头电机，3相380…500V，7.5KW)? ATV-28HU41N4(驱动横动电机， 3相380…500V，2.2KW)? 人机界面? XBT-F034110(触摸屏，10.4“, 1024x768像素)? TSX08H04M(4行文本操作器)? 计算机组态软件(组态王、WinCC)? 其它产品? 微型断路器、交流接触器、热继电器、按钮和指示灯：施耐德? 传感器(光电开关、限位开关)：国产/OMRON? 开关电源：台湾明纬ModbusModbus控制原理控制原理? 工艺参数的设置及生产过程的监控? 网络控制方式下，计算机/Magelis触摸屏作为主站，Micro PLC作为从站? 单机控制方式下，Neza HMI与Micro PLC一对一连接? 采用Modbus协议RS485串行连接方式? 参数的设置和显示均经过PLC运算进行相应的工艺值转换? 卷绕速度的测量? 将摩擦辊上齿轮对接近开关脉冲信号送进PLC内置10KHz高速计数通道? PLC通过快速任务(4×250ms定时中断采样)实现速度测量，计数精度：±1个脉冲? ATV28变频器的控制? 采用Modbus串行通讯控制，Micro PLC作为主站，ATV28变频器作为从站? 通过PLC软件PID运算控制卷绕变频器，实现纺丝卷绕的恒线速度恒张力控制? 通过PLC软件编程实现三角波防叠功能，控制横动变频器? 给定转速精度：1RPM(相当于0.015Hz)? 通讯间隔：卷绕变频器50ms, 横动变频器10ms? 其它功能? 应用PLC浮点数运算功能精密实现控制参数的计算和工艺参数的转换? 应用PLC库函数运算功能(包括通讯语句、PID控制、字表操作、数制转换、三角函数、时间管理等)为系统编程提供了最大的便利? 应用PLC编程及调试工具方便了系统调试及工艺修改应用支持应用支持? 共同设计：实现施耐德的全面系统解决方案? 共同编写PLC程序：帮助用户尽快熟悉PLC编程软件，加快产品开发周期? 共同调试：及时解决系统设计中出现的问题? 计数精度? 通讯干扰? 变频器控制精度? 售后服务：及时解决设备使用中出现的问题? 解决变频器通讯控制出现的故障? 探讨系统改进的新方案? 帮助最终用户实现系统升级? 提供故障元件更换服务(ICA 客户开发部 应用支持组)。