專利名稱：滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法
技術領域：
本發明涉及一種滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法，能廣泛用于造紙，印刷等，屬于滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法技術領域。
背景技術：
滌綸短纖后處理聯合機生產線是滌綸化纖生產的后道工序，主要目的是將由前道生產出來的化纖絲束進行牽伸，使其具備一定的韌性與強度，整個牽伸過程如圖1所示，由可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP現場總線網絡聯接帶九個主傳動電機M1-M9的九個逆變器V1-V9來完成，九個主傳動電機M1-M9的功率根據生產能力不同而不同。如3萬噸生產線，9個主傳動電機裝置功率分別為18.5KW1個，90KW 1個，110KW 2個，315KW 3個，400KW 1個及500KW 1個；4萬噸，5萬噸，6萬噸生產線，主傳動電機裝置功率更大，九個主傳動電機根據工藝要求設定以一定的牽伸比運轉，也就是每相鄰兩個主傳動電機的運行線速度存在一定的差別(不同的牽伸比)，使絲束得以拉伸，因此，九個主傳動電機的同步運轉是保證絲束牽伸質量的關鍵。如果同步不好，如一個電機已啟動達到一定速度，而相鄰電機還未啟動，或一個電機已經停止，而相鄰電機還在以一定速度運行，都會造成牽伸不符合要求，甚至造成斷絲或繞絲，所以怎樣使九個主傳動電機能精確地同步運行，是整個后處理聯合機生產線電氣控制系統中的關鍵技術。
對于同步控制，傳統上有兩種方法1.一種方法是使用同步卡，如圖1所示，可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP現場網絡總線2與一一對應連接9個主傳動電機3(M1-M9)的九個逆變器4(V1-V9)聯接，每一個主傳動電機3和逆變器4組成一個傳動裝置，在每個傳動裝置上安裝一個同步控制卡5，同步卡完成九個主傳動的同步起動和同步停止，即使每個傳動電機同時啟動，同時達到設定速度，同時開始停止，同時降到零速，并且整個啟動，正常運行，停止過程中均保持相鄰電機之間設定的速度比，保證絲束的牽伸比。這種方法同步性能良好，絲束的牽伸質量高，而且不會造成斷絲或繞絲，但缺點是成本相當高，同步卡本身的價格是比較昂貴的，造成電氣控制系統的成本相應增高。
2.另一種方法是不用同步卡，如圖2所示，可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP現場網絡總線2分別與一一對應連接9個主傳動電機3(M1-M9)的九個逆變器4(V1-V9)連接，每一個主傳動電機3和逆變器4組成一個傳動裝置，可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP現場網絡總線2控制每一個傳動裝置啟動和停止，各傳動電機的轉速，根據工藝設定的牽伸比計算出來后，由可編程控制器1(PLC)通過網絡給定，但整個升速和降速過程由各個傳動裝置的系統內部的上升、下降時間來設定，即人工設定每個裝置的頻率上升、下降時間。如設定5秒上升時間，表示驅動裝置從0Hz上升到額定頻率(如50Hz)需要5秒鐘時間；如設定10秒下降時間，表示傳動裝置從額定頻率(如50Hz)下降到0Hz需要10秒鐘時間，如圖2所示，這種方式去掉了同步卡，節約了成本，但缺點是非常明顯的，為了保證九個傳動裝置的大致同步，調試人員必須在現場花大量的時間來設定九個傳動裝置的上升、下降時間，而且，一旦產品貨型改變，牽伸比改變，這些設定的時間就必須要重新調整，由于電機負載的不穩定，即使上升、下降時間湊到一定的水平，也無法保證傳動電機的同步性能，尤其在生產線啟動和停止階段，很難保證牽伸比，最多是盡量做到不斷絲。
發明內容
本發明的目的是發明一種保證生產線升降速過程中絲束的設定牽伸比，同時又降低電氣設備成本的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法。
為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備，由可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP現場總線網絡與一一對應連接9個主傳動電機M1-M9的逆變器V1-V9聯接，每一個主傳動電機3和逆變器4組成一個傳動裝置，其特征在于，可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP現場網絡總線與其中最大功率的逆變器連接，由其中最大功率的逆變器與其他逆變器串連連接。
所述的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法，其特征在于，可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP現場總線網絡給定其中最大功率傳動裝置的運行頻率，其他傳動裝置通過級聯方式獲得運行頻率，其方法為第一步.根據設定牽伸比計算出逆變器V1-V9的相鄰轉速比；第二步.通過可編程控制器PLC給定逆變器V1-V9轉速比；第三步.生產線啟動，根據生產線速度計算出最大功率傳動裝置的速度；第四步.可編程控制器PLC通過PROFIBUS-DP總線網絡將速度給最大功率的傳動裝置；并通過總線網絡讀取最大功率傳動裝置的速度；第五步.通過總線網絡將最大功率傳動裝置的速度給相鄰傳動裝置，相鄰傳動裝置的速度為最大功率的傳動裝置的速度乘以相鄰傳動裝置和最大功率的傳動裝置之間的轉速比，得到相鄰傳動裝置的速度；第六步.可編程控制器PLC通過總線網絡再讀取相鄰傳動裝置的速度，并將這個速度傳給下一個相鄰傳動裝置，下一個相鄰傳動裝置的速度為相鄰傳動裝置的速度乘以下一個相鄰傳動裝置和相鄰傳動裝置之間的轉速比，得到下一個相鄰傳動裝置的速度，以此類推。
本發明采用了一種基于現場總線網絡PROFIBUS-DP的同步控制方法，通過可編程控制器(PLC)對所有裝置發出啟動命令，最大功率的傳動裝置開始以設定速度運行，其它裝置依次得到前一級的裝置運行速度后也開始運行，最大功率的傳動裝置上升到設定速度后，其它裝置也達到了給定速度，當可編程控制器(PLC)發出停止命令后，最大功率的傳動裝置開始降速，其它裝置也同時開始降速，當最大功率的傳動裝置降到零速后，其它裝置也降到零速，九個裝置同時抱閘，保證停車后絲束的張力，生產線整個升速，運行，降速過程中，傳動裝置之間的速比都得到了保證，絲束的牽伸比也得到了精確保證，生產出來絲束的質量也得到了保證，而且不會造成斷絲與繞絲，提高了生產效率。
本發明的優點是既降低了成本，又保證了傳動裝置的同步運行，提高了絲束的牽伸質量。
圖1為同步控制方法1的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備結構示意圖；圖2為同步控制方法2的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備結構示意圖；圖3為本發明同步控制方法的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備結構示意圖；圖4為本發明同步控制方法的程序流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例如圖3所示，為本發明滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法結構示意圖，所述的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備，由可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP現場總線網絡2與一一對應連接9個主傳動電機3(M1-M9)的逆變器4(V1-V9)聯接，每一個主傳動電機3和逆變器4組成一個傳動裝置，可編程控制器1PLC通過PROFIBUS-DP現場網絡總線6與其中最大功率的逆變器4連接，由其中最大功率的逆變器4與其他逆變器串連連接。
如圖4所示，為本發明同步控制方法的程序流程圖，可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP現場網絡總線6給定其中最大功率傳動裝置的運行頻率，其他傳動裝置通過級聯方式獲得運行頻率，可編程控制器1(PLC)與主傳動裝置之間仍由PROFIBUS-DP網絡總線2連接，可編程控制器1(PLC)通過網絡通訊對傳動裝置進行啟停控制。但在各傳動裝置的速度給定方面，可編程控制器1(PLC)根據設定的工藝要求，只給定最大功率的傳動裝置V4運行速度，其它裝置，可編程控制器1(PLC)只根據牽伸比設定給定它們的轉速比，而這些裝置的運行速度是裝置之間通過PROFIBUS-DP總線網絡2給定，如V3的給定速度是V4實際運行速度乘以V3、V4之間的轉速比，而V5的給定速度是V4實際運行速度乘以V4、V5之間的轉速比，以此類推。
傳動裝置之間的速度傳遞，需要通過可編程控制器1(PLC)來完成，可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP網絡總線2給定逆變器V4設定的運行速度，并通過PROFIBUS-DP網絡總線2讀取逆變器V4的實際運行速度，通過網絡給到逆變器V3和逆變器V5作為它們的設定速度的基值，逆變器V3、逆變器V5裝置的內部操作系統將這個基值乘以逆變器V3、逆變器V4之間的轉速比，及逆變器V4、逆變器V5之間的轉速比，分別得到逆變器V3、逆變器V5自己的給定速度。可編程控制器1(PLC)通過PROFIBUS-DP網絡總線2再讀取逆變器V3、逆變器V5的實際運行速度，傳送給逆變器V2、逆變器V6，以此類推。因為構建的是一個速率達12兆的現場網絡，因此PLC與傳動裝置之間的這種數據通訊，速度是非常快的，一般在幾十毫秒之內，因此完全能滿足裝置之間的同步運行要求。
工作時，先根據設定牽伸比計算出逆變器4(V1-V9)的相鄰轉速比；通過可編程控制器1(PLC)給定逆變器4(V1-V9)轉速比；當生產線啟動時，根據生產線速度計算出最大功率傳動裝置即逆變器V4的速度；可編程控制器1(PLC)對所有裝置發出啟動命令，并將速度傳給逆變器V4，逆變器V4開始以設定速度運行，其它裝置依次得到前一級的裝置運行速度后也開始運行。當逆變器V4上升到設定速度后，其它裝置也達到了給定速度，當可編程控制器1(PLC)發出停止命令后，逆變器V4開始降速，其它裝置也同時開始降速，當V4降到零速后，其它裝置也降到零速，九個裝置同時抱閘，保證停車后絲束的張力。生產線整個升速、運行、降速過程中，傳動裝置之間的轉速比都得到了保證，絲束的牽伸比也得到了精確保證，生產出的絲束質量也得到了保證，而且不會造成斷絲與繞絲，提高了生產效率。
權利要求
1.一種滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備，由可編程控制器(1)PLC通過PROFIBUS-DP現場總線網絡(2)與一一對應連接9個主傳動電機(3)M1-M9的逆變器(4)V1-V9聯接，每一個主傳動電機(3)和逆變器(4)組成一個傳動裝置，其特征在于，可編程控制器(1)PLC通過PROFIBUS-DP現場網絡總線(6)與其中最大功率的逆變器(4)連接，由其中最大功率的逆變器(4)與其他逆變器串連連接。
2.根據權利要求1所述的滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法，其特征在于，可編程控制器(1)PLC通過PROFIBUS-DP現場總線網絡(6)給定其中最大功率傳動裝置的運行頻率，其他傳動裝置通過級聯方式獲得運行頻率，其方法為第一步.根據設定牽伸比計算出逆變器(4)V1-V9的相鄰轉速比；第二步.通過可編程控制器(1)PLC給定逆變器(4)V1-V9轉速比；第三步.生產線啟動，根據生產線速度計算出最大功率傳動裝置的速度；第四步.可編程控制器(1)PLC通過PROFIBUS-DP網絡總線(2)將速度給最大功率的傳動裝置；并通過網絡總線(2)讀取最大功率傳動裝置的速度；第五步.通過網絡總線(2)將最大功率傳動裝置的速度給相鄰傳動裝置，相鄰傳動裝置的速度為最大功率的傳動裝置的速度乘以相鄰傳動裝置和最大功率的傳動裝置之間的轉速比，得到相鄰傳動裝置的速度；第六步.可編程控制器(1)PLC通過總線網絡(2)再讀取相鄰傳動裝置的速度，并將這個速度傳給下一個相鄰傳動裝置，下一個相鄰傳動裝置的速度為相鄰傳動裝置的速度乘以下一個相鄰傳動裝置和相鄰傳動裝置之間的轉速比，得到下一個相鄰傳動裝置的速度，以此類推。
全文摘要
本發明涉及一種滌綸短纖后處理聯合機生產線主傳動設備的同步控制方法，其特征在于，其方法為可編程控制器PLC通過PROFIBUS－DP總線網絡將速度給最大功率的傳動裝置；并通過總線網絡讀取最大功率傳動裝置的速度；通過總線網絡將最大功率傳動裝置的速度給相鄰傳動裝置，相鄰傳動裝置的速度為最大功率的傳動裝置的速度乘以相鄰傳動裝置和最大功率的傳動裝置之間的轉速比，得到相鄰傳動裝置的速度；可編程控制器PLC通過總線網絡再讀取相鄰傳動裝置的速度，并將這個速度傳給下一個相鄰傳動裝置，以此類推。本發明的優點是既降低了成本，又保證了傳動裝置的同步運行，提高了絲束的牽伸質量。
文檔編號G05B19/05GK1925306SQ200510029310
公開日2007年3月7日 申請日期2005年9月1日 優先權日2005年9月1日
發明者黃岑, 樂嘉榮, 陳元平 申請人:上海大華總線電氣技術有限公司