AC60在塑料彩条布生产线中的应用
一、引言
塑料彩条布作为一种塑料制品，广泛用于工业、农业、建筑、包装、运输等领域。它主要以丙烯、聚乙烯为原料，经加热、挤出、刮丝、收卷、编织、涂膜等工序后形成产品。揭阳双凤复膜厂主要生产各种规格彩条布，本文以其彩条布生产线为例，讲述其主要生产工艺过程和生产线各单元构成及相应的工作原理，并以伟创AC60系列变频器为例，详细介绍了变频调速技术在彩条布生产线中的应用。
二、彩条布的生产工艺及主要设备
塑料彩条布主要是以丙烯、聚乙烯为原料，经螺杆挤出机挤出成塑料薄膜，塑料薄膜经刮丝、加热牵伸、回缩定型后由收卷机收卷成锭子，通过圆织机将丝线编织成彩条胚布后，送涂膜机进上胶涂覆处理，以提高塑料彩条布的强度、耐磨性和防水性能，其生产工艺流程如图（1）示：
三、彩条布生产线各单元构成及电气控制
由以上彩条布生产工艺知道，其生产线设备主要由塑料平膜拉丝机单元、收卷单元、编织单元、涂膜单元等构成。以下分别介绍各单元工作原理及其电气控制方法。
3.1平膜拉丝机单元
3.1.1平膜拉丝机单元构成
平膜拉丝机单元是彩条布生产的前道工序，主要是将颗粒原料加热、挤出成塑料薄膜。塑料薄膜经冷却、刮丝、烘干、牵引拉伸、牵引定型后，由收卷单元进行收卷。该设备采用常州成创公司生产的SJ-65/30平膜拉丝机组，其主要由螺杆挤出机、冷却水箱、刮丝装置、加热装置、牵引拉伸与定型等构成，设备如图（2）所示。其中，螺杆挤出机的主要参数如下：
螺杆直径：ф65
平膜宽度：700mm
螺杆长径比：30:1
扁丝纤度：600D～2000D
螺杆驱动功率：45kW
最大挤出量：150kg/h
原材料经挤出机融熔挤出成薄膜，经水箱冷却后由刮丝装置进行分丝，丝线由缠绕牵引辊进行拉伸、回缩定型。根据扁丝工艺要求，扁丝一般首先牵伸3～5倍，然后回缩定型约1～2%。本机组采用三级牵伸，第一级牵伸辊与第二级牵伸辊间实现加热拉伸定型，第二级与第三级实现回缩定型，其缠绕牵引加热装置示意图如图（3）所示。其中，牵引1、牵引2、牵引3分别通过三台电机驱动，由三台变频器控制。根据工艺要求，可随时调节两牵引单元间的速度，实现丝线适当的牵伸。
图（3）缠绕牵引加热装置结构图
3.1.2平膜拉丝机单元电气控制
平膜拉丝机组中，挤出机及牵引装置均采用PLC＋变频器的控制方式。其中，PLC采用三菱FX2N-32MT，变频器选用伟创AC60-G系列，具体型号见表（1）。图（4）给出了拉丝机组的电气控制示意图。
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传动单元
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平膜挤出机
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牵引1
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牵引2
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牵引3
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电机功率
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45kW
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11kW
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11kW
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7.5kW
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变频器选型
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AC60-T3-045G
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AC60-T3-011G
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AC60-T3-011G
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AC60-T3-07.5G
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控制器
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FX2N-32MT
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表（1）拉丝机单元变频器选型表
挤出机、牵引1、牵引2和牵引3变频器的启动和停止通过PLC控制，各单元调速信号由外部电位器给定，根据工艺要求可随着调节各牵引辊的速度实现丝线的拉伸及回缩定型。
3.2收卷单元
3.2.1收卷单元构成
加热拉伸、回缩定型后的丝线由收卷机进行分丝卷绕成锭，供给后序编织单元进行编织。收卷机主要由收卷部件、机架、电气箱、传动机构及锭子等构成。
收卷机主要由所需要的锭子构成，一般有三到五层。收卷机由4层锭子组成（每层75个，共300个锭子），每个锭子由一个三相220V力矩电机驱动，锭子力矩电机由一台力矩电机控制器控制。也可使用伟创AC80系列变频器加普通异步电机代替力矩电机和力矩电机控制器，采用力矩控制收卷。往复横动机构由一台三相380V异步电机驱动，并通过一台AC60变频器驱动实现摆频运动。这样，可将丝线均匀地绕在筒管上，并使筒管表面平整，两端不存在凸层。
牵引辊变频器控制方式与挤出机相同，采用外部端子起停控制和外部电压调速方式。
3.2.2收卷单元电气控制
收卷机的电气传动主要由锭子电机与横动传动电机构成。锭子电机采用力矩电机，当丝线发生堵转时电流不会突变，不会引起电机烧坏。该生产线收卷机的锭子力矩电机采用可控硅控制，电机运行总电流约为44A，电机电压约为150V。图（5）为锭子力矩电机控制示意图：
收卷机往复横向传动机构由一台7.5kW交流异步电机驱动，采用AC60-T3-7R5G变频器控制。根据工艺特点，采用变频器的摆频控制功能，这样能实现丝线均匀平整地绕在筒管上，丝线两端也不会出现凸层。通过外部端子控制变频器的起停，频率则通过摆频方式设定。
3.3彩条布编织单元
丝线卷绕成锭后主要供给编织单元，塑料彩条布的编织目前大部厂家都采用针织圆织机进行编织。根据织布宽度，圆织机一般有4梭、6梭、8梭及10梭等几种，主要由经纱支架、其架、编织装置、牵引辊、卷绕辊等构成。其中，编织装置是圆织机的主机部分。编织装置由电机、传动系统、分丝机构、推梭机构等组成。现有生产的新型圆织机的电气传动也采用变频实现无级调速。关于圆织机工作原理本文不作详细叙述。
3.4涂膜成型单元
丝线经圆织机编织成彩条胚布后，需要进行涂膜处理。主要是将聚乙烯或聚丙烯为原料塑料薄膜涂覆在彩条布上，使彩条布不漏水、不开胶，同时提高彩条布的强度和耐磨性，涂覆工作由涂膜机完成。
3.4.1涂膜机构成
涂膜机主要由放卷装置、调偏装置、挤压装置、挤出机、冷却装置、切边和收卷装置等构成，结构图如下。