环锭细纱机台达变频器CT2000应用方案

一、项目介绍

传统环锭细纱机改变整机转速，需要通过更换皮带盘实现，其不能实现运转过程中的变速。因此，造成小纱及大纱阶段产生较高断头率，从而影响纱线的产量及质量，并损失原料。采用变频调速器可实现细纱机的无级变速，使纺纱过程在小、中、大纱阶段所受张力波动幅度缩小，减少断头率，从而提高纱线产量、质量；配置网络化通讯模块，可以方便的进行生产监控和管理。 图1&图2

细纱工序的好坏直接影响到纱线的质量和产量。目前我国的纺纱厂中仍有大量传统环锭细纱机在使用，随着市场对细纱质量要求的不断提高以及节能降耗的需求，传统细纱机升级改造必要性凸显。

■ 提高质量，降低断头率和改善毛羽值：因降低了小纱和大纱的断头率而中纱的断头率也得到了改善，因此千锭断头率大大降低。变频器的平滑变速功能对减少纱线的毛羽效应较好，有利于减小大、中、小纱毛羽值。图表为某厂细纱机变频改造前后断头率和毛羽指数对比。

■ 降低生产成本：细纱断头率的减少为当值车工扩大看台、减少万锭用工本提供了可能。
■ 更改工艺便捷：更换品种或调节转速时，不需更换皮带盘。
■ 优化工艺：因变频器是无级平滑调速，这为细纱生产工艺的优化提供了条件，可以根据生产的品种、原料的差异、湿度、温度等因素微调纺纱工艺的整条速度曲线，达到了降低断头率的效果。
■ 提高产量：安装变频器后的细纱机，虽然在小纱和大纱时降低了5％-8％的速度（目的是降低断头率），但在中纱时根据车况提高5％-15%的速度，而中纱的长度占整个细纱长度的80％，也就使纺纱的整体速度提高了近10％，产量也就提高了近10％。大大提高了细纱机的生产效率。
■ 节约用电：主电机用变频器驱动可最大潜力地挖掘电机的无功功率，提高功率因数无功功率，节省电能。
■ 便于联网监控：变频器配合PLC与计算机局域网可连为一体，监控生产情况。

二、设备介绍

来自台达CT2000系列变频器是一种高性能的高阶磁场矢量控制变频器，主要特点如下：
■ 无风扇设计配备高效率散热片，采用正面穿墙式安装与符合规格要求的风道散热系统配置，可有效地对驱动器降温，同时避免环境中的粉尘、棉絮等污染物进入驱动器。
■ 三位一体：CT2000将变频器、PLC、文本显示器三者有机地结合为一体，即实现高度集成化又保留了灵活性。
■ 高度扩展性：CT2000可同时插装3种扩展卡，PG卡、I/O扩展卡、通讯扩展卡。借助内置PLC的MODBUS RS485主站功能，选购功能模块和IO模块，即可轻松构建系统网络。
■ 强大的网络通讯功能：CT2000除了内置RS485接口，还可以选配CANopen、DeviceNet、MODBUS TCP、EtherNet/IP、 PROFIBUS-DP、扩展卡。
■ 多种控制模式：CT2000具有恒转矩速度精确控制模式、位置控制模式、转矩控制模式，可驱动3相永磁同步电机。

三、改造方案
实际纺纱过程中，细纱的小、中、大纱的判定并无严格界限，且纱线不同，判定的纺纱长度也不同，现场纺纱张力测量中，张力的波动过程是一个渐进曲线过程，并非三段阶梯式。为了稳定张力波动、减少断头，可以针对不同纺纱长度段设定不同变频频率，以达到产量和质量的最优化。为了实现最优化需要采用：触摸屏（或文本显示器）+PLC+变频器的方案。

■ 稳健方案：利用台达变频器RS485接口的MODBUS通讯功能，配合台达DVP系列PLC的通讯程序，可以在不同纱线长度段改变变频频率，达到产量和质量的最优化。具体配置为：DOP系列触摸屏(或TP系列文本显示器)+DVP ES2系列PLC+ CT2000变频器。图3
■ 优化方案：因台达CT2000变频器内部集成了PLC和文本显示器，用一台CT2000变频器就可以实现触摸屏(或文本显示器)+PLC+变频器的全部功能，借助CT2000内建PLC的MODBUS RS485主站功能，通过远程IO（RTU485模块+IO模块），即可简单构建系统。

四、细纱机联网监控

现代纺织厂随着自动化水平的提高，对设备的联网监控产生了更多需求。细纱车间作为纺纱工艺流程中配置设备最多的工部，越来越多的客户需要对细纱车间实现联网监控。

借助台达机电产品强大的网络整合能力，构建细纱车间监控网络实现单台细纱机运行状况、产量统计、故障监控、工艺参数设定等功能。

1、稳健方案网络架构图4

2、优化方案网络架构 图5