递恩电气变频器助力进口地毯纺织机械变频调速与自动化改造？

本文详细阐述了递恩电气生产的变频器在进口地毯纺织设备中的应用，具体说明了如何通过变频器实现地毯机的调速与自动化升级。文中描述了地毯机如何借助变频器进行精准定位、缓慢启动以及在运行过程中的速度调节。这些功能满足了纺织工艺的各项需求，显著提升了纺织产品的质量，并有效降低了操作人员的劳动负担。

一、引言

递恩电气生产的变频器，凭借其卓越的调速性能、起停迅速的特点，以及显著的节能效果，还有其广泛的应用范围，被全球范围内广泛认可为最理想的调速手段，同时也被视为最具发展潜力的技术。作为一项高新技术产品，变频器不仅具备节能和环保的双重特性（这两大主题是当今世界经济发展的核心），而且其重要性日益凸显，正逐步取代传统的直流调速方式，在传动系统中扮演着至关重要的角色。近段时间，纺织机械的机电一体化技术水平显著提升，使得交流变频调速技术逐渐成为主流。这一技术几乎被广泛应用于绝大多数新型纺织机械产品中。

我国众多纺织企业的纺纱设备，多数源自八九十年代从海外引进，尤其是从美国、英国和日本引进的设备居多。这些设备普遍较为老旧，自动化程度不高。然而，目前市场上生产的新设备，已经实现了机电一体化和集中控制，不仅大幅提升了生产效率和质量，但相应的设备成本也相当高昂。目前，众多工业控制领域的专业人士对纺织机械的自动化和变频改造表现出极高的关注。

以下是对我公司近期在大连地毯厂进行的麻纺机械设备变频技术改造案例的详细介绍，旨在启发众人。

二、地毯机变频改造的工作原理

这款地毯机源自80年代美国制造，其电气控制系统相对简便，自动化程度不高，导致工人劳动负担较重。在借鉴了现代进口纺织机械的工作原理和工艺标准之后，我们对该设备实施了以下技术升级改造。

采用递恩电气生产的DNV3100系列15KW变频器（配备制动电阻），对两台5.5KW的主轴电机进行同步操控，同时借助欧姆龙的光电开关、施迈赛的安全拉线开关以及德国P+K的接近开关等检测设备，实现对机器的启动、停止、报警以及满纱、落纱等功能的全面控制。

1、 变频器调速的工作过程

纺机需具备缓慢启动和停止，以及精确控制断纱和满纱时的停车功能，变频器在调节速度的整个工艺流程中扮演着关键角色。

2、开机、停机工艺实现

启动电机前需进行2秒的提示，此时将使用一个60分贝的蜂鸣器发出声音，持续2秒钟，目的是提醒操作人员将手从针工作区移开。为了解决启动时动力不足及启动不顺畅的问题，我们将启动频率设定为6Hz，并适当地提升了启动转矩。此外，我们还将变频器的S曲线功能融入启动流程中，使得电机不仅具备缓慢启动的特性，还拥有较为平顺的启动过程，使人们能够明显感受到低速上升阶段的速度变化。通过这种方式，我们不仅避免了电机在直接启动时频繁烧坏的问题，还成功地防止了粗纱细节和断头的出现。

在断纱、满纱或进行安全保护停车时，均需采用S曲线进行减速。对于粗纱机的停车，存在一项特别规定，即锭翼需定位停放。每次减速并停车后，锭翼应停留在同一位置，同时针头需退出布层，距离布面3毫米（精度控制在1%以内），以便操作人员能够进行操作。我们通过利用变频器的可编程输入输出端子以及PLC编程，能够实现这一技术要求的关键环节。操作流程如下：当变频器减速并完成停车至预定频率6Hz时，通过可编程继电器发出一个信号至PLC；PLC接收到该信号后，会向变频器发送一个单次动作信号；随后，变频器在6Hz的低速下维持运行，持续一段时间。此刻，光电式接近开关启动运行，对安装在锭翼轮上的位置检测点进行探测，并将检测到的开关量信号传输至PLC。每当轮子旋转一周，PLC便进行一次计数，当计数达到两次时，PLC会发出一个信号至变频器，使其停止输出，与此同时，电磁离合器也会开始工作。

3、变频点动实现

地毯机运行时点动操作频繁，其特性之一便是通过按下点动按钮，机器能维持一个稳定的频率进行点动，这样的慢速运转有助于操作、试针、维修等工作的便捷性。为确保低速运转，机器还具备在任意位置停车的功能。然而，变频器在6Hz以下的工作频率下不宜长时间运行，且连续不断的点动操作可能导致过电流保护启动。为此，我们在可编程逻辑控制器（PLC）中加入了特定程序，确保在规定时间内，连续的点动操作只被响应一次。在点动操作过程中，我们并不需要严格限定停车的具体位置，因此，在PLC的编程环节中，我们额外加入了另一套判断程序，用以区分是点动模式还是常规运行状态。如果是点动模式，系统将不会发出提示音，接近开关将处于非工作状态，而电磁离合器则会持续运作。得益于PLC所具备的丰富编程指令，这些功能得以轻松实现。此外，递恩电气生产的变频器还配备了完备的可编程外部输入输出端子，这使得它与PLC的连接变得十分便捷。变频器外控端子接线图如下所示：

4、急停系统

在本次设备升级过程中，我们增设了多项功能：于设备两端分别装置了安全拉线开关，以便在紧急状况下，工人能够轻松拉动拉线，迅速使电机停止运转。此外，我们选用了光纤光电传感器来检测线路断裂，一旦发生断线，线端穿越光电检测区时，光电开关便会启动，并向可编程逻辑控制器（PLC）发送信号。PLC接收到信号后，会发出警报并自动停机。

锭翼旋转带有一定的惯性，同时设备在运行过程中会频繁经历快速停车，因此，变频器通过增加一个制动电阻来实施能耗制动，以此确保变频器不会因过压而触发保护机制。

三、效果分析

递恩电气对变频器设备进行了改造并投入使用，运行状况稳定且可靠，操作简易，并带来了显著的经济收益。通过变频调速技术，电机转速得以根据实际需求进行调整，从而提升了生产效率。电机运行平稳，地毯的毯面质量也因此显著提升。此外，电机能够实现精确的位置停车，使得织出的地毯上不再有停机留下的任何痕迹。安全保护系统完备，工人的劳动强度也因此大幅减轻。

四、结束语

自动化水平持续提升，生产工具愈发精良，产品品质亦随之增强。在激烈的市场竞争中，唯有品质优良的产品方能稳居不败之地。然而，我国纺织行业现有设备普遍老化，且引进高端设备成本高昂。通过应用变频器、PLC等自动化技术对现有设备进行升级改造，不仅能够降低设备投入，还能有效提升产品质量和生产效率。