引言：
雙變頻器卷染機(jī)通過采用兩臺(tái)變頻器分別控制前后兩個(gè)滾筒電機(jī)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)滾筒對(duì)織物反復(fù)收卷、放卷的恒線速度恒張力運(yùn)行控制；同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)計(jì)長(zhǎng)測(cè)徑、自動(dòng)平穩(wěn)換向、自動(dòng)停車、以及對(duì)染液的PID恒溫控制等，工藝參數(shù)設(shè)定、顯示及相關(guān)操作和監(jiān)控由觸摸屏完成。
控制系統(tǒng)方案：
系統(tǒng)采用新一代ATV71系列磁通矢量變頻器，由Twido PLC加CANOpen通訊模塊作為主站，通過CANOpen總線控制2臺(tái)ATV71變頻器(內(nèi)置CANOpen接口，作為從站)的速度和張力的同步控制，在電機(jī)尾部加裝編碼器作為速度和轉(zhuǎn)矩的反饋，以提高系統(tǒng)的精度與性能。同時(shí)配Magelis XBT-G 5.7”黑白觸摸屏進(jìn)行系統(tǒng)操作和監(jiān)控及工藝的編制管理。
示意圖控制方式：
入布完畢，由操作工測(cè)量該布卷的直徑，根據(jù)圈數(shù)計(jì)算出布厚，將這個(gè)值輸入到HMI，同時(shí)針對(duì)每種織物，染色所需要的張力、染色速度、道數(shù)以及溫度等也在HMI上面設(shè)定好，即可開始染布工作。也可將這些參數(shù)保存在工藝配方里，這樣下次做同一種產(chǎn)品時(shí)只需調(diào)出保存的工藝配方，非常方便。
控制算法：
1. 放卷滾筒側(cè)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒線速度運(yùn)行。由于放卷滾筒布卷直徑在時(shí)刻變化，PLC計(jì)算出實(shí)時(shí)直徑進(jìn)而通過總線對(duì)變頻器頻率進(jìn)行修正，以達(dá)到恒線速度的目的；
2. 收卷滾筒側(cè)對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒張力運(yùn)行。收卷滾筒布卷直徑在時(shí)刻增大，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都在時(shí)刻變化，PLC實(shí)時(shí)計(jì)算出所需輸出的轉(zhuǎn)矩通過總線給變頻器，來保證織物染色過程中的張力恒定。
系統(tǒng)特點(diǎn)：
1. 采用先進(jìn)的CANopen總線技術(shù)（可達(dá)1M Bit/s），對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行真正的全面實(shí)時(shí)控制管理；
2. 數(shù)字控制恒速恒張力系統(tǒng)，速度連續(xù)可調(diào)（精度±1%），張力輸出平穩(wěn)，調(diào)節(jié)范圍從零張力到最大張力輸出；
3. 采用變頻電機(jī)比傳統(tǒng)直流電機(jī)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，接線簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性更高，維護(hù)工作量小；
4. 兩臺(tái)變頻器間采用公共直流母線聯(lián)接，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；
5. 各種故障自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)報(bào)警，動(dòng)作連鎖，安全性好；
6. 自動(dòng)化程度高，支持用戶自己編制工藝流程，系統(tǒng)可按用戶工藝（速度、張力、道數(shù)、自動(dòng)控溫、自動(dòng)加/排水、自動(dòng)加料等），自動(dòng)完成全部的工藝流程；
7. 品種適應(yīng)性強(qiáng)，由于采用速度、轉(zhuǎn)矩優(yōu)化算法控制，實(shí)踐證明該雙變頻卷染機(jī)系統(tǒng)適應(yīng)能力強(qiáng)，布的厚薄都不影響運(yùn)行。從而打破了傳統(tǒng)觀念中卷染機(jī)怕薄織物的看法。
Twido PLC特點(diǎn)：
1. 專為簡(jiǎn)易安裝和小巧緊湊的機(jī)器而設(shè)計(jì)，Twido適用于由10到264個(gè)I/O組成的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用系統(tǒng)。具有一體化和模塊化兩種本體單元，它們可共用相同的選件、I/O擴(kuò)展模塊和編程軟件。
2. Twido可編程控制器已經(jīng)體現(xiàn)了它具有提高開放性、靈活性、簡(jiǎn)易性和緊湊性的能力。可以支持CANopen、Modbus和以太網(wǎng)通信。
ATV71特點(diǎn)：
1. 電源電壓最多下降至-50%時(shí)仍可不受影響，通過集成式EMC濾波器防止安裝不當(dāng)產(chǎn)生的噪聲；
2. 可配置故障時(shí)的操作，方便的報(bào)警管理；
3. 專用于過程工業(yè)的PID調(diào)節(jié)器，高分辨率給定（1/32000）。
4. 速度或力矩控制，停車時(shí)可滿力矩輸出，最高可達(dá)220%的過力矩輸出；
5. 與主流通信網(wǎng)絡(luò)連接，內(nèi)置CANopen模塊；
6. 獨(dú)立24V直流控制電源；
7. 再生制動(dòng)單元，公共直流母線連接；
8. 帶有可定制顯示的圖形畫面。以6種語(yǔ)言顯示的普通文本（英語(yǔ)、漢語(yǔ)、德語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、法語(yǔ)或意大利語(yǔ)），并可以添加其他的語(yǔ)種。導(dǎo)航鍵，用于方便地在菜單之間瀏覽，“簡(jiǎn)單起動(dòng)”菜單，用于快速起動(dòng)。功能鍵，用于快捷方式、聯(lián)機(jī)幫助或可針對(duì)某些應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行配置。連續(xù)顯示電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。
結(jié)束語(yǔ)：
在實(shí)際運(yùn)行中，該套控制系統(tǒng)在小張力工況下運(yùn)行穩(wěn)定可靠，對(duì)用戶的生產(chǎn)工藝可全程自動(dòng)控制，且系統(tǒng)維護(hù)工作量極小，取得了良好的效益。
