變頻器PLC在紡織工業(yè)中的應(yīng)用

前言

我國是世界紡織大國，2005年我國纖維加工總量為2690萬t，超過世界纖維加工總量的35％，各類紡織品和服裝年總產(chǎn)值已超過人民幣21萬億元。紡織工業(yè)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是我國的支柱產(chǎn)業(yè)。預(yù)計(jì)到“十一五”末（2010年）我國纖維加工總量將達(dá)3600萬t，增長35％左右。可見“十一五”期間紡織工業(yè)仍將有一個(gè)較大的發(fā)展，作為紡織工業(yè)的技術(shù)裝備，即紡織機(jī)械必將有相應(yīng)的發(fā)展，2006年我國紡織機(jī)械的產(chǎn)值達(dá)526億元以上。紡織工業(yè)和紡織機(jī)械的發(fā)展離不開變頻調(diào)速、計(jì)算機(jī)、PLC和網(wǎng)絡(luò)通信等高新技術(shù)的推廣應(yīng)用。我國紡織機(jī)械自動(dòng)化水平發(fā)展迅速，從20世紀(jì)50年代的直流發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)組的直流調(diào)速，歷經(jīng)50年的發(fā)展，我國紡織機(jī)械已普及推廣應(yīng)用了變頻調(diào)速、計(jì)算機(jī)、PLC控制和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，由此，提高了我國紡織機(jī)械的整體水平和市場競爭力。近年來，我國紡織機(jī)械的出口總值每年遞增20 9／6以上，例如2005年出口總值達(dá)8.71億美元，2007年已達(dá)12億美元以上。市場的競爭要求我國生產(chǎn)高質(zhì)量、高水平的紡織品、服裝和紡織機(jī)械，以滿足國內(nèi)外市場的需求。隨著紡織機(jī)械及其自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷更新，紡織業(yè)內(nèi)、外人士急切地希望能了解紡織工業(yè)和紡織機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，這促使編著者完成了本書的編寫。變頻器、可編程序控制器（簡稱PLC）在紡織工業(yè)中的應(yīng)用大多數(shù)是由變頻器、PLC相結(jié)合組成紡織機(jī)械變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，其中不少已使用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械的智能化、數(shù)字化控制，這是各種裝備工業(yè)，也是紡織機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢。紡織機(jī)械控制系統(tǒng)通常由控制器（包括PLC、IP（：、變頻器等）、執(zhí)行器（各種電動(dòng)機(jī)）和傳感器等組成。可見，變頻器、PLC在紡織工業(yè)中的應(yīng)用實(shí)際上反映了紡織工業(yè)的自動(dòng)化水平。為了給讀者一個(gè)系統(tǒng)性的概念，本書均一一地給予簡要介紹。因此，本書也可視為是一本紡織機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)手冊。本書分為兩篇，第1篇屬基礎(chǔ)篇，較系統(tǒng)地介紹了：（1）紡織機(jī)械的調(diào)速特性；（2）自控系統(tǒng)的組成、特性分析；（3）變頻器的組成、工作原理，各種負(fù)載的變頻調(diào)速和應(yīng)用選型時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)；（4）PLC的組成，硬件、軟件的組成，指令系統(tǒng)和應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)；（5）各種電動(dòng)機(jī)，重點(diǎn)是交流異步電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和調(diào)速特性；（6）紡織工藝參數(shù)的檢測，有關(guān)傳感器的結(jié)構(gòu)原理和選用；（7）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；（8）人機(jī)界面等。第2篇為應(yīng)用篇，主要介紹了我國棉紡機(jī)械、化纖機(jī)械、毛紡機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、不織造布機(jī)械、染整機(jī)械和服裝機(jī)械等八大類百余種紡織機(jī)械應(yīng)用變頻器、PLC的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例。對每一種機(jī)臺(tái)的技術(shù)特征、傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)和變頻調(diào)速，PLC控制系統(tǒng)的框圖，及對系統(tǒng)中各部分的基本原理、控制功能予以介紹。最后還介紹了紡織用風(fēng)機(jī)、水泵的變頻調(diào)速。由此，使讀者對各種紡織機(jī)械及其自動(dòng)化有較全面的了解。應(yīng)用實(shí)例內(nèi)容主要來自編者本人承擔(dān)或參與的項(xiàng)目和有關(guān)雜志報(bào)導(dǎo)的應(yīng)用項(xiàng)目以及有關(guān)產(chǎn)品說明書等，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

內(nèi)容概要

本書第一篇是從應(yīng)用角度出發(fā)，較全面、系統(tǒng)地介紹了紡織機(jī)械的調(diào)速特性，白控系統(tǒng)組成和特性分析、以及變頻器、PLC、紡織用電動(dòng)機(jī)、傳感器等的基本知識(shí)。第二篇介紹了變頻器、PLC在八大類百余種紡織機(jī)械中的綜合應(yīng)用實(shí)例，注重實(shí)際應(yīng)用，對主要機(jī)臺(tái)例如梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、漿紗機(jī)、化纖長絲、短絲紡絲及后加工設(shè)備等負(fù)載性質(zhì)和控制系統(tǒng)，給予了較詳細(xì)的分析。最后還介紹了風(fēng)機(jī)、水泵的變頻調(diào)速。通過閱讀本書，讀者能全面地了解我國各種紡織機(jī)械的變頻調(diào)速系統(tǒng)和當(dāng)今我國紡織機(jī)械自動(dòng)化水平的概況。　　本書適宜從事紡織工業(yè)自動(dòng)化及紡機(jī)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、技術(shù)服務(wù)的工程技術(shù)人員和其他工程技術(shù)、營銷、維修人員閱讀，也可作為大專院校工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)師生的教學(xué)參考用書。

書籍目錄

前言第1篇 基礎(chǔ)篇 　第1章 紡織機(jī)械調(diào)速特點(diǎn)及PLC控制概況　　1.1 紡織機(jī)械的機(jī)械特性　　　1.1.1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載　　　1.1.2 恒功率負(fù)載　　　1.1.3 二次方律負(fù)載　　　1.1.4 與轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)載　　1.2 紡織機(jī)械調(diào)速技術(shù)的發(fā)展　　　1.2.1 從恒速到變速　　　1.2.2 從單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)　　　1.2.3 從直流調(diào)速到交流變頻調(diào)速　　　1.2.4 從電氣傳動(dòng)到運(yùn)動(dòng)軌跡控制　　　1.2.5 從模擬量控制到數(shù)字量控制　　　1.2.6 從有觸點(diǎn)的邏輯控制到無觸點(diǎn)的邏輯控制　　　1.2.7 從現(xiàn)場控制到遠(yuǎn)距離的控制　　　1.2.8 從勞動(dòng)密集型逐步向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展　　　1.2.9 從單一控制逐步向管一控一體化發(fā)展　　1.3 紡織機(jī)械調(diào)速的特點(diǎn)　　　1.3.1 同步調(diào)速　　　1.3.2 多段速度分段切換調(diào)速　　　1.3.3 共直流母線的變頻調(diào)速　　　1.3.4 具有電動(dòng)機(jī)零速伺服功能的調(diào)速　　　1.3.5 定位停車　　　1.3.6 三角波調(diào)速　　　1.3.7 恒張力卷繞調(diào)速　　　1.3.8 尖峰起動(dòng)轉(zhuǎn)矩　　　1.3.9 高效率和低溫升　　1.4 PLC在紡織機(jī)械應(yīng)用中的主要控制功能　第2章 自動(dòng)控制系統(tǒng)　　2.1 自控系統(tǒng)的類型　　2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的功能　　2.3 自控系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)　　2.4 自控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　　　2.4.1 拉普拉斯變換　　　2.4.2 傳遞函數(shù)　　　2.4.3 結(jié)構(gòu)圖及其變換　　　2.4.4 頻率特性　　2.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析　　2.6 閉環(huán)系統(tǒng)的博德（Bode）圖　　2.7 系統(tǒng)的校正　　2.8 系統(tǒng)的過渡品質(zhì)　第3章 通用變頻器和變頻調(diào)速　　3.1 通用變頻器　　3.2 逆變器　　　3.2.1 單極性SPWM逆變器　　　3.2.2 雙極性SPWM逆變器　　　3.2.3 脈沖寬度調(diào)制逆變器　　3.3 通用變頻器的控制模式　　3.4 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻調(diào)速　　3.5 恒功率負(fù)載的變頻調(diào)速　　3.6 二次方律負(fù)載的變頻調(diào)速　　3.7 變頻調(diào)速的開環(huán)控制與閉環(huán)控制　　3.8 變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖　　3.9 變頻器的通信方式　　3.10 變頻調(diào)速的制動(dòng)和共直流母線工作方式　　3.11 變頻器的選型　　3.12 使用變頻器應(yīng)注意事項(xiàng)　　　3.12.1 變頻器容量選擇　　　3.12.2 電動(dòng)機(jī)最高工作頻率的選擇　　　3.12.3 變頻器加減速（或升降速）時(shí)間和方式的選擇　　　3.12.4 變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接線過長時(shí)的措施　　　3.12.5 多速電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速　　　3.12.6 其他注意事項(xiàng)　第4章 可編程序控制器（PLC）　第5章 人機(jī)界面　第6章 紡織用電動(dòng)機(jī)　第7章 傳感器——紡織參數(shù)的檢測　第8章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第2篇 應(yīng)用篇 　第9章 變頻器、PLC在棉紡機(jī)械中的應(yīng)用　第10章 變頻器、PLC在化纖機(jī)械中的應(yīng)用　第11章 變頻器、PLC在毛紡機(jī)械中的應(yīng)用　第12章 變頻器、PLC在織造機(jī)械中的應(yīng)用　第13章 變頻器、PLC在針織機(jī)械中的應(yīng)用　第14章 變頻器、PLC在不織造布機(jī)械中的應(yīng)用　第15章 變頻器、PLC在染整機(jī)械中的應(yīng)用　第16章 變頻器、PLC在服裝機(jī)械中的應(yīng)用　第17章 變頻器、PLC在風(fēng)機(jī)和供水系統(tǒng)中的應(yīng)用常用文學(xué)符號(hào)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：傳統(tǒng)的紡織機(jī)械電氣傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)基本上分為三大類：一是直流電動(dòng)機(jī)（含并勵(lì)、他勵(lì)和串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)）；二是交流異步電動(dòng)機(jī)（含籠型和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)以及電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)）；三是同步電動(dòng)機(jī)（含永磁和勵(lì)磁式同步電動(dòng)機(jī)）。采用各種控制方案對電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行不同的控制，以滿足各種紡織機(jī)械對運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不同要求。隨著紡織機(jī)械水平的發(fā)展和生產(chǎn)工藝對紡機(jī)設(shè)備要求的不斷提高，對紡機(jī)運(yùn)行速度的控制要求越來越高，越來越多樣化，傳統(tǒng)的電氣傳動(dòng)已不能滿足當(dāng)今紡織機(jī)械的需要，例如：（1）伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用  自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)打結(jié)循環(huán)要求準(zhǔn)確定位；精密絡(luò)筒機(jī)導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)要求快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)；噴氣和劍桿等無梭織機(jī)的電子送經(jīng)、電子卷取等需準(zhǔn)確控制經(jīng)紗的送出量、卷取量；平網(wǎng)印花機(jī)導(dǎo)帶前后傳動(dòng)輥要求保持嚴(yán)格的同步運(yùn)轉(zhuǎn)；園網(wǎng)印花機(jī)的園網(wǎng)為保證園網(wǎng)與導(dǎo)帶及網(wǎng)與網(wǎng)之間嚴(yán)格同步運(yùn)轉(zhuǎn)，近幾年都采用了伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，較好地解決了位置和速度的同步控制。近期新推出的細(xì)紗機(jī)采用多臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)前、中、后羅拉，鋼領(lǐng)板升降以及集體落紗，取代了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，降低了噪聲，有利于提高成紗質(zhì)量和紡紗工藝參數(shù)的改變。（2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用  電腦刺繡機(jī)繡框X、Y方向的移動(dòng)是采用兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，以保證刺繡圖案的精細(xì)；單軸流開棉機(jī)塵棒采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有利于塵棒位置或塵格角度的調(diào)節(jié)。此外簾子線直捻機(jī)、橫動(dòng)導(dǎo)絲機(jī)、分條整經(jīng)機(jī)織軸和整經(jīng)臺(tái)的橫移、前后移等均采用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

編輯推薦

《變頻器、PLC在紡織工業(yè)中的應(yīng)用》是由機(jī)械工業(yè)出版社出版的。

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