专利名称：涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法
技术领域：
本发明涉及一种涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法，能广泛用于造纸，印刷等，属于涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法技术领域。
背景技术：
涤纶短纤后处理联合机生产线是涤纶化纤生产的后道工序，主要目的是将由前道生产出来的化纤丝束进行牵伸，使其具备一定的韧性与强度，整个牵伸过程如图1所示，由可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP现场总线网络联接带九个主传动电机M1-M9的九个逆变器V1-V9来完成，九个主传动电机M1-M9的功率根据生产能力不同而不同。如3万吨生产线，9个主传动电机装置功率分别为18.5KW1个，90KW 1个，110KW 2个，315KW 3个，400KW 1个及500KW 1个；4万吨，5万吨，6万吨生产线，主传动电机装置功率更大，九个主传动电机根据工艺要求设定以一定的牵伸比运转，也就是每相邻两个主传动电机的运行线速度存在一定的差别(不同的牵伸比)，使丝束得以拉伸，因此，九个主传动电机的同步运转是保证丝束牵伸质量的关键。如果同步不好，如一个电机已启动达到一定速度，而相邻电机还未启动，或一个电机已经停止，而相邻电机还在以一定速度运行，都会造成牵伸不符合要求，甚至造成断丝或绕丝，所以怎样使九个主传动电机能精确地同步运行，是整个后处理联合机生产线电气控制系统中的关键技术。
对于同步控制，传统上有两种方法1.一种方法是使用同步卡，如图1所示，可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP现场网络总线2与一一对应连接9个主传动电机3(M1-M9)的九个逆变器4(V1-V9)联接，每一个主传动电机3和逆变器4组成一个传动装置，在每个传动装置上安装一个同步控制卡5，同步卡完成九个主传动的同步起动和同步停止，即使每个传动电机同时启动，同时达到设定速度，同时开始停止，同时降到零速，并且整个启动，正常运行，停止过程中均保持相邻电机之间设定的速度比，保证丝束的牵伸比。这种方法同步性能良好，丝束的牵伸质量高，而且不会造成断丝或绕丝，但缺点是成本相当高，同步卡本身的价格是比较昂贵的，造成电气控制系统的成本相应增高。
2.另一种方法是不用同步卡，如图2所示，可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP现场网络总线2分别与一一对应连接9个主传动电机3(M1-M9)的九个逆变器4(V1-V9)连接，每一个主传动电机3和逆变器4组成一个传动装置，可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP现场网络总线2控制每一个传动装置启动和停止，各传动电机的转速，根据工艺设定的牵伸比计算出来后，由可编程控制器1(PLC)通过网络给定，但整个升速和降速过程由各个传动装置的系统内部的上升、下降时间来设定，即人工设定每个装置的频率上升、下降时间。如设定5秒上升时间，表示驱动装置从0Hz上升到额定频率(如50Hz)需要5秒钟时间；如设定10秒下降时间，表示传动装置从额定频率(如50Hz)下降到0Hz需要10秒钟时间，如图2所示，这种方式去掉了同步卡，节约了成本，但缺点是非常明显的，为了保证九个传动装置的大致同步，调试人员必须在现场花大量的时间来设定九个传动装置的上升、下降时间，而且，一旦产品货型改变，牵伸比改变，这些设定的时间就必须要重新调整，由于电机负载的不稳定，即使上升、下降时间凑到一定的水平，也无法保证传动电机的同步性能，尤其在生产线启动和停止阶段，很难保证牵伸比，最多是尽量做到不断丝。
发明内容
本发明的目的是发明一种保证生产线升降速过程中丝束的设定牵伸比，同时又降低电气设备成本的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备，由可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP现场总线网络与一一对应连接9个主传动电机M1-M9的逆变器V1-V9联接，每一个主传动电机3和逆变器4组成一个传动装置，其特征在于，可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP现场网络总线与其中最大功率的逆变器连接，由其中最大功率的逆变器与其他逆变器串连连接。
所述的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法，其特征在于，可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP现场总线网络给定其中最大功率传动装置的运行频率，其他传动装置通过级联方式获得运行频率，其方法为第一步.根据设定牵伸比计算出逆变器V1-V9的相邻转速比；第二步.通过可编程控制器PLC给定逆变器V1-V9转速比；第三步.生产线启动，根据生产线速度计算出最大功率传动装置的速度；第四步.可编程控制器PLC通过PROFIBUS-DP总线网络将速度给最大功率的传动装置；并通过总线网络读取最大功率传动装置的速度；第五步.通过总线网络将最大功率传动装置的速度给相邻传动装置，相邻传动装置的速度为最大功率的传动装置的速度乘以相邻传动装置和最大功率的传动装置之间的转速比，得到相邻传动装置的速度；第六步.可编程控制器PLC通过总线网络再读取相邻传动装置的速度，并将这个速度传给下一个相邻传动装置，下一个相邻传动装置的速度为相邻传动装置的速度乘以下一个相邻传动装置和相邻传动装置之间的转速比，得到下一个相邻传动装置的速度，以此类推。
本发明采用了一种基于现场总线网络PROFIBUS-DP的同步控制方法，通过可编程控制器(PLC)对所有装置发出启动命令，最大功率的传动装置开始以设定速度运行，其它装置依次得到前一级的装置运行速度后也开始运行，最大功率的传动装置上升到设定速度后，其它装置也达到了给定速度，当可编程控制器(PLC)发出停止命令后，最大功率的传动装置开始降速，其它装置也同时开始降速，当最大功率的传动装置降到零速后，其它装置也降到零速，九个装置同时抱闸，保证停车后丝束的张力，生产线整个升速，运行，降速过程中，传动装置之间的速比都得到了保证，丝束的牵伸比也得到了精确保证，生产出来丝束的质量也得到了保证，而且不会造成断丝与绕丝，提高了生产效率。
本发明的优点是既降低了成本，又保证了传动装置的同步运行，提高了丝束的牵伸质量。
图1为同步控制方法1的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备结构示意图；图2为同步控制方法2的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备结构示意图；图3为本发明同步控制方法的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备结构示意图；图4为本发明同步控制方法的程序流程图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例如图3所示，为本发明涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法结构示意图，所述的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备，由可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP现场总线网络2与一一对应连接9个主传动电机3(M1-M9)的逆变器4(V1-V9)联接，每一个主传动电机3和逆变器4组成一个传动装置，可编程控制器1PLC通过PROFIBUS-DP现场网络总线6与其中最大功率的逆变器4连接，由其中最大功率的逆变器4与其他逆变器串连连接。
如图4所示，为本发明同步控制方法的程序流程图，可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP现场网络总线6给定其中最大功率传动装置的运行频率，其他传动装置通过级联方式获得运行频率，可编程控制器1(PLC)与主传动装置之间仍由PROFIBUS-DP网络总线2连接，可编程控制器1(PLC)通过网络通讯对传动装置进行启停控制。但在各传动装置的速度给定方面，可编程控制器1(PLC)根据设定的工艺要求，只给定最大功率的传动装置V4运行速度，其它装置，可编程控制器1(PLC)只根据牵伸比设定给定它们的转速比，而这些装置的运行速度是装置之间通过PROFIBUS-DP总线网络2给定，如V3的给定速度是V4实际运行速度乘以V3、V4之间的转速比，而V5的给定速度是V4实际运行速度乘以V4、V5之间的转速比，以此类推。
传动装置之间的速度传递，需要通过可编程控制器1(PLC)来完成，可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP网络总线2给定逆变器V4设定的运行速度，并通过PROFIBUS-DP网络总线2读取逆变器V4的实际运行速度，通过网络给到逆变器V3和逆变器V5作为它们的设定速度的基值，逆变器V3、逆变器V5装置的内部操作系统将这个基值乘以逆变器V3、逆变器V4之间的转速比，及逆变器V4、逆变器V5之间的转速比，分别得到逆变器V3、逆变器V5自己的给定速度。可编程控制器1(PLC)通过PROFIBUS-DP网络总线2再读取逆变器V3、逆变器V5的实际运行速度，传送给逆变器V2、逆变器V6，以此类推。因为构建的是一个速率达12兆的现场网络，因此PLC与传动装置之间的这种数据通讯，速度是非常快的，一般在几十毫秒之内，因此完全能满足装置之间的同步运行要求。
工作时，先根据设定牵伸比计算出逆变器4(V1-V9)的相邻转速比；通过可编程控制器1(PLC)给定逆变器4(V1-V9)转速比；当生产线启动时，根据生产线速度计算出最大功率传动装置即逆变器V4的速度；可编程控制器1(PLC)对所有装置发出启动命令，并将速度传给逆变器V4，逆变器V4开始以设定速度运行，其它装置依次得到前一级的装置运行速度后也开始运行。当逆变器V4上升到设定速度后，其它装置也达到了给定速度，当可编程控制器1(PLC)发出停止命令后，逆变器V4开始降速，其它装置也同时开始降速，当V4降到零速后，其它装置也降到零速，九个装置同时抱闸，保证停车后丝束的张力。生产线整个升速、运行、降速过程中，传动装置之间的转速比都得到了保证，丝束的牵伸比也得到了精确保证，生产出的丝束质量也得到了保证，而且不会造成断丝与绕丝，提高了生产效率。
权利要求
1.一种涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备，由可编程控制器(1)PLC通过PROFIBUS-DP现场总线网络(2)与一一对应连接9个主传动电机(3)M1-M9的逆变器(4)V1-V9联接，每一个主传动电机(3)和逆变器(4)组成一个传动装置，其特征在于，可编程控制器(1)PLC通过PROFIBUS-DP现场网络总线(6)与其中最大功率的逆变器(4)连接，由其中最大功率的逆变器(4)与其他逆变器串连连接。
2.根据权利要求1所述的涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法，其特征在于，可编程控制器(1)PLC通过PROFIBUS-DP现场总线网络(6)给定其中最大功率传动装置的运行频率，其他传动装置通过级联方式获得运行频率，其方法为第一步.根据设定牵伸比计算出逆变器(4)V1-V9的相邻转速比；第二步.通过可编程控制器(1)PLC给定逆变器(4)V1-V9转速比；第三步.生产线启动，根据生产线速度计算出最大功率传动装置的速度；第四步.可编程控制器(1)PLC通过PROFIBUS-DP网络总线(2)将速度给最大功率的传动装置；并通过网络总线(2)读取最大功率传动装置的速度；第五步.通过网络总线(2)将最大功率传动装置的速度给相邻传动装置，相邻传动装置的速度为最大功率的传动装置的速度乘以相邻传动装置和最大功率的传动装置之间的转速比，得到相邻传动装置的速度；第六步.可编程控制器(1)PLC通过总线网络(2)再读取相邻传动装置的速度，并将这个速度传给下一个相邻传动装置，下一个相邻传动装置的速度为相邻传动装置的速度乘以下一个相邻传动装置和相邻传动装置之间的转速比，得到下一个相邻传动装置的速度，以此类推。
全文摘要
本发明涉及一种涤纶短纤后处理联合机生产线主传动设备的同步控制方法，其特征在于，其方法为可编程控制器PLC通过PROFIBUS－DP总线网络将速度给最大功率的传动装置；并通过总线网络读取最大功率传动装置的速度；通过总线网络将最大功率传动装置的速度给相邻传动装置，相邻传动装置的速度为最大功率的传动装置的速度乘以相邻传动装置和最大功率的传动装置之间的转速比，得到相邻传动装置的速度；可编程控制器PLC通过总线网络再读取相邻传动装置的速度，并将这个速度传给下一个相邻传动装置，以此类推。本发明的优点是既降低了成本，又保证了传动装置的同步运行，提高了丝束的牵伸质量。
文档编号G05B19/05GK1925306SQ200510029310
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者黄岑, 乐嘉荣, 陈元平 申请人:上海大华总线电气技术有限公司