台达机电产品在长环蒸化机上的整体解决方案及应用设计

［摘要］：本文简述了长环蒸化机的工艺，结合台达机电产品的应用实例讲述其如何在长环蒸化机上应用，重点介绍了电气控制系统的组成及原理.
［关键词］：台达 长环蒸化机 染整
　　　
1 前言  
　　蒸化机是花布生产中三大设备之一，有着广阔的开发前景。世界染整制造设备厂商竞相研制，以求在机械和电气设计方面尽量提高机电一体化水平。目前我国制造的蒸化机主要还是在80年代从意大利和德国引进的样机基础上研制的，机电一体化水平比较低，结构复杂，安装劳动强度大，在使用过程中反映出来的问题也比较多。因此本文结合台达机电产品的应用实例讲述其如何在长环蒸化机上应用，值得业界同行借鉴。
2  制造工艺
　　蒸化机的作用是使色浆中的染料经蒸汽气蒸向纤维内部转移达到固色作用，它的效果直接影响到印花后的色泽和鲜艳度。 影响蒸化机效果的主要工艺参数是温度、湿度和蒸化时间，它们随着不同纤维、染料有一定的变化，蒸化工艺过程的织物成环是蒸化时间、质量、过程的安全可靠保证。 蒸化机一般采用可调的低张力喂布辊，最大限度内保证了成环的整齐，具有可靠的织物布环输送装置；分离辊独立传动，从而满足出布功能，减少维修工作量。
　　蒸化工艺的好环直接影响到印花色泽、鲜艳度、色牢度以及花形轮廓的清晰度。蒸化过程可分四个阶段：织物吸湿升值阶段、织物保温降湿阶段、织物升温降温阶段、固色阶段。
3  系统方案
3.1 整体解决方案介绍
1、采用台达B系列变频器驱动进布电机、主传动电机、出布电机和落布电机，采用台达F系列变频器驱动六台循环风机和二台排风风机以及一台吹环风机。
2、采用台达ES系列PLC作为控制中心，对蒸化时间、成环长度、风机转速等进行控制，充分利用其固有的与台达变频器能进行RS485通讯的功能，对进步电机、主传动电机、出布电机和落布电机进行速度协调控制。
3、采用台达DTB温控仪对蒸化箱内的加热温度进行PID控制，用4-20mA信号驱动气动调节伐以控制导热油流量，温度控制精度达到±1℃。
4、采用台达触摸屏对工艺参数、工艺流程进行监控。完成故障报警，显示故障信息，进行生产数据统计。
3.2 电气控制系统架构
整个电气控制系统构架如图1所示：
系统采用DOP-AS57CSTD作为人机界面主站监控设备，通过RS232协议连接PLC主机DVP60ES00R2 ，同时通过RS485协议连接台达温控仪DTB9696CR；而在二级网络中，PLC主机通过RS485协议连接VF系列变频器，进而在现场控制风机和传动电机；而温控仪则在现场对高温控制油阀和低温控制蒸汽阀进行直接控制。

图1  控制系统架构
3.3 台达机电产品配置清单：
产品配置清单如表1所示：
序号名称型号数量品牌
1触摸屏DOP-AS57CSTD1台达
2通迅线台达屏到台达PLC1
3可编程控制器DVP60ES00R21
4DVP8XN11R1
5DVP8XM11N1
6变频器VFD022B43B4
7VFD037F43A2
8VFD022F43A8
9温控仪DTB9696CR3
10DTB9696RR3
表1  台达机电产品配置清单
3.4 电气柜内元器件安装图及现场图片

图2  电气柜内安装连线图

图3  现场设备装置图
4 控制系统主要功能及其实现：
控制系统主要功能实现如下9点所示：
1、自动进布功能：蒸化箱内没有布匹，是空的，此时进行进布匹操作，后面出布不开，系统能根据织物充满信号来判断，一旦织物充满即刻停车，以防止出布没有开的情况下布匹卷入主链条中。避免操作工要时刻观察布匹的情况。
2、进布出布自调整功能：系统设置了织物充满加速、织物充满极限等信号，当系统检测到这些信号时出布和落布变频能自动调节速度以做到进布和出布长度一致。
3、车速调节方便，从导布速度至生产速度加速过程短，生产平稳。蒸化时间调节范围：6-30分钟。
4、成环长度可以调节，实际环长可以修正。
5、自保护功能及紧急出布操作：自保护就是在出现故障时能自动停机，防止事故扩大，紧急出布操作是指在故障暂时无法排除的情况下能够进行出布操作，待箱内布匹全部走出去以后再来处理故障，以避免不必要的损失。
6、蒸化温度PID调整，控制精度达到±1℃
7、风机速度可按工艺要求随意调节。
8、各种工艺参数可备份保存，方便下次调用。
9、故障信息可以查询，有故障处理措施供操作工参考。
5 人机主要界面：作者介绍

图4 人机主要界面
6 结语
　　长环蒸化机采用台达机电产品整体解决方案，充分利用了台达机电产品品种齐全，功能强大的特点，同时由于进行了优化组合，以最少的代价完成了最优的控制。既为用户节约了生产成本又取得了满意的生产效果。
【参考文献】
[1] 台达DVP-PLC应用技术手册，台达内部资料  2007
[2] 台达DOP-A/AE人机界面应用技术手册，台达内部资料  2007
[3] 台达VFD-B、VFD-M系列变频器使用手册，台达内部资料  2007
[4] 变频器在工业中的选择与应用 刘继党等 科技信息    2009年第23期