摘 要： 在簡要介紹假捻彈力絲機（加彈機）加工原絲成具有低彈和中彈性能的彈力絲的加工設備原理的基礎上，系統(tǒng)研討臺達變頻器加彈機運動控制應用技術。

1 引言

加彈機的全稱叫假捻彈力絲機，是一種將POY絲等原絲加工成具有低彈和中彈性能的彈力絲的加工設備。在紡織機械的多功能彈力絲機上，拉伸變形是重要的加工環(huán)節(jié)之一。對絲條材料進行加熱和恒溫控制會直接影響絲條拉伸變形的質量。絲條溫度的恒定性和絲條之間的一致性，對絲條變形的強度，緊縮伸長率，卷曲和染色不勻等質量指標都有極大的影響。

2 加彈機簡介

加彈機的結構（圖1）一般設置成對稱的A側（左側）和B側（右側），在每一側分別安裝有上熱箱和下熱箱，每一只熱箱上安裝有加熱器和溫度傳感器，它們構成了加彈機的加熱和測量部分。加彈機的傳動系統(tǒng)一般采用多個變頻器分別控制各個傳動部件的速度，通過安裝于傳動部件上的測速傳感器（編碼器或者接近開關），實時測控各個變頻器的速度，以滿足拉伸和假捻的工藝要求，因此變頻器的閉環(huán)恒速控制至關重要。

本文介紹的加彈機案例由9臺或者11臺變頻器組成(2.2kw八臺，1.5kw兩臺，7.5kw/15kw一臺，分別控制左一羅拉，右一羅拉，左二羅拉，右二羅拉，左三羅拉，右三羅拉，左黑輥，右黑輥，左橫動機構，右橫動機構，龍帶)，其中2臺變頻器需要具備擾動功能（一種紡織傳動專用功能，也可以稱為三角波功能。），主要用于控制橫動機構；其余7臺由于對速度的穩(wěn)定性和精確性要求比較高，需要具備速度回饋功能，工程上為了節(jié)約成本，一般脈沖信號由外部接近開關來提供。

圖1 加彈機結構簡圖

3 電氣控制系統(tǒng)

圖2 加彈機電控系統(tǒng)簡圖

加彈機電控系統(tǒng)（圖2）由人機交互操作觸摸屏設置參數和監(jiān)控運行狀態(tài)。溫度控制器用于將熱箱的溫度穩(wěn)定在工藝設定的溫度值。測速反饋單元用于檢測各傳動部件的轉速反饋信號，使變頻器控制電機的速度恒定在客戶設定的傳動工藝值。

4運動控制系統(tǒng)

4.1衡定速度控制

為了使假捻的絲線長度及捻度能有效控制并統(tǒng)計，系統(tǒng)中的每臺變頻都需要死循環(huán)來穩(wěn)速，也就是說每臺變頻都必須帶有脈沖回饋功能。

4.2速度擺頻控制

擺頻功能適用于紡織、化纖及需要卷線、橫向運動等場合。為防止纖維絲在纖維卷表面的同一點堆聚，必須改變橫向的運動方式。擺頻功能的應用非常普遍，其主要目的在于避免卷繞時繞紗重疊，并可減少靜電。擺頻功能的原理是將一個三角頻率疊加到中心頻率上。為補償系統(tǒng)慣性，通常還需要加上一個快速階躍頻率。

5臺達變頻器應用設計

臺達M系列---高功能低噪音迷你型變頻器,具有體積小、低速力矩大、V/F及Sensorless向量控制；1.0Hz，150%以上額定轉矩輸出；內置PID功能；計數器功能；多段速及自動程序運轉；簡易定位；累計電機運行時間；自動偵測(Autotunning)電機參數；擺頻功能；散熱風扇運行模式設定；主，輔頻率控制；睡眠功能；節(jié)能運轉；RS485通訊接口，支持Modbus協(xié)議等特點。由于性能完善和使用方便廣泛應用于產業(yè)機械、工業(yè)自動化控制以及小型恒壓供水系統(tǒng)等廣泛的應用領域。

5.1速度閉環(huán)設計

加彈機變頻器速度閉環(huán)接口接入外部最高頻率到30kHz脈沖信號。參數設計如表1所示。

表1 臺達M系列變頻器速度閉環(huán)參數

由于M系列本身不提供驅動PG（速度反饋單元）的直流電源，需要外置電源來供給PG使用。目前來說，接入到M系列的信號為單脈沖信號，分別接到MI5和GND端子上。

5.2擺頻控制設計

擺頻運行過程（圖3）描述：先依加速時間加速到擺頻預置頻率P168，并等待一段時間P169，再依加速時間至中心頻率，然后依照設定的擺頻振幅P170、跳躍頻率P171、跳躍時間P172、擺頻周期P173、擺頻比率P174循環(huán)運行，直到停止命令下達后依減速時間減速停止。

圖3 擺頻控制設計

表2 臺達M系列變頻器擺頻控制參數

擺頻最高運轉頻率=中心頻率＋中心頻率 * P170，擺頻最低運轉頻率=中心頻率－中心頻率 * P170，擺頻運轉頻率受上、下限頻率限制，超過或低于上下限限頻率，則會依上下限重新計算擺頻運轉頻率；

跳躍頻率=中心頻率 * P170 *