化纤行业牵伸机的同步控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及化纤行业的牵伸机。本实用新型专利技术的一种化纤行业牵伸机的同步控制系统，包括电源单元、通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元，所述电源单元为通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元供电，所述通讯单元通过ProfibusDP与PLC单元、多个变频器及人机界面操作单元连接以进行通讯；所述PLC单元是运算速度快、具有ProfibusDP通讯接口的紧凑型PLC，所述PLC单元接收原生产线连接信号以获取设备状态；所述变频器采用具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享功能的变频器，多个变频器之间通过直流母线共享方式运行；每个变频器对应设有一同步电机，同步电机之间通过直流母线共享方式运行。本实用新型专利技术应用于牵伸机的同步控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化纤行业的牵伸机，具体涉及化纤行业牵伸机的同步控制。
技术介绍
化纤生产是长流程连续化生产，一般要求一年内无故障连续运转SOOOh以上，即化纤设备运转的可靠性要求高于一般纺织机械设备。化纤设备中经常用到牵伸机，例如，涤纶短丝牵伸联合机是一种完成涤纶化学纤维牵伸卷曲成型的多单元传动的化纤联合机械，化纤丝束通过第一牵伸机、第二牵伸机、第三牵伸机、卷曲机最后成型，各单元机之间的运行速度保持一定的比率关系，从而完成化学纤维牵伸卷曲成，其中第三牵伸机、卷曲机传动电机处于电动工作状态，而第一牵伸机、第二牵伸机传动电机处于发电工作状态，也即控制第一牵伸机、第二牵伸机传动电机使其完成四象限运行。现有的牵伸机的多台电机一般是由PM工程型变频器驱动，该类型变频器的主要·特点是其整流单元采用逆变单元，而多逆变单元共用一套整流单元，由于目前该类型的设备不再满足化纤生产线的需求而逐渐被淘汰，故目前已经没有相应的备件更换，这样，生产线如果有设备出现问题，则很可能导致整个生产线的停止运转，进而存在随时停产的风险；另外，维护和检修也很不易。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种应用于化纤行业的牵伸机的同步控制系统，在原有的生产线保持使用的基础上，将现有的由PM工程型变频器驱动多台电机的牵伸机进行改造，进而降低随时停产的风险，使生产线上的维护、检修和更换变得容易。为了解决上述技术问题，本技术一种化纤行业牵伸机的同步控制系统，包括电源单元、通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元，所述电源单元为通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元供电，所述通讯单元通过Profibus DP与PLC单元、多个变频器及人机界面操作单元连接以进行通讯；所述PLC单元是运算速度快、具有Profibus DP通讯接口的紧凑型PLC，所述PLC单元接收原生产线连接信号以获取设备状态；所述变频器采用具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享功能的变频器，多个变频器之间通过直流母线共享方式运行；每个变频器对应设有一同步电机，同步电机之间通过直流母线共享方式运行。进一步的，为了能够接收原生产线连接信号以获取设备状态，所述PLC单元选用SIEMENS S7 313C-2DP紧凑型PLC，该PLC字操作指令执行时间0. 5us，浮点数加法操作指令执行时间15us,内置MPI和Profibus DP通讯接口。进一步的，为了保证接入系统的多个同步电机的速比同步，要求变频器具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享等功能，本技术采用型号是Danfoss FC300系列变频器。Danfoss FC300系列变频器作为目前市场上的高端产品，具有系统响应时间快、输出频率分辨率高、提供完善的直流母线共享解决方案、提供多种可选现场总线通讯接口等良好的特性。进一步的，为了设定系统工艺参数和实施监控系统运行状态，并且对系统进行安全管理，所述人机界面操作单元采用触摸屏，该触摸屏具有Profibus DP通讯接口，能够通过Profibus DP与通讯单元、PLC单元、多个变频器及人机界面操作单元进行通讯，本技术采用SIEMENS TP170B触摸屏，当然也可以使用同类功能的其他型号的触摸屏。进一步的，为了保证在系统停电、故障等原因使变频器主回路掉电的情况下，仍能对变频器各种状态进行监视以及对系统故障进行记录，所述电源单元采用稳压电源和外置UPS电源共同供电的方式，该外置UPS电源主要对变频器进行供电。本技术采用上述结构，具有以下优点I.要实现同步电机速比高精度同步，除了要求变频器响应快以外，还要求提供给变频器的给定频率的传输速度也要高速，本技术采用Profibus DP将通讯单元、PLC单元、多个变频器及人机界面操作单元连接起来以进行通讯，保证了 PLC单元的数据可靠、高 速、精确地传输至变频器；该种通过现场总线通信方式控制各个电机，实现两段速运行和速比同步；2.本技术在原有生产线上增加了上述结构的同步控制系统，本系统与原生产线的系统连接，所述PLC单元接收原生产线连接信号以获取设备状态，例如原系统的启动和急停信号等，进而通过对PLC单元进行编程而实现对变频器的控制，舍弃原有的由PM工程型变频器驱动多台电机的牵伸机的方式，进而降低随时停产的风险；3.本技术采用Danfoss FC300系列变频器，多个变频器之间允许并排安装，节省了安装空间；4.本技术的多个变频器之间通过直流母线共享方式运行，以及同步电机之间通过直流母线共享方式运行，这种采用直流母线共享的方式分配负载，实现能量共享，解决系统运行时产生的反生电动势，保证系统正常运行，同时在一定程度上节约了能源；5.本技术采用的都是现有先进的设备，使生产线上的维护、检修和更换变得容易。附图说明图I是本技术的系统架构图。图2是本技术的实施例中的9台电机速比同步控制示意图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。针对
技术介绍
中的不足，如图I所示，本技术的一种化纤行业牵伸机的同步控制系统，包括电源单元I、通讯单元2、PLC单元3、多个变频器4和人机界面操作单元5，所述电源单元I为通讯单元2、PLC单元3、多个变频器4和人机界面操作单元5供电，所述通讯单元2通过Profibus DP与PLC单元3、多个变频器4及人机界面操作单元5连接以进行通讯；所述PLC单元3是运算速度快、具有Profibus DP通讯接口的紧凑型PLC，所述PLC单元3接收原生产线连接信号以获取设备状态；所述变频器4采用具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享功能的变频器4，多个变频器4之间通过直流母线共享方式运行；每个变频器4对应设有一同步电机6，同步电机6之间通过直流母线共享方式运行。为了能够接收原生产线连接信号以获取设备状态，所述PLC单元3选用SIEMENSS7 313C-2DP紧凑型PLC，该PLC字操作指令执行时间0. 5us，浮点数加法操作指令执行时间15us，内置MPI和Profibus DP通讯接口。当然，所述PLC单元3也可以采用能满足需求的其他型号的紧凑型PLC。为了保证接入系统的多个同步电机6的速比同步，要求变频器4具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享等功能，本技术采用型号是DanfossFC300系列变频器。Danfoss FC300系列变频器作为目前市场上的高端产品，具有系统响应时间快、输出频率分辨率高、提供完善的直流母线共享解决方案、提供多种可选现场总线通讯接口等良好的特性。为了设定系统工艺参数和实施监控系统运行状态，并且对系统进行安全管理， 所述人机界面操作单元5采用触摸屏，该触摸屏具有Profibus DP通讯接口，能够通过Profibus DP与通讯单元2、PLC单元3、多个变频器4及人机界面操作单元5进行通讯,本技术采用SIEMENS TP170B触摸屏，当然也可以使用同类功能的其他型号的触摸屏。为了保证在系统停电、故障等原因使变频器4主回路掉电的情况下，仍能对变频器4各种状态进行监视以及对系统故障进行记录，所述电源单元I采用稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化纤行业牵伸机的同步控制系统，其特征在于：包括电源单元、通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元，所述电源单元为通讯单元、PLC单元、多个变频器和人机界面操作单元供电，所述通讯单元通过Profibus？DP与PLC单元、多个变频器及人机界面操作单元连接以进行通讯；所述PLC单元是运算速度快、具有Profibus？DP通讯接口的紧凑型PLC，所述PLC单元接收原生产线连接信号以获取设备状态；所述变频器采用具有快速响应、输出频率分辨率高、低频特性好、具备直流母线共享功能的变频器，多个变频器之间通过直流母线共享方式运行；每个变频器对应设有一同步电机，同步电机之间通过直流母线共享方式运行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡再嘉，唐正明，
申请(专利权)人：厦门新路嘉工业自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：