6ES7214-1BD23-0XB8现货包邮

6es7214-1bd23-0xb8现货包邮

　1 前言

　　　短纤维产品如涤纶中空纤维、三叶纤维、七孔中空纤维、十孔中空纤维本、以及各类阻燃纤维、抗菌纤维、加硅纤维（pp棉）等，它具有手感好、弹性、蓬松度高的特点，产品适用于生产喷胶棉、无纺布、针刺布、服装、玩具、枕芯填充料、踏花被、人造毛皮等等。由于该产品国内国际市场，很多企业都在对老线进行技术改造或是引进新的生产设备。本文就是针对该系列设备推出的成熟的变频技术方案。

　　短纤维设备包括前纺处理和后纺处理两大设备。其中后纺设备和工序包括：集束----牵伸浸油----卷曲-----热定型----切断----打包-----检验----成品----出厂。其中为重要的是从牵伸到卷曲的工艺过程，该流程中共有4个传动机构（一道牵伸、二道牵伸、三道牵伸、卷曲），在传统的工艺中采用一台大电机通过机械齿轮来单轴控制4个传动。由于单轴传动的弱点逐渐凸显出现，如齿轮箱损坏率高、牵伸比调节困难、单轴容易断裂等。因此在目前进口的化纤后纺设备中基本上都采用独立变频传动的方式来实现。

　　在采用独立变频传动的同时，有二个重要的问题必须要加以解决：（1）发电及能量反馈的问题；（2）同步牵伸的问题。二者都是由于化纤后纺工艺的需要，后纺的一个重要任务就是要使纤维丝通过牵伸速度的不同来达到工艺要求，这就导致了一道和二道牵伸经常处于发电状态；同时必须保证4个独立传动在加减速和恒速中同比例升速，这就引出了同步牵伸的问题。

　　2 多电机传动系统的建构

　　在化纤后纺的4个独立传动辊中，为保持一定的牵伸比，通常一道牵伸和二道牵伸处于发电状态，三道牵伸和卷曲则处于电动状态。

　　2.1 电动和发电

　　通常从变频器调速系统的二种运行状态，即电动和发电。在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速w1小于转子转速w时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩te，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能p经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压ud升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。

图一 变频器调速系统的二种运行状态

　　如何处理再生电能呢？简单的办法就是能耗制动，它采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动，但是由于一道和二道牵伸传动始终处于发电状态，其发电功率是相当可观的，在实际操作中，需要有庞大的制动电阻群。因此如何将该电能利用起来，是一个急需解决的问题。

　　2.2 　多电机传动控制的建构

　　对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而目前大部分的通用变频器还不能通过单独的一台变频器来实现再生能量。为解决这个问题，本文介绍了一种共用直流母线方式的再生能量回馈系统，通过这种方式，它可以将制动产生的再生能量进行充分利用，从而起到既节约电能又处理再生电能的功效。

　　多传动控制回路包括直流输入回路、直流母线供电回路、若干个逆变器（或是具有输入缺相保护的通用变频器），其中电机需要的能量是以直流方式通过pwm逆变器输出。在多传动方式下，制动时感生能量就反馈到直流回路。通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电机上，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。

　　图二接线是典型的共用直流母线的制动方式，根据化纤后纺设备的特点，一道牵伸m1和二道牵伸m2在正常工作时处于发电状态，三道牵伸m3和卷曲m4则处于电动状态。由于m1和m2发电是由于3道牵伸的电动所引起的，该2台电机所产生的回馈能量足以消耗到处于电动状态下的m3和m4中，而不会引起直流回路母线电压的升高，这样就完全解决了再生能量的制动问题，从而使系统始终处于比较稳定的状态。

　　图二 共用直流母线的多电机传动方式

2.3 直流输入回路

　　直流输入回路负责提供多电机传动系统的直流电源，其主要部件为整流器。但是我们知道，当ac/dc电源启动时，将产生一个高达系统标称电流50倍的启动电流对输入电容（本文主要是指vf1-vf4变频器的电解电容）充电。该启动电流会导致主电源上电压降的产生，从而影响连接到同一个电源网络上的其它设备的正常工作，甚至熔断输入线路熔丝。通常情况下离线电源的前端由一个桥式整流器和一个大容量滤波电容组成，启动时对大容量滤波电容的充电会在输入端产生一个称之为启动电流的浪涌电流。如果不限制这一启动电流，那么输入熔丝就可能熔断或者可能触发电路保护断路器。因此直流输入回路的核心问题是控制启动电流。解决该问题的一种方案是将阻抗与一个硅通路元件或者机电继电器并联，再与整流器串连，这样就可以大大降低冲击电流，以保证直流输入回路的可靠性。

　　2.4 多电机传动的特点

　　化纤后纺设备采用共用直流母线的多电机传动控制方式，具有以下显著的特点：

　　a. 共用直流母线和共用制动单元，可以大大减少整流器和制动单元的重复配置，结构简单合理，经济可靠。

　　b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大；

　　c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性；

　　d. 提高系统功率因数，降低电网谐波电流，提高系统用电效率。

　　3 多电机传动牵伸同步的控制

　　 在化纤后纺设备的四道传动（三道牵伸加卷曲）中，其牵伸比的确定必须以四个传动电机的速度同步为基准。通常情况下，有一个主给定信号，同步控制的目标就是将这个信号按照牵伸比的要求均匀分配到m1、m2、m3、m4四个变频器中去，保证四传动无论在加速、恒速或者减速过程中都能保持同步的比例性。

　　以下主要讨论目前较为常用的三种同步控制方案。

　　图三 化纤后纺传动的同步控制方案

　　3.1 模拟量同步控制

　　当一台整机或一条生产线中各个传动单元分别由独立的变频器驱动时，为了保证整机在一个主令转速的设置下，各单元同步协调工作（这里为固定的牵伸比），需要配置同步控制器。该同步控制器可对各单元传动速度分别整定，以实现各单元以一定的比例速度同步工作，总的主令设定电压（由电位器决定）通过给定积分器输出，可实现软起动和软停车。

　　该同步控制器能输出多路模拟量信号给变频器（这里为vf1-vf4）。模拟量输入设定方法是一种控制精度较高的方法，一般情况下可达电压“11bit+符号”或电流“10bit”级别的分辨率。

　　3.2 脉冲信号同步控制

　　在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。我们将个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。

　　通常情况下，大输入脉冲频率可以在0.1khz到50khz之间选择。vf1变频器在主令电位器的控制下输出同步脉冲数给vf2，vf2接受脉冲数进行运转并同时输出同步脉冲数给vf3，直到vf4。由于脉冲信号的数字处理技术和抗干扰能力强，因此在同步控制中也被广泛使用。

　　3.3 通讯总线同步控制

　　通过网络设定频率是一种高精度的频率设定，其具有通讯速率高，稳定可靠，接线简单等优点，而且在模拟量控制时，输出端经过一个数模转换器，经过导线，进入输入端（变频器）又需要经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差，而通讯传递直接是数字量不需要转换，没有误差，在传输过程中不会造成损耗，而且响应速度率也会很高。

　　通常情况下，同步控制可采用rs485总线的异步通讯控制方式，如图（3）所示。选用变频器标准内置的rs485可以方便实现与上位机的通讯，同时也可挂现场总线或局域网，通过网络进行信息交换，主要有profibus、modbus、ff等对应不同的网络及总线形式，但必须配用专用接口卡。

  enercon开发和生产无齿轮风力发电涡轮机，这些涡轮机在市场上树立了功率、可靠性和使用寿命的。enercon的研发工作决定了创新水平。公司的口号揭示了其主要动机：为世界供能。enercon选择一个带光纤canopen接口的模块化plc来控制和监视航空灯标系统。该公司的风力涡轮机配有自行开发的**的微电子控制技术。主处理单元是控制系统的核心元件，它连续接触外围控制元件，例如偏航控制和有源桨距控制系统。它的功能是调节单个系统参数，确保风力涡轮机在所有气候条件下均以优发电量工作。

防止停机时间
      将电能从风力涡轮机正确馈送到电网要求监视电网连接。在涡轮逆变器和系统变压器之间的低压侧测量如电压、电流和频率之类的电网参数。所有测量值都被连续发送至系统控制，使涡轮机立即对电网电压或频率的变化做出反应。一旦超出系统保护定义的限定值，将安全关闭风力涡轮机，并通知服务人员。当电压和频率降到允许的容差范围内时，则自动启动风力涡轮机，从而防止停机时间过长。

优化产量
       enercon控制系统确保在所有气候条件下涡轮机以优发电量工作。因此，发动机舱配有自适应偏航控制，连续评估来自风传感器的测量数据。提供了一个变速控制，对每个风力都提供佳的风力涡轮机效率。它避免了任何不适当的输出峰值或高运行负载。有源桨距控制系统允许在转子叶片上设置理想的气流角，确保整个风力涡轮机的产出高，并降低负载。在电网供电故障时，enercon制动系统通过三个独立操作的带备用电源的桨距机构确保涡轮机的大可靠性。通过振动和加速度传感器来监视塔和发电机，以检查塔的偏转。温度和气隙传感器测量其它控制参数。

风力涡轮机的航空灯标

       根据当局要求，有两种类型的航空灯标 - 障碍物灯标和危险灯标。enercon为其涡轮机提供了两种系统。障碍物警告灯固定为红色全方位灯，中等光强度，在水平光束中至少10 cd (-2° - +8°)。若后导灯和立式转子叶片顶端之间的距离不超过15米，则要求使用障碍物警告灯。危险灯标为红色频闪灯或全方位频闪灯。风力涡轮机的总高度大于100米，由于其未标记部分超出15米，因此通常要求使用危险灯标系统。障碍物和危险灯标系统在发动机舱顶部各有两个同步运行的指示灯。这可以避免灯标被竖起的转子叶片挡住。控制、监视和可能的备用电源安装在一个中央控制柜中。这减少亮度传感器、灯标指示灯和能见度计(必要时)所需要的外部设备。为了使这些部件的布线尽可能短，灯标系统的控制柜封装在发动机舱内。带备用电源的灯标的控制柜位于一个带空调的控制柜中。plc接口控制和监视电网电源及备用电源。它还负责管理蓄电池。此外，它控制和监视空调装置，即加热器和风扇。不仅如此，plc还控制灯标指示灯，记录它们的工作小时，控制并监视它们的亮度。除灯标管理系统外，plc还控制风电场同步，与亮度传感器和能见度计通讯。轮毂高度处的可见度是一个用于控制白天照明的参数。这是一个强度为20000 cd的周期性白色频闪灯。为了减少对风电场附近区域的干扰，当风电场中测量的能见度为超出5千米时，白天照明的强度必须减少至额定光强度的30%，当超出10千米时，必须减少至额定光强度的10%。风电场中带能见度计的风力涡轮机和不带能见度计的涡轮机之间的距离不得超出1500米。必须对整个风电场使用所有能见度计中差的数值。若其中一个能见度计或管理系统发生故障，则灯标必须切换到输出。每隔10分钟便计算一次所有能见度测量值，得到一个平均值。plc为此提供详细的警告和故障指示。中央灯标管理系统必须根据《2004年9月2号的飞机障碍物照明的一般法规》执行一些基本任务：必须在风电场中同步闪光序列，必要时，管理能见度和环境亮度测量，确保控制灯标，并记录基于参数的控制。

       带光纤canopen接口的plc确保无干扰数据传送 - 即使是在易于受到过度电磁干扰的环境中。作为串行编程接口的另一种选择，控制器还可通过canopen编程，从而可以在分散式系统中使用。因此，可在中央位置和远程位置来对整个组织进行操作和编程。其它功能包括一个集成的实时时钟和一个用于多媒体存储卡(mmc)的插槽。mmc允许更新操作系统、应用程序甚至配方数据。plc在发货时配有8个数字输入和6个具有短路保护的输出。4个输入被设计成中断输入，从而能够以简单、直接的方式响应事件，而与周期无关。可使用多15个i/o模块在本地扩展模块化plc。提供各种数字、模拟或通讯模块。使用预组装的电缆连接所有i/o信号，从而节省宝贵的时间。通过这些控制器，用户可以创建一个多包含494个数字信号，安装深度为510 mm的扩展。