CN113265731B - 一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统，它包括吸棉电机，变频器，负压传感器，单锭检测装置，PLC控制系统，人机界面控制系统，环锭细纱机，吸棉电机设置在环锭细纱机上，负压传感器设置在环锭细纱机上，环锭细纱机上的单锭均设置有对应的单锭检测装置，单锭检测装置与PLC控制系统连接，负压传感器与PLC控制系统连接，PLC控制系统与人机界面控制系统连接，且人机界面控制系统通过设定参数控制PLC控制系统，PLC控制系统与变频器连接且PLC控制系统控制变频器，变频器连接且控制吸棉电机。本发明在提高细纱机智能化水平的同时，减少了不必要的耗电量，提高了企业的生产效率，降低了企业的成本。
Description
技术领域
本发明属于环锭细纱机技术领域，具体涉及一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统。
背景技术
细纱机的负压吸棉装置一般安装在环锭细纱机的车尾处的负压风管道末端，用于产生真空形成负压气流，并通过风管覆盖长度25-50米的纺纱区域，将正常产生过程中的意外断纱后产生的棉条，进行收集并集中处理的必须装置，同时还有调节机台温度、改善车间工作环境的作用。环锭细纱机台数量在纺纱厂中占比最多，并且每台细纱机均标配负压吸棉装置。目前，细纱机的负压吸棉装置的驱动电机以工频50Hz的频率工作，无论生产过程中有无断纱，均以恒定的转速运行，提供恒定的负压，当纺纱工艺和车间管理较好时，在无断纱或者断纱很少的情况下，所提供的负压远远大于所需要的负压，这样会造成负压吸棉装置消耗的能量，无法转化为经济效益，从而造成浪费。基于断纱数量调整负压吸棉装置的节能系统可以很好的解决这个问题，通过降低纺织厂的用电损耗，实现生产效益的提高。
发明内容
本发明的目的是根据断纱数量来控制负压吸棉装置的运转速度，从而达到节能降耗的目的。
本发明采用的技术方案：一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统，它包括吸棉电机，变频器，负压传感器，单锭检测装置，PLC控制系统，人机界面控制系统，环锭细纱机，吸棉电机设置在环锭细纱机上，负压传感器设置在环锭细纱机上，环锭细纱机上的单锭均设置有对应的单锭检测装置，单锭检测装置与PLC控制系统连接，负压传感器与PLC控制系统连接，PLC控制系统与人机界面控制系统连接，且人机界面控制系统通过设定参数控制PLC控制系统，PLC控制系统与变频器连接且PLC控制系统控制变频器，变频器连接且控制吸棉电机。
通过单锭检测装置，实现精确的统计当前的断纱数量；负压吸棉装置将纺纱中产生的断纱吸入到废棉风箱内，当纺纱工艺和车间管理较好时，没有出现断纱时，负压吸棉装置可以停止运行，但是在产生断纱后，控制器从接收到断纱信号，经过系统判断处理，启动负压吸棉装置并达到所需负压，需要较长的时间，在这段时间内断纱锭位产生的废纱会缠绕打结，废纱会粘覆在生产装置上，并影响其余正常的生产锭位，严重情况下甚至会造成细纱机零件的损坏，因此在没有出现断纱的情况下，负压吸棉装置不能完全停止运行，需以提供较低负压工况运转。当环锭细纱机纺纱状态不好，断纱数量很多时，负压吸棉装置可以需要提供较高的负压工控，从而能够将断纱很好的吸入到风管内。通过对细纱机所需负压进行大量、长时间的论证、试验后，并且通过建立相对应的数学模型，并将该模型编写成为PLC控制器内的算法控制语言，利用PLC控制器调整变频器的输出频率，负压吸棉装置的驱动电机以计算得出的转速进行运转，从而实现细纱机的负压PID调整。并且在调整过程中，利用安装在风管内部的负压传感器，实时反馈负压吸棉装置提供的负压状态，进行另外一个通道的负压PID调整。基于风机泵类的立方负载特性，当电机以小于额定频率运转时，电流以降低的赫兹数的平方数降低，从而实现消耗电能的节省。通过对当前的断头数量和负压风箱的负压的判断，使用数学模型程序计算出当前断纱数量对应的负压需求值，从而控制负压吸棉装置的转速。实现负压吸棉装置的智能控制、节能运行。
本发明的有益效果为：随着纺织行业自动化、智能化程度的不断加强，耗电量也相应的增加。本发明所描述的基于断纱数量控制吸棉风机的降耗系统，在提高细纱机智能化水平的同时，减少了不必要的耗电量，提高了企业的生产效率，降低了企业的成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统，它包括吸棉电机1，变频器2，负压传感器3，单锭检测装置4，PLC控制系统5，人机界面控制系统6，环锭细纱机7，吸棉电机1设置在环锭细纱机7上，负压传感器3设置在环锭细纱机7上，环锭细纱机7上的单锭均设置有对应的单锭检测装置4，单锭检测装置4与PLC控制系统5连接，通过单锭检测装置4对细纱机钢丝圈运动情况的采集，并将采集数据实时传递到PLC控制系统5中，PLC控制系统5不断对大量采集数据进行运算，解析出当前的断纱数量，大大降低了挡车工的巡台次数，减少了人工，便于实现自动化。负压传感器3与PLC控制系统5连接，负压传感器3检测出当前风箱内的负压值(Y1)，PLC控制系统5与人机界面控制系统6连接，且人机界面控制系统6通过设定参数控制PLC控制系统5，人机界面控制系统6可以很方便的设定吸棉电机变频器2的频率最小值，以及吸棉电机变频器2以50HZ运行时的断纱根数最小值。PLC控制系统5与变频器2连接且PLC控制系统5控制变频器2，变频器2连接且控制吸棉电机1。在人机界面控制系统6中设定好吸棉电机变频器2运行的最低频率(X1)，以及断纱数量大于多少根(X2)时，吸棉电机变频器2以50HZ运行，当细纱机没有断纱的情况下，变频器2以人机界面控制系统6设定的最低频率X1恒定运行，控制吸棉电机1以恒转速运行。当细纱机出现断纱，且断纱数量小于人机界面控制系统6设定的最小根数X2时，PLC控制系统5计算出当前断纱数量对应的变频器2的频率，再通过通讯方式控制变频器2的频率输出，且变频器2频率会根据断纱数量的变化而变化，从而控制吸棉电机1的转速按断纱数量的多少来运行。当细纱机出现的断头大于人机界面控制系统6设定的最小根数X2时，变频器2以50HZ运行，控制吸棉电机1以恒转速运行。同时，还要实时检测风箱内的负压值(Y1)，如果(Y1)值太低，导致纱线不能被吸进风箱内的话，需要调整变频器2的输出，从而形成一个闭环控制系统。PLC控制系统5根据当前断纱数量与风箱内的负压值，通过一定的算法，计算出吸棉电机变频器2的输出频率，从而控制吸棉电机1的转速，因此吸棉电机1就会根据断纱数量的不同以不同的转速运行，达到节能降耗的目的。
目前，智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统已应用在我公司的“恒天永安项目中”，对负压吸棉装置的用电量进行了测试，部分具体实验数据如下：
| 机台号 | 调整前耗电量 | 调整后耗电量 | 耗电量差 | 节约比例 |
| 118 | 4.9 kw/h | 2.4 kw/h | 2.5 kw/h | 51% |
| 118 | 4.8 kw/h | 2.5 kw/h | 2.3 kw/h | 48% |
| 118 | 4.8 kw/h | 2.3 kw/h | 2.5 kw/h | 52% |
| 118 | 4.9 kw/h | 2.5 kw/h | 2.4 kw/h | 49% |
| 118 | 4.8 kw/h | 2.6 kw/h | 2.2 kw/h | 46% |
| 平均值 | 4.84 kw/h | 2.46 kw/h | 2.38 kw/h | 49.2% |
通过上述实验数据，应用基于断纱数量和负压反馈的调控负压吸棉装置的节能系统能节约原用电量50%左右。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种智能调整细纱机的负压吸棉装置节能系统，它包括吸棉电机(1)，变频器(2)，负压传感器(3)，单锭检测装置(4)，PLC控制系统(5)，人机界面控制系统(6)，环锭细纱机(7)，其特征在于，吸棉电机(1)设置在环锭细纱机(7)上，负压传感器(3)设置在环锭细纱机(7)上，环锭细纱机(7)上的单锭均设置有对应的单锭检测装置(4)，单锭检测装置(4)与PLC控制系统(5)连接，负压传感器(3)与PLC控制系统(5)连接，PLC控制系统(5)与人机界面控制系统(6)连接，且人机界面控制系统(6)通过设定参数控制PLC控制系统(5)，PLC控制系统(5)与变频器(2)连接且PLC控制系统(5)控制变频器(2)，变频器(2)连接且控制吸棉电机(1)；
通过对环锭细纱机(7)所需负压进行大量、长时间的论证、试验后，建立相对应的数学模型，并将该模型编写成为PLC控制系统(5)内的算法控制语言，利用PLC控制系统(5)调整变频器(2)的输出频率，吸棉电机(1)以计算得出的转速进行运转，从而实现环锭细纱机(7)的负压PID调整，并且在调整过程中，利用安装在风管内部的负压传感器(3)，实时反馈所述负压吸棉装置提供的负压状态，进行另外一个通道的负压PID调整；
通过对当前环锭细纱机(7)的断头数量和负压风箱的负压的判断，使用数学模型程序计算出当前断纱数量对应的负压需求值，从而控制所述负压吸棉装置的转速，实现负压吸棉装置的智能控制、节能运行；
在人机界面控制系统(6)中设定好变频器(2)运行的最低频率(X1)，以及断纱数量大于多少根(X2)时，变频器(2)以50Hz运行，当细纱机没有断纱的情况下，变频器(2)以人机界面控制系统(6)设定的最低频率(X1)恒定运行，控制吸棉电机(1)以恒转速运行；当细纱机出现断纱，且断纱数量小于人机界面控制系统(6)设定的最小根数(X2)时，PLC控制系统(5)计算出当前断纱数量对应的变频器(2)的频率，再通过通讯方式控制变频器(2)的频率输出，且变频器(2)频率会根据断纱数量的变化而变化，从而控制吸棉电机(1)的转速按断纱数量的多少来运行；当细纱机出现的断头大于人机界面控制系统(6)设定的最小根数(X2)时，变频器(2)以50Hz运行，控制吸棉电机(1)以恒转速运行；同时，还要实时检测风箱内的负压值(Y1)，如果(Y1)值太低，导致纱线不能被吸进风箱内的话，需要调整变频器(2)的输出，从而形成一个闭环控制系统；PLC控制系统(5)根据当前断纱数量与风箱内的负压值，通过一定的算法，计算出变频器(2)的输出频率，从而控制吸棉电机(1)的转速，因此吸棉电机(1)就会根据断纱数量的不同以不同的转速运行，达到节能降耗的目的。
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