摘 要 ：本文主要介紹了紡粘法不織造布的生產(chǎn)線中設(shè)備組成流程，各臺設(shè)備的傳動電動機和變頻器控制方式選擇，以及生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理等。 1、引言 不織造布與一般的機織布或者針織布不一樣，不織造布是一種經(jīng)加固的定向排列或雜亂排列的纖維網(wǎng)。不織造布的工業(yè)生產(chǎn)的方法有很多種，例如紡粘法、干法、熔噴法等。不同的生產(chǎn)方法主要是對纖維的鋪網(wǎng)和纖維的加固方法不同，從而生產(chǎn)的不織造布品種也就各異。本文所介紹的紡粘法不織造布生產(chǎn)線采用聚合物切片為原料。經(jīng)熔融紡絲、拉伸成網(wǎng)和粘合而制成不織造布，紡粘法不織造布生產(chǎn)的設(shè)備流程為： 聚合物切片→螺桿擠壓機→熔體過濾→計量泵→噴絲板→側(cè)吹風(fēng)→擺絲裝置→氣流牽伸→成網(wǎng)機→壓布輥→熱軋機→切邊卷繞機。 生產(chǎn)線的主要技術(shù)特征為： 非織造布幅寬為2500mm; 紡絲部位為24位; 熱軋機速度為6～60m/min; 成網(wǎng)輸送速度為10～125m/min。 2、生產(chǎn)線組成及電氣傳動 紡粘法不織造布生產(chǎn)線由以下10種機臺組成。 （1）螺桿擠壓機 主要作用是輸送、熔融和混煉高分子聚合物，并使熔體在一定的溫度、壓力下連續(xù)擠出。螺桿擠壓機的規(guī)格主要用螺桿直徑標稱，不同直徑螺桿對高聚物的熔融能力不同。其驅(qū)動功率也不一樣，本機螺桿直徑為Φ150mm,選用110kW交流異步電動機傳動。變頻高速。 （2）紡絲泵 紡絲泵又稱計量泵，主要是對熔體增壓并定量的由噴絲板噴咀噴出。本機共24臺紡絲泵，每臺紡絲泵均由一臺永磁同步電動機和變頻器（1～1.5kW）傳動，采用變頻調(diào)速。選用泵類專用變頻器或v/f控制通用變頻器均可。 （3）側(cè)吹風(fēng) 主要是對噴絲板噴出的絲束進行冷卻。 側(cè)吹風(fēng)風(fēng)機由交流異步電動機（12kW）傳動，變頻調(diào)速，選用風(fēng)機專用變頻器或v/f控制通用變頻器均可。 （4）擺絲裝置 主要是使絲束經(jīng)分絲后由一對擺絲輥的往復(fù)擺動，使絲束交叉鋪放在成網(wǎng)簾上形成纖維網(wǎng)。 擺絲裝置的主傳動為交流異步電動機（2.2kW）變頻調(diào)速，擺絲裝置負載雖輕，但是往復(fù)變化，應(yīng)選用無速度傳感器的矢量控制變頻器。 （5）氣流牽伸 主要是對絲束進行氣流牽伸，氣流牽伸需要控制風(fēng)壓穩(wěn)定。 氣流牽伸風(fēng)機由一臺交流異步電動機傳動，變頻調(diào)速，通過PID調(diào)節(jié)器控制風(fēng)壓。 另設(shè)有網(wǎng)下吸風(fēng)裝置配合氣流牽伸完成對絲束的牽伸。網(wǎng)下吸風(fēng)裝置設(shè)有2臺風(fēng)機，分別由2臺變頻器供電，變頻調(diào)速。 （6）成網(wǎng)機 主要是將絲束制成纖網(wǎng)。 成網(wǎng)機由交流異步電動機傳動（7.5kW）,變頻器調(diào)速。 （7）壓布輥 主要是對網(wǎng)狀絲加壓，有利于下道工序（熱軋機）加工。 壓布機由45kW交流異步電動傳動、變頻調(diào)速，壓布輥屬恒轉(zhuǎn)矩員載。調(diào)速范圍較大，宜選用無速度傳感器矢量控制變頻器。 （8）熱軋機 主要是對纖維網(wǎng)通過加熱、加壓、加固制成不織造布產(chǎn)品。熱軋輥筒由熱油循環(huán)方式加熱，溫度約為170℃～180℃。 熱軋機由交流異步電動機傳動（10kW）、變頻調(diào)速。熱軋機屬恒轉(zhuǎn)矩負載，且調(diào)速范圍大（10∶1）宜選用同容量的矢量控制變頻器。 （9）切邊卷繞機 主要是將熱軋后纖維網(wǎng)切邊并卷繞成卷。 卷繞機采用交流異步電動傳動（10kW）、變頻調(diào)速。卷繞機為恒轉(zhuǎn)矩負載。調(diào)速范圍較大，宜選用同容量的矢量控制變頻器。切邊由交流電動機單獨傳動，不變速。 3、控制系統(tǒng) 該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)包括兩部分。從螺桿到氣流牽伸為第一部分，從成網(wǎng)機到卷繞機為第二部分。第一部分為可編程控制器PLC通過RS-485串口與變頻器通信，并控制變頻器V1-V7的運行，包括起動、調(diào)頻、運行和停止等。 （1）系統(tǒng)中的主要單元機的控制 ● 螺桿擠壓機采用壓力閉環(huán)控制。即熔體壓力通過壓力傳感器檢測，由壓力調(diào)節(jié)器對壓力信號進行數(shù)據(jù)運算處理后輸出壓力反饋信號與壓力給定信號疊加，若壓力超過設(shè)定值。變頻器降低輸出頻率，使螺桿速度降低。從而降低熔體壓力。反之，則提高螺桿速度，由此，穩(wěn)定熔體壓力不超過允許的壓力偏差范圍。如圖1所示。 ● 計量泵也稱紡絲泵。一般采用永磁同步電動機傳動，變頻調(diào)速。同步電動機轉(zhuǎn)速n0=60f/p僅取決于頻率f和極對數(shù)p，而與負載大小無關(guān)。當(dāng)今，變頻器的頻率精度可達到±0.01%，故同步電動機開環(huán)控制便可達到高精度調(diào)速，本機24臺紡絲泵分別用24臺小變頻器單獨供電，由于頻率精度達到±0.01%。故24臺紡絲泵能達到高精度同步調(diào)速，可滿足工藝要求。為降低成本，24臺紡絲泵也可采用一臺大容量頻率器供電統(tǒng)一變頻調(diào)速。如圖2所示。 此種情況下，對變頻器的精度要求不高，因各臺同步電動機M1-Mn的供電頻率相同。因此，轉(zhuǎn)速亦相同。同樣可達到高精度同步調(diào)速。此時，變頻器應(yīng)選用v/f控制方式的通用變頻器。因為磁通矢量控制方式的變頻器都是基于對電動機參數(shù)的計算。這種參數(shù)的計算，只能針對某一臺電動機。因而磁通矢量控制方式的變頻器只能用于驅(qū)動一臺電動機，而不能用于驅(qū)動多臺電動機。 變頻器容量的選擇主要考慮變頻器輸出電流應(yīng)大于各同步電動機額定電流之和（Im1+　……Imn）的2倍以上。 ● 側(cè)吹風(fēng)，擺絲和各風(fēng)機變頻器均通過RS-485串口協(xié)議與PLC通信，其輸出頻率可根據(jù)工藝要求單獨調(diào)。 （2）控制系統(tǒng)控制原理框圖如圖3所示。 圖中：U1為螺桿變頻器;U21 U44為計量泵變頻器;U3為側(cè)吹風(fēng)變頻器;U4為擺絲變頻器;U5、U6、U7分別為氣流牽伸，網(wǎng)下吸風(fēng)風(fēng)機（2臺）變頻器。 （3）第二部分包括成網(wǎng)、壓布、熱軋和切邊卷4臺單元機，它由另一臺PLC和觸摸屏通過RS-485串口協(xié)議與4臺變頻器U11-U14進行串口通訊，控制成網(wǎng)機、熱軋機和卷繞機的比例同步調(diào)運轉(zhuǎn)。該4臺單元機之間無松緊或張力調(diào)節(jié)棍進行速度微調(diào)，完全靠其調(diào)速精度來保證4臺單元機速度的比例同步。因而，該4臺單元機均選用編碼器作速度反饋檢測以構(gòu)成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，壓布輥與成網(wǎng)機和熱軋機的速度無嚴格要求，因而，開環(huán)控制即可，如圖4所示。 （4）觸摸屏與PLC通過RS-485串口協(xié)議通信，觸摸屏主要用于設(shè)定、修改、顯示全生產(chǎn)線和各單元的運轉(zhuǎn)速度，生產(chǎn)量統(tǒng)計，以及監(jiān)視各變頻器和生產(chǎn)線的運行狀況和故障診斷等。 4、結(jié)束語 不織造布生產(chǎn)工藝流程短、效率高、成本低，因此發(fā)展較快。但目前國內(nèi)不織造布生產(chǎn)設(shè)備的自動化技術(shù)水平相對其它紡織機械來說還不高，采用變頻器等高新技術(shù)還不夠普遍。