细纱机改造

V/F控制不是必选的，可以选用矢量控制变频器，也可以选用直接转矩控制的变频器啊。

V/F控制的缺点，主要是由两个：第一，是开环控制方式；第二，是低频扭矩比较小，对于大惯量的负载，可能造成启动困难，甚至是启动不了。

现在风机水泵类负载，一般还是倾向于使用V/F变频器，这是一个不争的事实，这是因为，风机水泵类负载，对于变频器的要求是比较低：第一，风机水泵之类属于轻载，对低频扭矩不是很关心；第二，风机水泵的控制是比较简单，无非就是恒压、恒静压之类的控制，即使不用闭环控制，也能达到较好的节能效果；第三，相对于矢量控制、直接转矩控制的变频器来讲，V/F的变频器在价格上还是有优势的。

随着原材料、劳动力成本等要素价格的快速上涨，纺织企业对节能降耗的需求日益加强。

一些纺织企业的管理人员也常问我们有没有简单易行的降耗方法？本期一线交流专栏，我们聚焦细纱工序，从细纱机吸棉风机、细纱机节能锭带、细纱机水冷电机等角度出发，介绍山东聊城华润纺织有限公司、陕西风轮纺织股份有限公司、西北二棉责任有限公司、广西南宁锦虹纺织有限公司等一线企业的成功经验。

细纱机主传动目前仍沿用三角带传动，传动效率仅为0.96。

而改用高强度平皮带，传动效率可达0.98以上，节电2%以上，而且由於高强度平皮带厚薄均匀，噪声显着低於三角带传动。

以ABS塑料滚盘代替以镀锡薄钢板冲压而成的全属滚盘，重量节省达1/3以上，试验证明节电1%。

如采用更轻的工程塑料，还可节电，但还需考虑其耐磨性、冲击韧性，以提高塑料滚盘的使用寿命。

一般纺织厂对锭带张力的大小不太重视，为防止锭子打滑，锭带张力设置往往偏大，其实这是不经济的做法。

合理的锭带张力要根据卷装大小和所纺支数、锭速、锭子型式、锭盘直径、锭子油粘度等因素决定，选用合适的锭带张力，对降低能耗会起积极作用。

现有的环锭细纱机纺纱速度主要受细纱断头的约束，而细纱断头是细纱生产中的主要危害，也是细纱生产实现优质、高产、低耗的主要障碍，直接影响到细纱的质量、产量及生产效率。

环锭细纱机纺纱速度的提高受到纺纱气圈张力的牵制，气圈张力变化又受气圈角速度、卷绕半径、气圈高度等因素影响，细纱断头的主要原因就是气圈张力值瞬时超过纱线的抱合强力值造成的，减少断头率是提高细纱质量和产量的关键。

目前国内使用的环锭细纱机大部分是恒锭速的，这类细纱机在纺纱时根据细纱的不同品种，事先通过选用不同直径的皮带盘来确定锭子的转速，不能在纺纱运转过程中实现对锭子转速的动态控制。

锭子在恒速运转时，若选用锭速较高时，纱线所受张力大于其所能承受的张力时会产生很多的断头，直接影响产品的质量，使消耗增大。

若选用锭速较低时，虽然断头率较低，但产量又会受到很大影响。

因此只能选用一个折中的锭速作为“最佳工艺速度”，即在中纱时保证产量的同时又要兼顾到小纱和大纱时的断头率。

即使选择了这样的“最佳工艺速度”，仍然存在着小纱、大纱时断头较多，中纱时又损失了产量。

细纱纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，其中一落纱中小纱时张力最大，大纱次之，中纱最小。

如果能够根据一落纱中各阶段的张力变化规律实现锭子转速的自动调整（变锭速），尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，使产量、质量同步提高，这对实现优质高产，降低损耗和减轻挡车工劳动强度将起到积极作用。

根据细纱纺纱时张力与锭子速度的关系，即当锭速增大时纺纱张力随着增大，且锭子速度越高，纺纱张力增加值就越大的变化规律，通过调整锭速来控制张力，就可以使纺纱过程的张力变化近似于恒定。

即在小纱纱线张力大时使用较低的锭速；小纱上升时纱线张力渐小适时增快锭速；中纱纱线张力小时使用较高的锭速；大纱开始时纱线张力渐大减慢锭速；快到满管位置时又使用较低的锭速，同时在空筒管开车生头时纱线张力波动大，采用适宜接头的低速运行。

这样就可以实现细纱机在纺纱运转过程中的变锭速控制，使纱线在各个阶段所受张力趋于恒定，从而降低断头率，提高细纱产量和质量。

FA500-M1细纱机多功能控制器就是将一落纱的时间总时长分为三个时段（小纱、中纱和大纱时段），就是将在原来的“最佳工艺锭速”下恒锭速纺纱时，从始纺开始到基本不出现断头的时间称为小纱时段（小纱时段一般占一落纱总时长的5%～15%）；从中纱过后又出现断头到满管结束时称为大纱时段（大纱时段一般占一落纱总时长的5%～10%）。

再根据纱线在纺纱各时段张力允许的速度下，设置小纱和大纱时的降速范围及中纱时的升速范围，将“最佳工艺锭速”作为调速控制器的设置锭速，系统根据这些数据就可以实现纺纱过程的变锭速控制，也就是纺纱过程中的恒张力控制。

FA500-M1多功能控制器也允许使用一落纱缠绕的纱线总长度和小纱、大纱时段所占长度与一落纱总长度的比值替代三时段参数，称为三区段参数。

安装FA500-M1多功能控制器的细纱机，在小纱和大纱时可以降低5%～10%的速度（目的是降低断头率），在中纱时根据细纱机的车况提高5%～15%的速度（目的是在不断头的情况下提高产量），而中纱的长度约占一落纱总时长的8 0%，这样可使纺纱的整体速度提高了10%左右，细纱产量也就提高了10%左右。

FA500-M1细纱机多功能控制器采用可编程控制器（PLC）控制变频器对主电机转速进行动态调整，可实现细纱机的软起动及无级变速，在提高成纱质量的同时，也延长了设备及电机的使用寿命，减少了电动机起动时对电网的冲击，提高了功率因数。

系统还可以自动检测电机的空载参数和负载转矩变化，实时调整电机的空载电流和工作电压，提高了电机的运行效率，有效地解决了细纱机普遍存在的大马拉小车的现象，节电率根据细纱机的车况和纺纱工况一般可在3%-10%之间。

使用变频器还可以对电动机的运行状态进行监测和保护。

FA500-M1细纱机多功能控制器在启停细纱机和变锭速运行时，锭速的变化都是渐变的，彻底消除了电机启动时对细纱机传动、牵伸、缠绕等运动部件的机械冲击，延长了机械零件的使用寿命，减少了保全维修工时和停车时间，降低了细纱机的维护成本。

FA500-M1细纱机多功能控制器的安装接线简单，不对细纱机原来的控制电路做任何改动，保留并使用细纱机原有的全部功能。

安装该多功能调速控制器后，打开控制器的控制开关，通过触摸屏可以很方便的输入变锭速控制需要的工艺参数，挡车工仍按以前的操作方法并使用原来的操作按钮进行操作，控制器就可以按照变锭速的方法控制细纱机运转，实现恒张力控制；关闭该控制器的控制开关，细纱机仍使用原来的控制电路按恒锭速的方法控制细纱机运转。

通过选择控制器的控制方式，也可使用控制器按恒锭速的方法控制细纱机运行。

FA500-M1细纱机多功能控制器控制细纱机变锭速运行时，停车关机或突然停电时工艺曲线依然保存在控制器中，并可自动记忆停车或停电时的工艺速度及运行时间等数据，在重新开机或恢复供电后，继续开车可软起动到达停车或停电时的工艺点，并继续完成余下的工艺曲线。

改变纺纱品种时，只需通过触摸屏输入新的工艺参数并选择该工艺，即可改变纺纱工艺曲线。

该控制器可以保存40个细纱机变锭速控制的工艺曲线，可随时选出使用。

工艺输入和选用及工艺人员设定的与工艺有关的参数可以锁定，必须使用密码才能操作，有效地避免了意外改动而影响在纺纱的工艺参数和纺纱质量。

系统还设有各班组、管理和全局等密码，便于生产过程的监督和管理。

FA500-M1细纱机多功能控制器通过触摸屏可以显示牵伸、喂入速度和锭子当前转速，当前所处的纺纱时段（小纱、中纱、大纱等）和纱管成型进度，当前使用的工艺编号和生产班组等信息。

可以记录各班组的机台使用效率和班组当班的产量，累积各班组的开机时间、纺纱长度和重量。

还对机台上的在纺纱单独计量长度和重量，可以实现不落纱交接班，提高了细纱机生产效率，同时也为以后工序减轻劳动强度和提高生产效率带来好处。

二、现环锭细纱机特点及控制电路存在的问题；
现有的环锭细纱机纺纱速度主要受细纱断头的约束，而细纱断头又是细纱生产中的主要危害，也是细纱生产实现优质、高产、低耗的主要障碍，直接影响到细纱的质量、产量及生产效率。

环锭细纱机纺纱速度的提高受到纺纱气圈的牵制，气圈张力变化又受气圈角度速度、卷绕半径、气圈高度等因素影响，细纱断头的
另一个主要原因就是气圈张力值瞬时超过纱线的抱合强力值造成的，减少断头率是提高细纱质量和产量主要的关键。

原有的细纱机控制电路多采用双速电机，启动和接生头时采用低速，纺纱时采用高速，在意落纱的纺纱过程中不能改变纺纱速度，因此只能选用一个折中的锭速作为工艺速度，即在中时时保证产量同时又要兼顾大小纱时的断头率，所以仍然存在着小纱、大纱时断头较多的问题，着纱时又损失了较多的产量。

在启动时因为速度变化大对机台产生冲击，即降低了机械零件的使用寿命，又影响了细纱机纺高支纱能力。

三、细纱机多功能控制器的工作原理；
细纱纺纱过程中，在纺纱速度不变的情况下，纱线在纺纱的不同阶段所受张力也不同，其中一落纱中小纱时张力最大、大纱次之、中纱最小。

我们根据这一特点通过细纱机多功能控制器能够根据一落实中各个阶段的张力变化规律实现锭子速度的自动调整（变锭速），尽可能地保证纺纱各阶段的张力恒定，将一落纱过程中的张力曲线矫正为恒张力曲线，就可以同时做到小纱、大纱阶段基本无断头，中纱阶段又可以提高纺纱速度的目的，使产量、质量同步提高，这对实现优质高产，降低损耗和减少挡车工劳动强度将起到积极作用。

根据细纱纺纱时张力与锭速的关系，即当锭速增大时纺纱张力随着增大，且锭子速度越高，纺纱张力增加值就越大的变化规律，通过调整锭速来控制张力，就可以使纺纱过程的张力近似于恒定。

即在小纱时线张力的适用较低的锭速；小纱上升时纱线张力渐小时适用增快锭速；中纱时线张力小使用较高的锭速；大纱开始时纱线线张力逐渐变大减慢锭速；快到满管位置时有使用较低的锭速，同时在空筒管开车接生头时纱线张力波动大，采用适宜接生头的最佳低速运行。

这样通过控制器的系统程序，完成整个纺纱过程中平滑的无缓冲的变锭速控制，使各个阶段所受张力趋于恒定，从而阶段断头率、达到节能提高细纱产量和质量的目的。

四、产品功能及特点；
★安装细纱机多功能控制器，可以使原细纱机功能和控制系统的自动化水平达或超越最国内新型细纱机，可以达到较为理想的恒张力状态，大幅度提高纱支的质量，从而提高产成品的价格，提高企业效益。

★细纱机多功能控制器具有良好的人机交互界面功能，利用控制器的触摸屏可以方便的输入输入纺织工艺等参数，并可以储存40组纺纱工艺。

可以通过触摸屏观察细纱机主轴、罗拉、实际运转功率、工艺曲线、锭子的实际转速和线速度等参数。

★安装细纱机多功能控制器后，可实现细纱机的软启动及软停车，减少了棉纱的张力冲击，降低了细纱机断头率，提高了细纱机的产量和质量，减少了落花回纺，全过程保持纱线的张力恒定，减少毛羽的产生。

给企业带来效益。

★独有的断点自动接续功能，就是中途停车之后再起车（如意外停电），程序会按照停车时的工艺时段的时间点或长度点经软启后接续运行，并且可以在运行中调整工艺，无须停车重新启动机器和等到下一落纱，调整完成后可立即执行新工艺。

可以大量减少原材料的无谓消耗，尤其是在工艺调整改工艺阶段和空气的温度湿度变化较大机台比较难纺的时候。

★所有的控制全部是程序自动运算完成，无需外接传感器。

本程序完全由我公司自主研发。

拥有完全自主知识产权，可以根据不同客户的工艺需求研发新的功能。

现有的功能特点中就有不少是根据客户需求研发的。

★应用得当可大量减少人工的使用。

★细纱机多功能控制器具有良好的速度控制性能，可以按一落纱的时长（m in）或长度(m)分别计量，分段控制锭子转速计平滑变速，提高了原细纱机的纺纱速度，使产量提高5%--15%左右。

★PLC直接驱动变频器，减少了中间环节，减少了投资和降低了故障
★安装细纱机多功能控制器后，可以提高原细纱机纺高支纱的能力，增加了产品附加值，增强了企业的技术储备和发展空间。

★安装细纱机多功能控制器后彻底消除了细纱机启动时的电流冲击，提高了电动机的效率及功率因数，有效减少电机的空载损耗。

根据不同机台的工况和纺织工艺的不同具有一定的节能效果。

★细纱机多功能控制器采用先进的电动机动态转矩及能耗运算方法，具有独特的电动机运行状态检测和节电控制功能，根据机台状况节电率可在3%--1 0%左右。

★安装细纱机多功能控制器后，消除了启动时对细纱机的机械冲击，降低了细纱机故障率，减少机械零部件的损耗，维护工作量减小，机台工作效率提高。

并可适当延长大修、中修的保全期限。

★细纱机多功能控制器具备完备的班产数据管理功能，可实现不落纱交接班，提高了细纱机的运转效率。

★安装细纱机多功能控制器后，可对所有安装后的细纱机实施网络管理，（接入现有局域网或独自组网，公司的高层、销售等部门可实时了解公司的生产数据）信息传递高效准确，资源共享，是传统并行信息系统无法达到的，且造价低性能稳定。

提高了企业的现代化管理水平。

★细纱机多功能控制器还具备真对细纱机保全、工艺、电气和管理人员的诸多实用的先进功能，而且界面人性化，操作简单，多级密码方便了非专业人员的操作和使用。

★设备高速运行时，素质低的挡车工接不上头，本产品设有接头程序，平稳过渡接头过程，而且此程序可用做更换钢丝圈程序使用，使钢丝圈在更佳的速度下磨合。

★有效的能效管理功能，有效的控制细纱机的功耗和运行，能在峰谷平综合电价的地区合理使用电能，就是低电价时高速运行，高电价时节能运行。

所有的控制由程序自动完成。

给企业带来巨大的效益。

★简化了改纺的过程和改纺的精度及可操作性，原来改纺要换轮和皮带及牵伸，有四个变量，精度很难掌握，现在只用调一个变量或者两个变量，加上我们40条工艺储存，使改纺变得可精确操控而且简单易行。

★安装我们的设备进行技术改造是享受国家政策支持的，从节能、变频改造、利用峰谷平电价等各方面都有不同的国家政策支持和资金支持。

总之，安装我们的设备可以给企业带来多项综合的收益，增强企业的竞争力和发展后劲。

五、产品种类；
◆FA500-M1；附加在原细纱机控制系统中的控制装置，在不改变原机电路和操作方法及功能习惯的基础上实施改造，改造耗时30-60分钟。

◆FA500-M2；将原细纱机电控部分全部去除，保留原机主令和检测元件，将细纱机多功能控制器重新安电控柜内实施改造，改造耗时60-180分钟
◆FA500-M3；针对部分较老的机型，原设备控制电路老化必须去除，原电控柜部分安装空间太小，利用特殊的设计将细纱机多功能控制器安装在柜门式的机箱内，替换原机控制门。

六、使用环境；
输出功率；22KW（最大）
输出电流；45A (最大)
工作方式；连续
使用环境；温度0﹋50℃，湿度小于95%，无结露、无腐蚀气体场合
外形尺寸； 640mm*660mm*300mm(宽*高*厚)通用性
采用Z-5型节能锭带
每万锭每年可节约电费11万元
——陕西风轮纺织股份有限公司杨文英郭刚
——西北二棉责任有限公司刘爱玲
锭带是环锭纺细纱机加捻卷绕部分不可缺少的元件之一，锭带的接头方式和质量不仅影响其使用效果和寿命，而且对能耗影响也很大。

Z-5型节能锭带的骨架层采用的尼龙布具有柔软度好的特点，采用科学的接头裁口方式和热融黏结技术，可延长使用寿命，弹性体层采用聚氨酯材料，增大了摩擦力，降低了阻力，使传动效果更好。

我们对Z-5型节能锭带和传统橡胶锭带进行了对比试验。

试验机型为FA506S，每台420锭，管纱成形高度170毫米，锭盘直径24毫米，锭子速度16200转/分钟。

两种锭带所纺管纱长度均设定为2700米。

经过对比发现：传统锭带主电机每落纱耗电41.8千瓦·时，每台车每小时耗电11.9千瓦·时；Z-5节能锭带主电机每落纱耗电38.6千瓦·时，每台车每小时耗电11.03千瓦·时。

Z-5锭带比传统锭带节能7.65%，每天每台车可节约电费13.1元。

若每万锭按24台细纱机计算，每年运转时间按350天计算，每万锭每年可节约电费11万元。

水冷电机降低空调费用
回风风机装机功率降低近10%
——中原工学院周义德
——广西南宁锦虹纺织有限公司孔宪生
细纱车间装机容量大、散热量多，致使空调能耗较高。

经过分析可以发现，机器的散热由两部分组成，一是设备运转产生的较为分散的摩擦热，二是电机散热。

前者无法收集，而后者较为集中，如果能将这部分热量有效的进行局部排除而不是任其排入车间，是有效降低空调负荷、节约能源消耗、改善车间工作环境的新思路。

水冷电机的外壳由经过防锈处理的双层钢板焊接而成，在外壳夹层内，是不断循环的冷却水。

电机工作时，循环冷却水把电机运转产生的热量带走，从而可降低空调系统的冷负荷。

电机外壳温度几乎等于冷却水温度。

同样温差条件下，由于水的冷却能力是空气的50多倍，故只需较少的水就可以达到较好的冷却效果。

同时，使用这种电机后，车尾断头吸棉排风可直接和空调回风混合回用空调室，不需另设散热排风道和排热风机。

这样，一方面可使空调回风系统进行简化，降低空调初投资，减少占地面积；另一方面可使空调回风风机装机功率降低近10%，达到降低空调系统的运行费用的目的。

细纱工序仅用电占总量2//3以上，典型能耗大户，也是成纱质量、生产水平、用工水平、能耗水平的最终体现。

牵伸部分
1、减少回转阻力方式节能
如采用轴承或张力辊解决下胶圈内层磨损体改部件，下圈使用寿命延长1倍左右，由于动摩擦因数较小，台式电耗可下降0.5 KW/H，按10万锭计，年节约近50万元左右。

2、减少工艺加压节能。