1  概述

紡織機械主要分為前道紡紗、中道織造以及后道染整，而染整工藝的主要作用就是基 于不同原材料編織而成的紡織成品，在交付到最終用戶前對其進行以化學處理為主的工藝 過程，以保證紡織成品的使用價值。水洗機（見圖 1）作為后染整工藝中重要的組成部分， 通過多種水洗工藝，如噴淋、浸泡、抽吸等，結合高性能自動化驅動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對織物 的高效清洗處理，保證了織物的白凈度和光澤度。換句話說，水洗機作為一種承上啟下的 機型，對整個工藝流程的質量起到了極其重要的作用。

水洗機的關鍵控制技術包括以速度調節(jié)的方式實現(xiàn)良好的張力控制以及高精度同步控 制。Lenze 作為有著幾十年豐富應用經(jīng)驗的成套解決方案供應商，通過提供高性能的驅動 產(chǎn)品，加上豐富的應用模板，可輕松高效地實現(xiàn)設備控制的要求。

圖 1 水洗機示意圖

2  Lenze 解決方案

2.1 Lenze 主要產(chǎn)品

1) c300 控制器：專為集中式運動控制而設計控制產(chǎn)品，邏輯控制(PLC) 、運動控制和可 視化功能完美整合于一個單一設備中，可在節(jié)省空間的同時，智能化地承擔起所有相關 控制任務。時幀可精確至 1μs 保證了高精度的輸出控制，USB 閃存驅動實現(xiàn)自動化標 準設置和數(shù)據(jù)備份，內置網(wǎng)絡服務器實現(xiàn)故障診斷，符合工業(yè)標準的程序開發(fā)平臺和標 準確保未來可擴展性，多樣的通訊方式和豐富的 IO 擴展性均展現(xiàn)出該控制產(chǎn)品的優(yōu)越 性能。

2) 8400 系列變頻器：適用于多種驅動任務，無論有無速度反饋。通過優(yōu)化的配置編程軟 件平臺以及靈活的附件選配，輕松實現(xiàn)可控運動。也可在需要時通過總線系統(tǒng)進行通信， 其內置的制動管理還可大大降低工藝停車的損耗，實現(xiàn)能源使用的最優(yōu)化。

3) 高性能減速電機：功能上具備良好的擴展性，減速比分布密度高，可輕松根據(jù)必要過程 參數(shù)進行調試。減速機和電機的高效性確保了其優(yōu)越的驅動性能，可滿足任何需要。

2.2 Lenze 系統(tǒng)解決方案

Lenze 系統(tǒng)解決方案主要是用 8400 StateLine 變頻器作為主要的電機驅動和控制部件，通 過一對一或者一對多的連接方式，以及內置軟件平臺所提供的豐富功能模塊、可靈活配置 的輸入輸出信號、支持高達 10kHz HTL 的編碼器信號，實現(xiàn)對電機的速度閉環(huán)控制。

另外，在每節(jié)水洗箱設備上均安裝有張力傳感器，用于檢測當前織物在清洗過程中的實際 張力，該參數(shù)同樣地可以通過 8400StateLine 的模擬量輸入端口給定到控制器，再通過內 部的程序對相應數(shù)據(jù)進行分析處理，并按照預定的數(shù)學模型和運行規(guī)則，優(yōu)化控制指令， 使整個系統(tǒng)的控制精度得到進一步的提升。

上位控制器 c300 通過 CANopen 總線與連接在同一網(wǎng)絡中的各個 8400 StateLine 驅動器 進行高速實時的數(shù)據(jù)交互，采集各個工位的速度或其他重要參數(shù)的數(shù)值，經(jīng)由內部高速內 核完成運算處理，并根據(jù)工藝要求將優(yōu)化控制的命令快速傳達到每個工位的變頻器，高效 快捷地實現(xiàn)各個工位之間的高精度同步控制。

圖 2 系統(tǒng)拓撲圖

3  Lenze 亮點

1) 提供成套的、成熟的、高性價比的電氣自動化解決方案。

2) 高性能的變頻器，保證高溫、高濕環(huán)境中的使用穩(wěn)定性。

3) 靈活的編程軟件，輕松實現(xiàn)電機的無級調速控制。

4) Lenze 變頻器支持 VFC-eco 節(jié)能運行模式，使設備的能耗更加綠色。

4  展望

隨著工業(yè) 4.0 和中國制造 2025 的不斷推進，水洗設備將向著更加集成化、智能化的方向發(fā) 展，大量高性能的自動化產(chǎn)品的應用也將會是未來水洗機甚至是整個紡機設備的必經(jīng)之路。 著眼于此，Lenze 也推出了更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品和整體解決方案，期待為水洗機設備制造商 更高效地解決各類問題。