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内容提要：本文介绍了韩国 SEGI TECH有限公司SSW-12DD型卷绕头的工作原理，以及在使用过程中出现的问题和解决方法，供同行参考、商讨。
关键词：氨纶； 高速卷绕头； 自动切换；控制系统； 协议宏
Abstract: this paper introduces the South Korea SEGI TECH Co., LTD SSW-12 DD type winding head principle of work, and in use process on the problems and solutions, refers for the colleague, discuss.
Keywords: spandex; High speed winding head; Automatic switching; Control system; Agreement macro
中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：
1、引言：在氨纶纺丝设备中，高速全自动卷绕头是最关键的设备之一，它直接影响着产品的产量和质量。我公司自2007年从韩国引进了SSW系列卷绕头，有单层和双层。该卷绕头工艺设计比较合理、丝饼成型良好，控制系统运行稳定可靠，人机界面友好，操作方便，并能实现定重、定长、自动切换及统计满筒功能。
2、工艺流程简介：原料经投料、預聚合、聚合工序进入纺丝储液槽，经增压泵、纺丝计量泵计量后再经喷丝组件纺丝、进入纺丝甬道、经SM风机的热风加热，通过加捻器加捻以增加抱合性，再通过牵伸辊GR1、油辊OR和GR2(GR3)牵伸定型后到卷绕头卷绕，最后经分级分等包装成为成品。其中卷绕工序最为重要，成品及成型质量的好坏很大程度，由其卷绕控制系统决定。
3.1控制系统构成：一个纺丝位由两个卷绕头组成，通过一个PLC控制，PLC为OMRON公司的CJ1M-CPU12-ETN，两个32位开关量输入模块CJ1W-ID231，两个32位开关量输出模块CJ1W-OC231，一个通讯模块CJ1W-SCU41-V1，每台卷绕头有摩擦辊、横动、上下卡盘电机为变频控制，一台转盘电机不带变频，两台卷绕头共8台变频，加上牵伸辊GR1、GR2、GR3和油辊OR共计12台日本安川变频器。PLC自带以太网口，通过双绞线连接到3COM交换机，这样我们1-3号线共132台卷绕头公用一个上位机，另用一个PLC 主要负责监视3条线的供气压力、满筒、及卷绕头报警的灯光显示。4号线为双层卷绕头，除两台卷绕头共用一个PLC外，88个卷绕头共用一个上位机和一个PLC。
3.2 工作原理：上位机的主要作用是，设定各卷绕头的工作参数，如摩擦辊、横动、上下卡盘、牵伸辊GR1、GR2、GR3、油辊OR变频的频率、横动变频的各个时间段的卷绕角、落筒时间。显示卷绕时间、查询故障并统计每班满筒数。上位机输送的数据，如频率等参数通过网线传送到PLC指定的DM数据区，PLC用程序通过通讯单元SCU41,用事先写好的协议宏读写序列，与变频器通讯将数据写入变频器。
3.2.1 卷绕速度的设定：卷绕速度的设定取决于摩擦辊变频器的频率，由下面的公式计算设定频率，通过上位监控电脑，下传到PLC、再由PLC传入变频器。
摩擦辊设定频率（Hz）=卷绕速度（m/min）／π×0.082(m)×30
3.2.2 横动速度的设定：横动条件的设定取决于下述横动变频的参数设定。
基本频率（Hz）：F干扰周期（S）：B和C干扰量（Hz）：A
横动基本频率计算公式：
横动基本频率（Hz）=卷绕速度（m/min）×tanθ0／0.044(m) ×2×30
其中θ为卷绕角。
3.2.3 AC和AS加速设定
在自动落筒过程中，两个卷绕轴由各自的变频电机（ACAS）驱动，工作过程如下图所示：
（1） 空卷绕轴开始加速。（AC加速）
（2） AC加速完成后转盘架开始旋转，同时卷绕轴的辅助驱动电机在卷绕位开始加速。（AS加速）。
（3） 丝在传递位转盘架停止转动。
（4） 在卷绕位的卷绕轴开始减速，同时让丝传递的摆动导杆开始动作完成丝传递。（减速通过变频器完成）。
（5） 转盘架开始逆向回转。
（6） 当转盘转到卷绕位时AS加速完成。
AC和AS变频器的设定值见下表
设定值 功能 加速率(%)
AC变频 器 AC加速设定（Hz） 切换（或自动落筒）备用（空）卷绕轴的加速。 105-110(%)
AS变频器 AS加速设定（Hz） 卷绕到丝的设定长度（满筒）
（或当落筒时间到时）卷绕轴的加速。
105-110(%)
AS1和AS2的加速设定，当发生落筒动作时，是根据开关操作或落筒时间操作自动切换的。
AC、AS1和AS2的频率计算用下述公式。
AC、AS1和AS2的频率（Hz）=卷绕速度（m/min）×加速率／π×卷绕外径（m）×30
例：卷绕速度为400（m/min），筒管直径∮82mm，卷绕量∮150 mm
AC加速频率(Hz)=800（m/min）×1.1／π×0.082(m)×30=113.92Hz
AS2加速频率(Hz)=800（m/min）×1.1／π×0.15(m)×30=62.28Hz
3.2.4 检测开关的调整 (1) 接近传感器的调节
PS1接近传感器：为防止卷装筒子超大，机器在滑箱顶端安装了一个PS1接近传感器，可探测卷装筒子超大并使机器停机，确认滑箱到达上位。
PS2接近传感器：判定在卷绕位的卷绕轴是A卡盘或是B卡盘。
PS5接近传感器：摩擦辊缠丝探测传感器。当丝缠到摩擦辊上后，推动活动板使接近传感器动作，随后机器停车。在缠丝传感器动作后，要重新启动机器，只需清除摩擦辊上的缠丝，将活动板复位即可。
如下图所示，将探测物与传感器的间距设定为0.8—1.0mm。
（2）汽缸的簧片开关调节
PS4簧片开关：探测转盘的制动位。
PS6簧片开关：探测摆臂回复。（仅在单层卷绕头上有）
PS8簧片开关：探测摆动导引器回复。（仅在单层卷绕头上有）
如下图所示，簧片开关位置的调整应使当汽缸杆从动作位回复3mm时，簧片开关接通（LED指示灯通电）。
3.2.5气动设备的组成及工作原理：如图所示气动设备主要由4个两位五通电磁阀、一个三位五通电磁阀、7个气缸、4个可调单向节流阀、一个减压调节阀、一个或门梭阀和一个快速排气阀组成组成。
每个汽缸的动作都是根据PLC的程序控制电磁阀来完成的，如当SV1通电后，会将滑箱制动汽缸动作使制动勾收回，同时支撑卷绕头的（9）号气源关闭，此时卷绕头仅靠经过减压调节阀的气源（5），再经过或门型梭阀，去顶汽缸，但此气压比滑箱的重力小，滑箱缓慢下降，这样汽缸的排气，通过单向节流阀SCA1和快速排气阀将气排出。当丝切换时易断裂或易缠绕摩擦辊时，需加大接触压力。切换的时间要使筒管表面的速度与丝的速度相匹配。特别要注意当空气压力过低时，滑箱下降过快，会出现危险损坏设备。通过调节SC1 和SCA1
使滑箱上升时间控制在1.5-2.0S。滑箱下降时间控制在3-3.5S。当SV7得电后，卡盘松管汽缸就会动作，此时如果SV10A动作，则气源通过单向节流阀SC8A使推出汽缸动作，将丝筒推出，当SV10B动作,则推出汽缸收回。通过调节单向节流阀SC8A和SC8B，将推出和回收的时间控制在3-3.5S为宜。卡盘制动和转盘制动气路较为简单这里不再一一叙述。
4、常见故障及排除: 在氨纶生产过程中因卷繞头数量大，经常会出现一些故障，有一些故障现象也比较复杂，能否正确判断、及时处理卷绕头故障，不但关系到氨纶的生产的稳定，还涉及到氨纶产品的质量和消耗，而且也最能反映出电仪维修工的实际工作能力和业务水平。下面是使用过程中出现的一些典型问题和解决方法，供同行参考、商讨。
（1）在生产过程中卷绕头有时会自动抬起，在重新升头后又正常，经反复认真检查，最后发现是检测缠丝的活动板松动，使缠丝接近开关误动作，使卷绕头自动抬起，出现此现象需紧固活动板、并按3.2.4条的要求调整好接近开关即可。
（2）更改参数时，如上位机发出的频率，没有传到个别变频器，重新启动PLC 和变频器发现一台横动变频器上出现 CALL 字样，但其它变频器频率显示正常，说明PLC与横动变频器通讯中断，经检查发现PLC 的SCU41通讯单元，与变频器都是通过RS485 串接的，但是两根接线头穿在一个接线鼻子里，这样虽然横动变频的通讯端子松动了，但不影响其它变频器，紧固后正常，此类现象刚开车时较多，经过我们紧固全部通讯端子后，此类故障已基本排除。
（3）上位机不显示卷绕头的卷绕时间，此类故障常出现的是PLC故障，让卷绕工拿吸枪将丝吸住后，重启PLC即可。有的是因为环境问题使RJ45水晶头氧化，擦去氧化层，如还不行就需重做RJ45水晶头。
（4）卡盘变频报接地和过流故障，经检查发现为卡盘换相滑环内有一螺丝脱落，螺丝使一相对外壳，则报接地故障。如碰到两相则报过流故障。处理方法为去掉螺丝，并摸胶紧固到脱落处。此类故障在一期较多，我们已对全部的卷绕头作了紧固处理，二期目前仅遇到三次。
（5）油剂泵变频时常报过流，经检查发现是变频的压频比参数设置不当造成，将所有的油剂泵变频修改后，此类故障再未出现。
（6）接近开关和气路故障，如转盘旋转不到位，有的是由于接近开关位置调整的不好造成的，如切换后由于探测摆臂回复的接近开关位置调整不好或松动产生了位移，造成卷绕终止，此类故障只要按要求调整好接近开关，使其改动作时动作不该动作不动作即可。气路故障有的是压缩空气含水、有的是两（三）位五通电磁问题，因气路原理前面已介绍的较为详细，这里就不在叙述。
5、结束语韩国SEGI TECH技术有限公司生产的SSW系列卷绕头简单、可靠，控制系统先进、稳定，丝饼成型良好，特别是上位监控主机，不仅能设定参数、显示卷绕时间、故障信息而且还能统计每班产量，这样大大方便了统计与管理。
参考文献:
（1）《液压与气压传动》姜继海 宋锦春 高常识 主编
（2）Instruction Manual Content for Winder MODEL NO.SSW—12DD
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：氨纶； 高速卷绕头； 自动切换；控制系统； 协议宏
Abstract: this paper introduces the South Korea SEGI TECH Co., LTD SSW-12 DD type winding head principle of work, and in use process on the problems and solutions, refers for the colleague, discuss.
Keywords: spandex; High speed winding head; Automatic switching; Control system; Agreement macro
中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：
1、引言：在氨纶纺丝设备中，高速全自动卷绕头是最关键的设备之一，它直接影响着产品的产量和质量。我公司自2007年从韩国引进了SSW系列卷绕头，有单层和双层。该卷绕头工艺设计比较合理、丝饼成型良好，控制系统运行稳定可靠，人机界面友好，操作方便，并能实现定重、定长、自动切换及统计满筒功能。
2、工艺流程简介：原料经投料、預聚合、聚合工序进入纺丝储液槽，经增压泵、纺丝计量泵计量后再经喷丝组件纺丝、进入纺丝甬道、经SM风机的热风加热，通过加捻器加捻以增加抱合性，再通过牵伸辊GR1、油辊OR和GR2(GR3)牵伸定型后到卷绕头卷绕，最后经分级分等包装成为成品。其中卷绕工序最为重要，成品及成型质量的好坏很大程度，由其卷绕控制系统决定。
3.1控制系统构成：一个纺丝位由两个卷绕头组成，通过一个PLC控制，PLC为OMRON公司的CJ1M-CPU12-ETN，两个32位开关量输入模块CJ1W-ID231，两个32位开关量输出模块CJ1W-OC231，一个通讯模块CJ1W-SCU41-V1，每台卷绕头有摩擦辊、横动、上下卡盘电机为变频控制，一台转盘电机不带变频，两台卷绕头共8台变频，加上牵伸辊GR1、GR2、GR3和油辊OR共计12台日本安川变频器。PLC自带以太网口，通过双绞线连接到3COM交换机，这样我们1-3号线共132台卷绕头公用一个上位机，另用一个PLC 主要负责监视3条线的供气压力、满筒、及卷绕头报警的灯光显示。4号线为双层卷绕头，除两台卷绕头共用一个PLC外，88个卷绕头共用一个上位机和一个PLC。
3.2 工作原理：上位机的主要作用是，设定各卷绕头的工作参数，如摩擦辊、横动、上下卡盘、牵伸辊GR1、GR2、GR3、油辊OR变频的频率、横动变频的各个时间段的卷绕角、落筒时间。显示卷绕时间、查询故障并统计每班满筒数。上位机输送的数据，如频率等参数通过网线传送到PLC指定的DM数据区，PLC用程序通过通讯单元SCU41,用事先写好的协议宏读写序列，与变频器通讯将数据写入变频器。
3.2.1 卷绕速度的设定：卷绕速度的设定取决于摩擦辊变频器的频率，由下面的公式计算设定频率，通过上位监控电脑，下传到PLC、再由PLC传入变频器。
摩擦辊设定频率（Hz）=卷绕速度（m/min）／π×0.082(m)×30
3.2.2 横动速度的设定：横动条件的设定取决于下述横动变频的参数设定。
基本频率（Hz）：F干扰周期（S）：B和C干扰量（Hz）：A
横动基本频率计算公式：
横动基本频率（Hz）=卷绕速度（m/min）×tanθ0／0.044(m) ×2×30
其中θ为卷绕角。
3.2.3 AC和AS加速设定
在自动落筒过程中，两个卷绕轴由各自的变频电机（ACAS）驱动，工作过程如下图所示：
（1） 空卷绕轴开始加速。（AC加速）
（2） AC加速完成后转盘架开始旋转，同时卷绕轴的辅助驱动电机在卷绕位开始加速。（AS加速）。
（3） 丝在传递位转盘架停止转动。
（4） 在卷绕位的卷绕轴开始减速，同时让丝传递的摆动导杆开始动作完成丝传递。（减速通过变频器完成）。
（5） 转盘架开始逆向回转。
（6） 当转盘转到卷绕位时AS加速完成。
AC和AS变频器的设定值见下表
设定值 功能 加速率(%)
AC变频 器 AC加速设定（Hz） 切换（或自动落筒）备用（空）卷绕轴的加速。 105-110(%)
AS变频器 AS加速设定（Hz） 卷绕到丝的设定长度（满筒）
（或当落筒时间到时）卷绕轴的加速。
105-110(%)
AS1和AS2的加速设定，当发生落筒动作时，是根据开关操作或落筒时间操作自动切换的。
AC、AS1和AS2的频率计算用下述公式。
AC、AS1和AS2的频率（Hz）=卷绕速度（m/min）×加速率／π×卷绕外径（m）×30
例：卷绕速度为400（m/min），筒管直径∮82mm，卷绕量∮150 mm
AC加速频率(Hz)=800（m/min）×1.1／π×0.082(m)×30=113.92Hz
AS2加速频率(Hz)=800（m/min）×1.1／π×0.15(m)×30=62.28Hz
3.2.4 检测开关的调整 (1) 接近传感器的调节
PS1接近传感器：为防止卷装筒子超大，机器在滑箱顶端安装了一个PS1接近传感器，可探测卷装筒子超大并使机器停机，确认滑箱到达上位。
PS2接近传感器：判定在卷绕位的卷绕轴是A卡盘或是B卡盘。
PS5接近传感器：摩擦辊缠丝探测传感器。当丝缠到摩擦辊上后，推动活动板使接近传感器动作，随后机器停车。在缠丝传感器动作后，要重新启动机器，只需清除摩擦辊上的缠丝，将活动板复位即可。
如下图所示，将探测物与传感器的间距设定为0.8—1.0mm。
（2）汽缸的簧片开关调节
PS4簧片开关：探测转盘的制动位。
PS6簧片开关：探测摆臂回复。（仅在单层卷绕头上有）
PS8簧片开关：探测摆动导引器回复。（仅在单层卷绕头上有）
如下图所示，簧片开关位置的调整应使当汽缸杆从动作位回复3mm时，簧片开关接通（LED指示灯通电）。
3.2.5气动设备的组成及工作原理：如图所示气动设备主要由4个两位五通电磁阀、一个三位五通电磁阀、7个气缸、4个可调单向节流阀、一个减压调节阀、一个或门梭阀和一个快速排气阀组成组成。
每个汽缸的动作都是根据PLC的程序控制电磁阀来完成的，如当SV1通电后，会将滑箱制动汽缸动作使制动勾收回，同时支撑卷绕头的（9）号气源关闭，此时卷绕头仅靠经过减压调节阀的气源（5），再经过或门型梭阀，去顶汽缸，但此气压比滑箱的重力小，滑箱缓慢下降，这样汽缸的排气，通过单向节流阀SCA1和快速排气阀将气排出。当丝切换时易断裂或易缠绕摩擦辊时，需加大接触压力。切换的时间要使筒管表面的速度与丝的速度相匹配。特别要注意当空气压力过低时，滑箱下降过快，会出现危险损坏设备。通过调节SC1 和SCA1
使滑箱上升时间控制在1.5-2.0S。滑箱下降时间控制在3-3.5S。当SV7得电后，卡盘松管汽缸就会动作，此时如果SV10A动作，则气源通过单向节流阀SC8A使推出汽缸动作，将丝筒推出，当SV10B动作,则推出汽缸收回。通过调节单向节流阀SC8A和SC8B，将推出和回收的时间控制在3-3.5S为宜。卡盘制动和转盘制动气路较为简单这里不再一一叙述。
4、常见故障及排除: 在氨纶生产过程中因卷繞头数量大，经常会出现一些故障，有一些故障现象也比较复杂，能否正确判断、及时处理卷绕头故障，不但关系到氨纶的生产的稳定，还涉及到氨纶产品的质量和消耗，而且也最能反映出电仪维修工的实际工作能力和业务水平。下面是使用过程中出现的一些典型问题和解决方法，供同行参考、商讨。
（1）在生产过程中卷绕头有时会自动抬起，在重新升头后又正常，经反复认真检查，最后发现是检测缠丝的活动板松动，使缠丝接近开关误动作，使卷绕头自动抬起，出现此现象需紧固活动板、并按3.2.4条的要求调整好接近开关即可。
（2）更改参数时，如上位机发出的频率，没有传到个别变频器，重新启动PLC 和变频器发现一台横动变频器上出现 CALL 字样，但其它变频器频率显示正常，说明PLC与横动变频器通讯中断，经检查发现PLC 的SCU41通讯单元，与变频器都是通过RS485 串接的，但是两根接线头穿在一个接线鼻子里，这样虽然横动变频的通讯端子松动了，但不影响其它变频器，紧固后正常，此类现象刚开车时较多，经过我们紧固全部通讯端子后，此类故障已基本排除。
（3）上位机不显示卷绕头的卷绕时间，此类故障常出现的是PLC故障，让卷绕工拿吸枪将丝吸住后，重启PLC即可。有的是因为环境问题使RJ45水晶头氧化，擦去氧化层，如还不行就需重做RJ45水晶头。
（4）卡盘变频报接地和过流故障，经检查发现为卡盘换相滑环内有一螺丝脱落，螺丝使一相对外壳，则报接地故障。如碰到两相则报过流故障。处理方法为去掉螺丝，并摸胶紧固到脱落处。此类故障在一期较多，我们已对全部的卷绕头作了紧固处理，二期目前仅遇到三次。
（5）油剂泵变频时常报过流，经检查发现是变频的压频比参数设置不当造成，将所有的油剂泵变频修改后，此类故障再未出现。
（6）接近开关和气路故障，如转盘旋转不到位，有的是由于接近开关位置调整的不好造成的，如切换后由于探测摆臂回复的接近开关位置调整不好或松动产生了位移，造成卷绕终止，此类故障只要按要求调整好接近开关，使其改动作时动作不该动作不动作即可。气路故障有的是压缩空气含水、有的是两（三）位五通电磁问题，因气路原理前面已介绍的较为详细，这里就不在叙述。
5、结束语韩国SEGI TECH技术有限公司生产的SSW系列卷绕头简单、可靠，控制系统先进、稳定，丝饼成型良好，特别是上位监控主机，不仅能设定参数、显示卷绕时间、故障信息而且还能统计每班产量，这样大大方便了统计与管理。
参考文献:
（1）《液压与气压传动》姜继海 宋锦春 高常识 主编
（2）Instruction Manual Content for Winder MODEL NO.SSW—12DD
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。