纱线卷取机

此应用解决方案为纺织机器最大的制造商之一开发。该公司为全球市场的客户设计制造多种不同型号的纺织机。

该机器是公司应用团队开发的新一代先进的卷取机。运动控制过程由 Elmo的一系列 Harmonica系列数字伺服驱动器处理。每个伺服驱动器通过标准化串行 CanOpen 通信通道，从主控制板接收数百个不同速度曲线。每台主卷取机可操作最多64台读取卷取机，各自配备 3.5 Nm DC 无刷电机，由 Elmo 的 Harmonica控制。转子轴连接有高惯性金属碗，可按照预定义曲线高速旋转。机器可将来自9个小圆筒的纱线卷绕到一个标准尺寸的大圆筒，圆筒负载位于电机碗上方。

公司设计自己的控制板，计算曲线应用速度，并通过 CanOpen 通信通道将高速速度命令发送至 Elmo 驱动器。电机在当地制造，可在 175V交流电的总线电压下达到 8000 rpm，仅使用一个霍尔传感器作为换相反馈以及一个速度控制回路。

• 以简化经济的解决方案提供直流总线电压。
• 解决方案必须非常紧凑，占用空间最少。
• 必须能够在驱动器内编程，处理和应对不同场景。
• 应用标准化串行通信通道，向伺服驱动器发送速度命令。
• 以高精度闭合驱动器内的速度和电流控制回路，仅使用用于换相和速度控制的数字霍尔效应传感器。
• 需要高性能的可靠解决方案。
• 驱动器必须能够自动处理安全问题。
• 在极端环境条件下工作（EEC 机器）。
• 使用电子制动机制特殊实施（通过 Elmo 驱动器的固件实现），施加具有高负载惯性的快速减速度响应。

该机器的紧凑特性需要紧凑电子元件和最少布线，设计具有高功率密度和高性能，采用快速串行通信通道的驱动器理想适合。

为此应用选择 Harmonica 数字驱动器。选择 Harmonica 驱动器的原因是其尺寸紧凑 (82 x 25.4 x 75 mm)，能够支持最高 200V的直流总线。仅使用数字霍尔效应传感器执行速度控制。Harmonica系列还能够在极端的工业环境中工作。

Elmo选择为此应用解决方案提供直流驱动器。这是因为大量直流驱动器可以提供高智能和高功率，并且尺寸紧凑。Elmo 的直流解决方案包括一个低成本隔离变压器，以及一个具有支路调节功能的简单持续电源。实施直流解决方案后，达到一个紧凑、可靠、高性能、经济的总体解决方案。

伺服驱动器的尺寸是此应用关键之一，因为一条生产线串联放置64台机器。一台机器加宽数厘米，可导致整条生产线增加数米，考虑到生产车间的限制，这是无法接受的。另一是驱动器在恶劣极端环境下的性能。驱动器必须在振动，多尘和潮湿的环境中每天工作24小时。

在项目初始阶段，主卡控制器向每个驱动器传输模拟速度命令。驱动器通过内部用户程序生成同等速度命令，解码命令。在接下来的项目阶段，此模拟命令替换为 CANOpen 通信通道命令。此变化显著增强机器性能，无需任何高成本机械改动。使用标准化 CANopen 通信通道和 Elmo 的二进制解释器特殊实现，可简化处理标准化 CANopen 协议的问题。最终极大缩短软件开发编程时间。驱动器内部编程功能还支持 Elmo 自动处理和应对机器工作时发生的意外，增强机器性能，提高其安全性和可靠性。
在 Elmo 驱动器内实施高级内部控制算法可实现高性能功能，即使只有一个霍尔效应传感器充当驱动器伺服控制回路的反馈元件。
驱动器实现一个特殊功能。驱动器提供制动机制，由固件内的特殊控制算法实现。电子制动器以极高减速度减慢负载的高惯性，保持在高可控扭矩下。

Harmonica Intelligent Digital Servo Drive

• 此 64 轴直流电源机器上的 Elmo的直流电压总线解决方案比交流电源解决方案更高效，节约线缆和额外组件，如接触器、断路器等。此外，电气柜需要的空间更少，方便安装，并且解决方案经济实惠。
• 使用数字霍尔传感器作为反馈，很难达到最佳的速度和准确度。但是，借助 Elmo 的驱动器和特殊增益调度技术，客户可以轻松实现高速度准确度。此外，尽管本地电机的卷绕功能和质量不是最理想的，但 Elmo 驱动器仍然能够轻松达到良好的控制性能。
• 由于安装空间有限，Elmo 的 Harmonica 驱动器的紧凑尺寸能够放入机器中，节约大量空间。
• 解决方案强大的编程功能支持在驱动器内实施程序，无需借助 PLC 控制板的任何帮助，即可执行。此外，驱动器还能控制自带的 I/O，减少控制板的沉重负荷。
• 高稳定性纺织机在极端环境下工作，灰尘多，湿度大，振动剧烈，温度高，操作员水平低。机器每天持续运行 24 小时，无任何停机。Elmo 的驱动器可以在此类环境下很好地工作，稳定性高。
• 利用 Elmo 的驱动器，机器可以以 7200 rpm 运行，并且可以通过 CAN 通信以极高频率更改速度曲线。