台达变频器、编码器在自动分条机上成功应用.doc

台达变频器、编码器在自动分条机上成功应用时间:2009-12-09 一前言胶带、保护膜生产设备主要包括各种胶粘制品及无胶纸类、布类、皮革类、多种塑料制品类物料的上胶、多层贴合、分条、复卷、分切、冲型机械等。分条机主要将宽幅整卷材料切成短幅材料，包括放卷和收卷两个过程，张力控制是难点。中达为客户提供的方案在原有控制的基础上不增加任何其它费用，选用两台V系列的变频器作为收放卷，运用转矩控制方式达到了非常好的效果。二系统构成1硬件组成2系统框图（1）.设备图片多功能贴合复卷分条机（2）.系统控制框图图1三工艺要求及控制原理1.工艺要求：（1）.恒张力控制：张力的给定通过张力控制器。张力控制器控制的原理是通过检测收卷的线速度计算卷径，负载转距=FD/2（F为设定张力，D为当前卷径），因此当设定了张力的大小，因为当前卷径通过计算已得知，所以负载转距就算出来了。张力控制器能够输出标准的010V的模拟量信号，对应异步电机的额定转距。所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转距给定。这样在整个收卷的动态过程中，能够保证张力的恒定。（2）.转距模式下，对速度进行限制。在张力控制模式下，不论直流电机、交流电机还是伺服电机都要进行速度限制，否则当电机产生的转距能够克服负载转距而运行时，会产生转动加速度，而使转速不断增加，最终升速到最高速，就是所谓的飞车。如图1所示，收放卷的速度是通过主轴B系列变频器的模拟量输出AFM而限定的，也就是将主轴B系列的变频器上305（模拟信号输出选择）参数设定为03（频率指令输出），如下图所示。将该信号分别接到收放卷变频器的模拟量输入端口上，作为频率给定和上限频率的设定信号。（3）.零速张力，当收放卷以0Hz运行时，电机的输出轴上有一定的张力输出，而且可调。该要求主要是防止当收放卷运转当中停车，再起动时能够保证收放卷的盘头不会松掉。在该控制系统中，可以通过调整张力控制器上的初始张力设定而达到要求。2控制原理（1）.恒张力控制的原理已知空芯卷径Dmin=200mm，满卷卷径Dmax=1200mm；线速度的最大值Vmax=90m/min，张力设定最大值Fmax=50kg（约等于500牛）；减速比i=9；速度的限制如下:因为:V=Dn/i（V线速度、D卷径、n转速，对于收卷电机）收卷电机在空芯卷径时的转速最快。所以:90=3.140.2n/9n=1290r/min。（2）.因为我们知道变频器工作在低频时，交流异步电机的特性不好，激活转矩低而且非线性。因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下.因此:收卷电机有最低速度的限制.计算如下：对四极电机而言，其同步转速为:n1=60f1/pn1=1500r/min（f1为额定频率、p为极对数、n1同步转速2HZ/50HZ=N/1500n=60r/min。当达到最大卷径时，可以求出收卷整个过程中运行的最低速：V=Dn/iVmin=3.141.260/9=25.12m/min。张力控制时，要对速度进行限制，否则会出现飞车。因此要限速。（3）.张力及转矩的计算如下:如果FD/2=T/i（F张力、D卷径、T转距、i减速比）F=2Ti/D，对于3.7kW的交流电机，其额定转矩的计算如下:T=9550P/nT=24.88N.m（T电机的额定转距、P电机的额定功率、n为电机的额定转速），所以Fmax=224.889/0.6=74.64N。四调试过程及参数设定1PG04的接线2调试过程（1）.电机的自整定1.将驱动器的所有参数恢复成出厂值。2.将电机轴与负载脱开。3.将电机额定电压0102、电机额定频率参数0101、分别正确填入数值。4.将参数0500设定为1，然后按KeypadRUN的命令，此时立即执行电机的自动整定。执行约2min的时间（功率越大，要将加减速时间设定长一些）。5.执行后检查0502、05060509、0512、051619参数是否已自动将测量的数据填入，若没有请再次设定0500参数，RUN一次。（2）.闭环矢量试运行将运行方式设定为面板起动，频率给定方式为面板给定。运行方式为V/F+PG将频率设定成10Hz，然后运行，观察变频器是否会报PG报警，如果报PG报警，则将1001设定为1（原来为0，反之设定为0），然后断电重新上电。再次按运行按钮，确保变频器不再报警，同时按Mode键，切换置显示运行频率，观察运行频率是否在10Hz上下波动，确保闭环矢量运行调试完成。（3）.转距控制参数设定主轴VFD037B43A参数设定：010050最大操作频率010150最大电压频率02001第一频率来源（AVI）02011第一运转指令来源（外部端子起动）03053频率指令输出收放卷VFD037V43A参数设定000440观察上限频率00202频率指令来源（外部模拟量输入）00211运转指令来源（外部端子起动）010050最大操作频率010150最大电压频率00121第一加速时间00131第一减速时间03004AVI上限频率限定03021转距给定0309110模拟量输入增益（AVI）0311200模拟量输入增益（AUI）10001024编码器线数10011编码器方向五结论当应用V系列变频器做张力控制时，一定要考量控制介质能承受的张