汇川变频器在双变频拉丝机的应用(XMQ)

第 1 页 共 5 页 双变频拉丝机应用的典型方案双变频拉丝机应用的典型方案 提供 深圳市汇川技术有限公司 应用领域 双变频拉丝机 作者 许明强 V1 01 摘摘 要要 在双变频拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练 逻辑清晰 成本下降的 特点 同时本文还详细介绍了汇川 MD330 拉丝机专用变频器拉丝机专用变频器在双变频拉丝 机上的应用 关键词关键词 双变频拉丝机 高速同步 卷径计算 矢量控制 1前言前言 双变频拉丝机经历了两个阶段 前期是伸线电机用一台变频器驱动 收线电机 用一台变频器驱动 伸线与收线的同步采用 PID 同步控制板控制 随着拉丝行业的 发展 客户对拉丝机的要求也越来越高 之前拉丝机采用 PID 控制系统的弊端逐渐 暴露出来 如低频力矩不够 高速时张力不稳 线盘直径变化大时摆杆摆动幅度大 导致停车等 由于同步控制板的多种弊端 新一代的拉丝机控制系统随之诞生 就 是直接双变频控制 系统中取消同步控制板 直接利用高端变频器强大的功能和性 能直接进行同步控制 深圳市汇川技术有限公司首先推出 MD330MD330 拉丝机专用变频器拉丝机专用变频器 其优越的性能和强大的功能在拉丝机领域得以广泛的应用 2双变频拉丝机的基本工作原理 双变频拉丝机的基本工作原理 主机 牵引 张力摆杆 收线 电位计 0 10V AO MD320 MD330拉丝机专用 AI2AI1 双变频拉丝机原理图 第 2 页 共 5 页 主机运行时将运转频率信号转换为一个 0 10V 的模拟信号 由模拟量通道传 给从机 收线变频器 作为从机的同步线速度信号 F V 由 F R 计算出 收线同步的频率信号 然后叠加一个 PID 作用的频率信号 合成从机的最终运行 频率 运行过程中从机的同步频率始终根据 F R 做调整 这样就保证同步频率的误 差始终很小 PID 作用效果就一直稳定 因此拉丝机在整个运行过程中的张力和摆杆 就一直很平稳 即使在启动和停车是也无明显变化 而且也克服了采用 PID 同步控制 板系统的在拉丝机应用的种种缺陷 3汇川拉丝机专用变频器的优势 汇川拉丝机专用变频器的优势 汇川公司推出 MD 系列矢量型变频器 由于采用矢量控制技术 其功能和性能 比通用型变频器更优越 更强大 主要体现在 a 矢量控制技术 稳速精度高 开环无速度传感器矢量控制 0 5 闭环有速度传感器矢量控制 0 02 b 低频转矩大 0 5HZ 满转矩输出 c 功能强大 特有频率源选择模式及给定模式 X Y 模式 共有 X 给定模式 X Y 叠加 X X Y 切换 X Y 切换 d 内置过程 PID 控制系统 两组 PID 参数 运行过程中柔性切换 MD330 拉丝机 专用变频器中提供了三种切换方式的依据 A 根据卷径变化调整 B 根据运行频率调 0 数字设定 UP DW 不记忆 1 数字设定 UP DW 记忆 2 AI1 3 AI2 4 AI3 5 脉冲设定 DI5 6 多段速 7 PLC 8 PID 9 通讯给定 频率源 X 系数 合成频率 A 最大频率基准 B 频率源 X 基准 0 数字设定 UP DW 不记忆 1 数字设定 UP DW 记忆 2 AI1 3 AI2 4 AI3 5 脉冲设定 D15 6 多段速 7 PLC 8 PID 9 通讯给定 频 率 源 Y 第 3 页 共 5 页 整 C 根据线速度调整 用户可根据实际情况选择 图一 过程 PID 控制原理 e 卷径自动计算功能 汇川拉丝机专用变频器中设计了卷径自动计算功能 因为在拉丝过程中收线盘的 当前直径随着收线的增加而不断变化 如果收线盘的直径是一个不变的理论值 那么 根据 F R 就可以知道 会随着收线的过程而逐渐产生偏移 这样将导致系统稳定 性就会慢慢的变差 因此在汇川拉丝机专用变频器中专门设计了卷径自动计算功能 根据 F R 计算出当前的一个同步角速度 1 然后叠加一个 PID 作用的频率信号得到从 机运行的频率信号 2 2 则是非常精确的同步频率信号 然后由根据 F R 推导 出 R F 计算出当前收线盘的直径 这样引入卷径自动计算就让拉丝机在工作过程中 的任一时刻计算的从机同步频率的误差基本一致 从而保证了拉丝机整个收线过程近 乎完美 4参数配置 参数配置 4 1参数辩识 由于是矢量型变频器 就必须要求电机参数必须准确 因此要求 进行完整 4 2主机配置参数如下 F0 01 1 端子控制方式 F0 02 3 频率源选择 AI1 F0 05 80 主机加速时间 F0 06 80 主机减速时间 F0 09 1 主机启动 F0 10 4 主机点动 F0 11 9 故障复位 第 4 页 共 5 页 F0 12 11 外部故障输入 F0 13 4 FDT 电平 F1 组以电机实际参数为准 进行完整辩识 F3 06 4 FDT 电平值 F3 07 10 FDT 电平滞后百分比 F6 00 70 主机最大输出频率 F6 01 70 主机上限频率 F6 04 3 5 主机点动频率 4 3 从机配置参数如下 F1 组以电机实际参数为准 进行完整辩识 辩识之前先将 F0 02 0 F0 17 20 F0 18 20 FH 00 0 辩识完成后进行参数 初始化 F0 02 1 端子控制方式 F4 13 摆杆电位器低电位值 F4 15 摆杆电位器高电位值 FA 01 63 PID 给定值 调节摆杆平衡的位置 F4 组的多功能输入端子根据端子的定义 F4 00 01 启动 F4 01 09 故障复位 F4 02 11 外部故障输入 F4 03 08 自由停车 F4 04 26 指定记数输入 F4 05 25 记数复位 F4 06 31 卷径复位 F5 02 9 指定记数到达 F5 03 2 故障输出 1调试过程中的几个关键的地方 调试过程中的几个关键的地方 主机最大频率与最大线速度之间的关系的确认 一般来说最大线速度是机械 设计决定的 根据最大线速度与最高转速的关系确定主机的最大频率 收线电机与卷轴之间的机械传动比 即收线电机的转速与卷轴的转速比 第 5 页 共 5 页 适当调整速度环矢量参数和过程 PID 的 P I D 参数就会得到拉丝机伸线 的最佳效果 适当调整 PID 限幅和同步速度增益就可以明显的改善满盘启动的效果 2 2结束语结束语 本系统在优化参数值之后 设备运转最高线速度为 2400 米 min 非常稳定 完全 解决了原来采用同步板高速时不稳和低频抖动的问题 通过各种工况下的对比测试 无 PID 同步控制板双变频拉丝机在整个运行过程中的张力和摆杆就一直很平稳 即 使在启动和停车是也无明显变化 同时设备效率为 90 95 节电率为 40 左右 而 且本系统电气器件配