1 引言
隨著加工紙生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和涂布加工紙?jiān)O(shè)備的更新,在涂布生產(chǎn)過程中對(duì)運(yùn)行在各生產(chǎn)設(shè)備間的紙張張力進(jìn)行檢測(cè)和控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。
涂布機(jī)是在原材料(紙張、布匹、塑料等)上涂上一層選配好的涂料(粘膠、油墨等),并烘干,然后收卷的設(shè)備。在整個(gè)過程中,分為放卷、中間多級(jí)同步控制和收卷幾個(gè)過程。要求工作過程中紙張張力恒定,即線速度恒定。
涂布機(jī)的技術(shù)要求
1.原材料在放卷和收卷時(shí),都必須保持張力恒定
2.放卷與收卷時(shí)不論卷徑如何變化,必須保持平穩(wěn)一致的線速度
3.放卷控制、中間多級(jí)同步控制、收卷控制速度必須同步,避免太松太緊,甚至拉斷原材料的情況。
2 HD50高性能矢量控制驅(qū)動(dòng)器簡介
HD50系列采用模塊化和客戶化設(shè)計(jì),具有出色的開環(huán)矢量和閉環(huán)矢量控制性能,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三相交流異步電機(jī)及三相交流同步電機(jī)控制。
HD50系列內(nèi)置擴(kuò)展功能接口及多種編碼器接口,可以實(shí)現(xiàn)速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、恒張力控制、伺服定位控制,滿足起重機(jī)械、印刷機(jī)械、高端機(jī)床等諸多領(lǐng)域各種復(fù)雜高精度傳動(dòng)的要求,為設(shè)備制造業(yè)客戶提供完善的解決方案。
3 HD50高性能矢量控制驅(qū)動(dòng)器的特色
HD50高性能矢量控制驅(qū)動(dòng)器
1.獨(dú)特的張力控制功能,多種張力控制可選,內(nèi)置卷徑自動(dòng)計(jì)算模塊,先進(jìn)的慣量計(jì)算模塊,張力錐度可靈活調(diào)整,以及斷料自動(dòng)檢測(cè)功能。
2.多種轉(zhuǎn)矩給定方式,轉(zhuǎn)矩控制和速度控制可靈活調(diào)整。
3. 更高性能的VC控制方式,速度控制精度:±0.05% ,速度控制范圍:1:1000 ,轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng):< 50ms
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:180%額定轉(zhuǎn)矩/0Hz。
4.優(yōu)異的電流和電壓控制算法、先進(jìn)的過電流抑制,在任意加減速時(shí)間和任意沖擊負(fù)載條件下,可實(shí)現(xiàn)不過流、不跳閘運(yùn)行。
5. 可驅(qū)動(dòng)同步、異步電機(jī),通過參數(shù)設(shè)置可實(shí)現(xiàn)同步、異步電機(jī)間驅(qū)動(dòng)切換。
6. 有簡易伺服功能,伺服定位模式,主軸定向模式。
7.產(chǎn)品電壓等級(jí)更高,包含500-690v電壓輸出產(chǎn)品。
8.提供豐富的編碼器卡,適配各類編碼器,帶分頻輸出。
4 HD50高性能矢量控制驅(qū)動(dòng)器在涂布機(jī)上的應(yīng)用
方案1 轉(zhuǎn)矩控制模式:隨著卷徑大小所需力不同,通過慣量計(jì)算模塊自動(dòng)調(diào)整,保持線速度恒定。
方案2 卷徑計(jì)算模式:根據(jù)卷徑、材料厚度等參數(shù),內(nèi)置卷徑自動(dòng)計(jì)算模塊調(diào)整,保持線速度恒定。
方案3 PID反饋模式:通過脈沖PID反饋,調(diào)整速度差,保持線速度恒定。
本案例采用方案3,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)為深圳光明新區(qū)某廠,其中收卷變頻器調(diào)試過程及效果如下:
4.1 調(diào)試過程
(1)根據(jù)圖1進(jìn)行配線;
(2)根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置電機(jī)參數(shù);
(3)斷開電機(jī)負(fù)載,利用點(diǎn)動(dòng)(JOG)功能確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向,并更改配線為正向旋轉(zhuǎn);
(4)進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自整定;
(5)設(shè)置最大輸出頻率與上限頻率;
(6)設(shè)置命令給定通道、頻率給通道;
(7)設(shè)置加減速時(shí)間;
(8)設(shè)置端子功能;
4.2 控制信號(hào)配線
控制信號(hào)配線如圖1所示,其中AI1為頻率給定、DI1正轉(zhuǎn)、DI3反轉(zhuǎn)、DI6為脈沖PID反饋輸入。
4.3 最終參數(shù)設(shè)置
4.4 實(shí)際效果
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,當(dāng)收卷至600m左右時(shí),卷徑變化較小PID脈沖反饋量小,平穩(wěn)收卷,涂布均勻。600m到1200m中卷徑變化大,通過PID脈沖反饋,及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速,保持線速度恒定,得到了很好的涂布效果。工作效率在原來傳統(tǒng)的方式上提高了20%以上,操作方式上減小了對(duì)操作人員技能的依賴性,在自動(dòng)化程度上得到了很大的提高,得到了用戶較高的評(píng)價(jià)。
4.5 調(diào)試注意事項(xiàng)
1.需要精確獲得電機(jī)參數(shù),因此需正確輸入電機(jī)銘牌值,并進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自整定。
2.需要低頻起動(dòng)力矩大,只需將F09.07設(shè)為0(自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升)即可滿足要求。
5 結(jié)束語
HD50高性能矢量控制驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成功應(yīng)用在包裝機(jī)械領(lǐng)域,其優(yōu)越的性能(低頻轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,穩(wěn)態(tài)精度高,操作靈活方便,功能保護(hù)全)和多樣化的控制方案,以及高可靠性得到了充分的驗(yàn)證,完全滿足涂布機(jī)工藝控制要求。
文章轉(zhuǎn)自《控制與傳動(dòng)》 2013年第三期