咸阳市西门子代理商

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张力速度控制简述

  张力速度模式典型应用如图4，适用于设备配有张力检测反馈装置的场合，变频器根据张力给定和张力反馈信号做PID运算，实时调整电机转速保证线速度同步和张力恒定。在用张力摆杆或浮动辊做反馈时可通过改变PID给定值改变张力大小，也可通过改变机械配重来调整张力大小。典型应用设备有双变频拉丝机。速度控制时软件内部运算逻辑如图5所示。  

图 4 速度控制典型应用

 图 5 速度控制运算逻辑图

  从图5可知速度控制模式主要由PID计算模块、线速度处理模块、卷径计算等模块组成。线速度信号一般通过AI 或HDI接口输入，经过加减速时间形成当前线速度信P19.09，卷径计算模块根据选择的计算方法和相关工艺参数算出当前卷径P26.14，当前线速度信号和当前卷径相除得出基本运行频率P19.05，PID计算模块根据PID反馈信号算出微调频率P19.06，基本频率和PID微调频率相加形成当前电机运行频率，保证设备实时同步和线速恒定。

      3.张力转矩控制简述

  张力转矩模式典型应用如图6所示，适用于设备没有加装张力反馈装置的场合。该模式可根据卷轴卷径变化调整电机输出转矩大小来保持张力恒定，其转速根据材料的线速度自动变化。收卷电机需工作在有PG矢量模式下，所以电机需要加装编码器，该模式无需加装张力反馈装置使设备机械部分更简单，适用于需要高精度张力控制的场合。典型应用设备有：浆纱机、复合机械、分切机等。转矩控制内部控制逻辑如图7所示。

图 6 转矩控制典型应用

图 7 转矩控制运算逻辑

    转矩控制模式主要由线速度处理，张力给定，卷径计算， 转矩补偿等功能模块组成。线速度信号一般通过AI或HDI端口输入，经过加减速时间形成当前线速度信号P19 .09 ，卷径计算模块根据当前线速度和选择的计算方法算出当前卷径P26.14。张力给定信号一般能过AI 端口输入，经过零速偏置和锥度计算形成实际张力给定值P19.16。转矩补偿模块根据设定的静摩擦、动摩擦补偿系数算出转矩补偿值P19.20。当前卷径P26.14乘给定张力P19.16得出基本输出转矩P19.19。基本转矩再和转矩补偿值相加得出终电机输出转矩。

 4.英威腾GD35-07应用举例

  国内某机械公司生产的塑料制袋机共有8台电动机，其中6台放卷，2台牵引。放卷变频器选用英威腾GD35-07产品，牵引选用英威腾GD100产品。设备加工材料为塑料薄膜，塑料制袋机机械传动框图如图8所示。

图 8 塑料制袋机机械传动框图

  制袋机的功能是将多张薄膜加工成食品包装袋。该设备先将6张薄膜复合成2张，2张薄膜然后压在一起形成食品塑料袋的两面，后通过加热设备完成袋子密封。该设备有张力反馈装置，所以6台放卷采用速度张力控制模式， 为保证控制精度放卷变频工作在有PG矢量模式。PLC先发送线速度信号给2台主机，放卷变频跟踪主机线速度信号和摆杆实时位置，算出当前运行频率，保持设备线速度同步。

  塑料制袋机从投入生产以来一直处于24小时连续运行状态，张力控制非常稳定，生产出来的产品质量过硬，为客户带来了良好的经济效益，证明了英威腾GD35变频器在产品性能与可靠性方面完全可以满足薄膜收、放卷设备的生产要求。

  4 英威腾张力控制产品GD200A-03概述

  1.产品概述

  GD200A-03系列产品是在英威腾GD200A系列高性能矢量变频器的硬件控制平台与核心算法基础上，结合线缆行业拉丝机对变频器的特殊要求，开发出来的一款专用产品。软件内置断线检测、卷径计算、抱闸控制、零位变换等拉丝机专用功能模块。采用高性能无PG矢量控制技术， 保证电机良好的低频控制性能。软件内置多种应用宏，使调试步骤更简单。该产品广泛用于大型、中型、小型及微型拉丝机的恒速控制场景中，这里以小型双变频拉丝机为例进行介绍。

  2.双变频拉丝机简介

  双变频拉丝机一般由水箱、塔轮、收线机构、张力摆杆、放线机构、显示仪表等组成。拉丝机的作用是将直径较粗的金属线材加工成直径较细的线材。日常生活中通过拉丝机加工的产品随处可见：电缆、铁丝、漆包线、钢丝绳等。

  拉丝机对变频要求如下：

  • 收线盘卷径变化时，PID控制要稳定;

  • 动态响应要快，控制精度要高;

  • 主机和从机要保证线速度实时同步。

  3.控制方案

  双变频拉丝机一般由两台变频器控制，分别为拉丝变频和收卷变频，拉丝变频控制水箱主电机带动线材在塔轮模具里移动，完成线径由粗变细过程。收卷变频根据张力摆杆反馈的0-10V信号和主机送过来的0-10V线速度信号计算当前运行频率， 实时调整收卷电机转速， 保持设备在加速、恒速、减速过程中线速度同步。控制原理图如图9所示。

图 9 双变频拉丝机控制原理

  4.电气原理如图10所示。

  拉丝机主机速度由外接电位器AI2给定，主机AO1输出运行频率到从机AI3作为线速度给定。张力摆杆电位器信号接从机AI2，从机根据主机线速度和摆杆电位器信号算出当前运行频率。主机和从机都采用端子控制，从机加减速时间一般设为0.1秒。从机有卷径计算卷径复位按钮，收线盘换空盘以后通过此信号让软件内部计算的卷径清零。

  GD200A- 03双变频拉丝机同步方案技术成熟、调试简单、稳定可靠， 经过市场验证完全满足拉丝行业应用需求。