机械网--台达机电产品在自动分条机上成功应用

摘要：本文主要介绍了分条机的用途、工艺要求、控制方式、控制难点和实现的方法、调试进程。重点介绍了如何用台达V系列的变频器实现张力控制。利用V系列变频器实现转矩控制时应当注意的调试步骤、进程及参数的设定。关键字：台达机电；分条机；张力控制；变频器1 引言胶带、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。其中分条机在生产进程中根据不同需要对材料进行切边、分切等。其中分条机（图1）主要用于将宽幅卷材分切成窄幅卷材。分条工艺包括放卷和收卷两个进程。放卷和收卷的张力控制是分条机的关键自动化环节。本案例的方案特点是在原有电控系统的基础上选用变频器实现收放卷转矩控制，到达了理想的效果，在原来的基础上提高了机器工作性能，使机器在高速运转中更趋稳定，操作方便，安全可靠，耐用性强，减轻了劳动强度。图1 多功能贴合复卷分条机

2 系统设计2.1 系统方案系统方案参见系统控制框图（图2）。设备主体选用台达机电系列（表1）图2 系统控制框图

表1 设备主体选型

2.2系统分析收放卷工艺要求恒张力控制。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=F*D/2（F为设定张力，D为当前卷径），因此当设定了张力的大小，由于当前卷径通过计算已得知，所以负载转矩就可以够算出来了。张力控制器能够输出标准的0~10V的模拟量信号，对应异步电机的额定转矩。所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转矩给定。这样在全部收卷的动态进程中，能够保证张力的恒定。在变频器转矩模式下，对速度进行限制。在张力控制模式下，不论直流电机、交换电机还是伺服电机都要进行速度的限制，否则当电机产生的转距能够克服负载转矩而运行时，会产生转动加速度，而使转速不断的增加，终究升速到最高速，就是所谓的飞车。如图2中所示，收放卷的速度是通过主轴B系列变频器的模拟量输出AFM而进行限定的。也就是将主轴B系列的变频器上3-05（模拟信号输出选择）参数设定为03（频率指令输出），如图3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。图3 频率指令输出函数

零速张力控制要求。当收放卷以0Hz运行时，电机的输出轴上有1定的张力输出，且可调。该要求主要是避免当收放卷运转当中停车，再启动时能够保证收放卷的盘头不会松掉。在该控制系统中，可以通过调解张力控制器上的初始张力设定而到达要求。2不满拆迁补偿安置怎么办.3 分条机恒张力原理设计1) 恒张力控制的原理对收放卷进程中恒张力控制的实质是需要知道负载在运行当中卷径的变化，由于卷径的变化，导致为了保持负载的运行，需要电机的输出转矩要跟随着卷径的变化而变化。对与V系列变频器而言拆迁和搬迁是怎么赔偿的，由于能够做转矩控制，因此能够完成收卷恒张力的控制。V系列变频器提供了3路模拟量输入端口，AUI、AVI、ACI。这3路模拟量输入口能够定义为多种功能，因此，可以任选1路作为转矩给定，另外1路作为速度限制。0~10V对应变频器输出0~电机额定转矩，这样通过调解0~10V的电压就能够够完成恒张力的控制。而对分条机，计算卷径的部分是通过张力控制器来计算的，固然用PLC架构来实现也是没有问题的。也就是说，可以通过在人机或文本上设定张力，通过PLC计算卷径，T=F*D/2，所以可以算出需要电机输出的转矩大小，通过模拟量输出接到V系列变频器的转矩给定端就可以够了。2) 同步转速计算由于我们知道变频器工作在低频时，交换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全部进程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下。因此收卷电机有个最低速度的限制。对4极电机而言其同步转速计算以下：n1=60f1/p=>n1=1500r/min=>2HZ/50HZ=N/1500=>n=60rpm/min（f1-为额定频率、p-为极对数、n1-同步转速）3) 限速运行当到达最大卷径时，可以求出收卷全部进程中运行的最低速：V=π*D*n/i=>Vmin=3.14*1.2*60/9=25.12m/min张力控制时，要对速度进行限制，否则会出现飞车，因此要限速运行。4) 张力及转矩的计算如果F*D/2=T/i（F--张力、D--卷径、T--转距、i--减速比），=>F=2*T*i/D对3.7KW的交换电机，其额定转矩的计算以下：T=9550*P/n=>T=24.88N.m所以Fmax=2*24.88*9/0.6=74.64N（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）3 调试进程及参数设定3.1 V系列变频器电机参数的自整定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01-02、电机额定频率参数01-01、分别正确填入数值。4 将参数05-00设定为1，然后按Keypad RUN的命令，此时立即实行电机的自动整定。实行约2min的时间（功率越大，要将加减速时间设定长1些）。5 实行后检查05-02、05-06~05-09、05⑴2、05⑴6~19参数是否是已自动将丈量的数据填入，若没有请再次设定05-00参数，RUN1次。3.2 V系列变频器闭环矢量试运行 将运行方式设定为面板启动，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，视察变频器是否是会报PG报警，如果报PG报警，则将10-01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，视察运行频率是否是在10Hz上下波动，确保闭环矢量运行调试完成。3.3 V系列变频器转距控制参数设定1 主轴VFD037B43A参数设定01-00----------⑸0 最大操作频率01-01----------⑸0 最大电压频率02-00----------⑴第1频率来源（AVI）02-01----------⑴第1运转指令来源（外部端子启动）03-05----------⑶频率指令输出2 收放卷VFD037V43A参数设定。00-04---------⑷0视察上限频率00⑵0---------⑵ 频率指令来源(外部模拟量输入)00⑵1---------⑴ 运转指令来源（外部端子启动）01-00---------⑸0最大操作频率01-01---------⑸0最大电压频率00⑴2---------⑴ 第1加速时间00⑴3---------⑴ 第1减速时间03-00---------⑷ AVI上限频率限定03-02---------⑴ 转距给定03-09---------⑴10 模拟量输入增益（AVI）03⑴1---------⑵00 模拟量输入增益（AUI）10-00---------⑴024编码器线数10-01---------⑴ 编码器方向4 结束语当利用V系列变频器做张力控制时，1定要考量控制介质能承受的张力范围。保证张力控制的范围不能太小，1般张力范围在几百牛顿乃至更大时，用变频器做张力控制是能够满足客户的需要的。如果张力范围太小，是没法用变频器进行张力控制的。由于低转距、小负载时，V系列变频器的性能还是不是是非常好，将转距调到非常小时，电机运转不是很安稳。所以在做类似的利用时还是要了解清楚客户的要求，以免没法到达客户的要求。参考文献［1］VFD-V使用手册.台达［2］VFD-B使用手册.台达［3］任礼维,林瑞光.电机与拖动基础.浙江大学出版社(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章