食品機械設(shè)備網(wǎng)
詳細介紹
AB品牌 1784-KT 工控模塊
AB品牌 1784-KT 工控模塊
-----
-----
引言：
在工業(yè)生產(chǎn)的很多行業(yè)夕涧，都要進行精確的張力控制，保持張力的恒定寒肋，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量刹讹。諸如造紙、印刷印染易麻、包裝职予、電線電纜、光纖電纜暴彻、紡織派男、皮革、金屬箔加工冬魏、纖維帮寻、橡膠、冶金等行業(yè)都被廣泛應(yīng)用赠摇。在變頻技術(shù)還沒有成熟以前固逗，通常采用直流控制，以獲得良好的控制性能藕帜。隨著變頻技術(shù)的日趨成熟烫罩，出現(xiàn)了矢量控制變頻器、張力控制變頻器等一些高性能的變頻器洽故。其控制性能已能和直流控制性能相媲美贝攒。由于交流電動機的結(jié)構(gòu)、性價比时甚、使用隘弊、維護等很多方面都優(yōu)于直流電動機，矢量變頻控制正在這些行業(yè)被越來越廣泛的應(yīng)用荒适，有取代直流控制的趨勢梨熙。
張力控制的目的就是保持線材或帶材上的張力恒定开镣，矢量控制變頻器可以通過兩種途徑達到目的：一、通過控制電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)锯忱；另一種是通過控制電機輸出轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)常籍。
速度模式下的張力閉環(huán)控制
速度模式下的張力閉環(huán)控制是通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速達到張力恒定的。首先由帶（線）的線速度和卷筒的卷徑實時計算出同步匹配頻率指令闰妓，然后通過張力檢測裝置反饋的張力信號與張力設(shè)定值構(gòu)成PID閉環(huán)锨圣，調(diào)整變頻器的頻率指令。
同步匹配頻率指令的公式如下：
F=（V×p×i）/（π×D）
其中：F變頻器同步匹配頻率指令V材料線速度p電機極對數(shù)（變頻器根據(jù)電機參數(shù)自動獲得）i機械傳動比D卷筒的卷徑
變頻器的品牌不同石沸、設(shè)計者的用法不同桨农，獲得以上各變量的途徑也不同，特別是材料的線速度（V）和卷筒的卷徑（D）庵动，計算方法多種多樣捍刑，在此不一一列舉。
這種控制模式下要求變頻器的PID調(diào)節(jié)性能要好暮课，同步匹配頻率指令要準確法洼，這樣系統(tǒng)更容易穩(wěn)定，否則系統(tǒng)就會震蕩椎吼、不穩(wěn)定眠琴。這種模式多用在拉絲機的連拉和軋機的連軋傳動控制中。若采用轉(zhuǎn)矩控制模式姓建，當(dāng)材料的機械性能出現(xiàn)波動诞仓，就會出現(xiàn)拉絲困難，軋機軋不動等不正常情況速兔。
轉(zhuǎn)矩模式下的張力控制
一墅拭、轉(zhuǎn)矩模式下的張力開環(huán)控制
在這種模式下，無需張力檢測反饋裝置涣狗，就可以獲得更為穩(wěn)定的張力控制效果谍婉，結(jié)構(gòu)簡潔，效果較好镀钓。但變頻器需工作在閉環(huán)矢量控制方式穗熬，必須安裝測速電機或編碼器，以便對電機的轉(zhuǎn)速做精確測量反饋丁溅。
轉(zhuǎn)矩的計算公式如下：
T=（F×D）/（2×i）
其中：T變頻器輸出轉(zhuǎn)矩指令F張力設(shè)定指令i機械傳動比D卷筒的卷徑
電機的轉(zhuǎn)矩被計算出來后唤蔗，用來控制變頻器的電流環(huán)，這樣就可以控制電機的輸出轉(zhuǎn)矩窟赏。所以轉(zhuǎn)矩計算非常重要妓柜。這種控制多用在對張力精度要求不高的場合，在我鑫科公司就有廣泛的應(yīng)用禀丁。如精帶公司的脫脂機翼辱、氣墊爐的收卷控制中都采用了這中控制模式。
二跨基、轉(zhuǎn)矩模式下轉(zhuǎn)矩模式下的張力開環(huán)控制
張力閉環(huán)控制是在張力開環(huán)控制的基礎(chǔ)上增加了張力反饋閉環(huán)調(diào)節(jié)吴烹。
通過張力檢測裝置反饋張力信號與張力設(shè)定值構(gòu)成PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，調(diào)整變頻器輸出轉(zhuǎn)矩指令肾俯，這樣可以獲得更高的張力控制精度眨攀。其張力計算與開環(huán)控制相同。不論采用張力開環(huán)模式還是閉環(huán)模式乡纸，在系統(tǒng)加扛聂、減速的過程中，需要提供額外的轉(zhuǎn)矩用于克服整個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量坪秒。如果不加補償栏付，將出現(xiàn)收卷過程加速時張力偏小，減速時張力偏大煞嫩，放卷過程加速時張力偏大组弥，減速時張力偏小的現(xiàn)象。
這種控制模式多用在造紙逗爹、紡織等卷取微張力控制的場合下亡嫌。在我公司尚無需這種控制。
卷徑計算
在所有的模式中都需要用到卷筒的卷徑掘而，大家知道挟冠，在生產(chǎn)過程中開卷機的卷徑是在不斷變小，卷取機的卷徑在不斷變大袍睡，也就是說轉(zhuǎn)矩必須隨著卷徑的變化而變化知染，才能獲得穩(wěn)定的張力控制∨冢可見卷筒的卷徑計算是多么地重要持舆。卷徑的計算有兩中途徑：一種是通過外部將計算好的卷徑直接傳送給變頻器，一般是在PLC中運算獲得伪窖。另一種是變頻器自己運算獲得逸寓，矢量控制型變頻器都具有卷徑計算功能，在大多數(shù)的應(yīng)用中都是通過變頻器自己運算獲得覆山。這樣可以減少PLC程序的復(fù)雜性和調(diào)試難度竹伸、降低成本。
變頻器自己計算卷徑的方法有三種：
1福互、速度計算法：
通過系統(tǒng)當(dāng)前線速度和變頻器輸出頻率計算卷徑刹由。
其公式如下：
D=（i×V）/（π×n）D所求卷徑I機械傳動比n電機轉(zhuǎn)速V線速度
當(dāng)系統(tǒng)運行速度較低時，材料線速度和變頻器輸出頻率都較低鹉鉴，較小的檢測誤差就會使卷徑計算產(chǎn)生較大的誤差妨菩，所以要設(shè)定一個zui低線速度糙枚，當(dāng)材料線速度低于此值時卷徑計算停止，卷徑當(dāng)前值保持不變厚饱。此值應(yīng)設(shè)為正常工作線速度以下檐伞。多數(shù)應(yīng)用場合下的變頻器都使用這種方法進行卷徑計算。
2捕如、度積分法：
根據(jù)材料厚度按卷筒旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進行卷徑累加或遞減切拳，對于線材還需設(shè)定每層的圈數(shù)。
這種方法計算要求輸入材料厚度揩池，若厚度是固定不變的孽倒，可以在變頻器中設(shè)定。此方法在單一產(chǎn)品的生產(chǎn)場合被廣泛應(yīng)用泪桥。
若厚度是需要經(jīng)常變化的救鲤，需要通過人機界面HMI或智能儀表將厚度信號傳送到PLC，由PLC或儀表進行運算后再傳送給變頻器溢豆。這種計算方法可以獲得比較精確的卷徑蜒简。在一般的國產(chǎn)設(shè)備上應(yīng)用較少，我公司的進口設(shè)備漩仙，氣墊爐的收搓茬、放卷控制上就采用這種計算方式。
3队他、模擬量輸入
當(dāng)選用外部卷徑傳感器時卷仑，卷徑信號通過模擬輸入口輸入給變頻器。由于卷徑傳感器的性能麸折、價格锡凝、使用環(huán)境等原因，在國內(nèi)鮮有使用垢啼。
結(jié)束語：
矢量變頻技術(shù)在卷取應(yīng)用中的方法多種多樣窜锯，在當(dāng)前技術(shù)條件下，上述模式是有代表性的芭析。無論是設(shè)計還是維修悄贴，了解你所使用設(shè)備的工作模式和控制特點是非常重要的。變頻技術(shù)還在高速發(fā)展傀掘，新的理論和控制技術(shù)將不斷涌現(xiàn)诈绷，控制模式還將繼續(xù)推陳出新。我們期待著更*圃星、更實用的技術(shù)不斷出現(xiàn)怒央，以此來改變我們的生活。
食品機械設(shè)備網(wǎng)