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1 前言
所有卷繞機都存在一個共同現象,即卷繞物在收卷過程中卷筒越卷越大,卷筒直徑也隨之增大,由線速度和轉速的關係(線速度L=轉速n*∏*D)可知如轉速n不變,隨著直徑D的增大,線速度Lbuduanjiakuai,yincihuizaochengjuanraowuladuandengbuyuanjiandaodejieguo,weimanzushebeikongzhigongyiyaoqiu,dadaohengxiansudukongzhimude,womenyinrubianpinqikongzhilaishixian。name,tongguobianpinqiruhelaishixianne?changjiandekongzhiyuanlishitongguofangzhibianmaqishishijiancexiansuduxinhao,dangjuantongzhijingzengdadaozhixiansudusuizhizengda,xuanzhuanbianmaqijianceshuchugeibianpinqidemaichongzengduo,tongguoyushedingmaichongshubijiao,kongzhibianpinqishuchupinlvjiangdi,congerjiangdidianjizhuansu,dadaohengxiansudukongzhidemude。
本文以台達VE係列變頻器為例,來介紹通過變頻器,是如何實現恒線速度功能的。
2 VE係列變頻器實現恒線速度功能原理
台達VE係列變頻器內含恒線速度功能的典型應用模塊,使用時,大家隻需要調用此模塊,按照模塊框圖設定好對應的參數即可。圖1為典型應用的係統硬件框圖。

圖1 典型應用的係統硬件框圖
從框圖上我們可以看到,VExiliebianpinqisuozhichidehengxiansudugongneng,shitongguobianmaqilaijiancecailiaoshangdeshishixiansudu,congershixianxiansudusixunhuan,manzuxiansuduhengdingdeyaoqiu。xiansududemubiaozhi,yibanshitongguodianweiqihuozhetongxundefangshi,zaibianpinqishangsheding。yishangfangfashizuichangshiyongdefangfa,yeshizuijibendefangfa。
與其他品牌變頻器不同之處在於,台達VE係(xi)列(lie)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)恒(heng)線(xian)速(su)度(du)模(mo)式(shi),在(zai)常(chang)用(yong)方(fang)法(fa)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),引(yin)入(ru)了(le)材(cai)料(liao)卷(juan)徑(jing)的(de)因(yin)素(su),通(tong)過(guo)優(you)良(liang)的(de)算(suan)法(fa),實(shi)時(shi)計(ji)算(suan)材(cai)料(liao)卷(juan)徑(jing),使(shi)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)變(bian)頻(pin)器(qi)能(neng)夠(gou)更(geng)加(jia)清(qing)楚(chu)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai),調(tiao)節(jie)更(geng)容(rong)易(yi)穩(wen)定(ding),參(can)數(shu)設(she)定(ding)也(ye)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)。

圖2 係統框圖
對應係統框圖,我們來看看參數的設定步驟。
步驟一:調用恒線速度的模塊,將參數08-21設定為2。

步驟二:設定線速度命令來源08-25和08-26。

設定線速度回授來源08-27和08-37。


在恒線速度模式下,目前08-27和08-37隻支持脈衝輸入,即08-27=1,08-37=3。
由於需要將編碼器信號轉化為線速度信號,所以我們還需要設定08-40。

設定最高線速度08-38和最低線速度08-39。

步驟三:設定機械相關參數。
機械齒輪比08-23和08-24

卷徑的情況,如最大卷徑08-43,最小卷徑08-44以及當前卷徑08-54


步驟四:設定PID的相關參數



通過以上設定,我們就完成了對恒線速度功能參數的設定。
在(zai)某(mou)些(xie)場(chang)合(he),可(ke)能(neng)無(wu)法(fa)安(an)裝(zhuang)材(cai)料(liao)實(shi)際(ji)線(xian)速(su)度(du)的(de)檢(jian)測(ce)機(ji)構(gou),或(huo)者(zhe)說(shuo)由(you)於(yu)打(da)滑(hua)等(deng)原(yuan)因(yin),容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)飛(fei)車(che)等(deng)危(wei)險(xian)的(de)情(qing)況(kuang)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang),我(wo)們(men)也(ye)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)開(kai)環(huan)的(de)方(fang)式(shi),即(ji)沒(mei)有(you)實(shi)時(shi)的(de)線(xian)速(su)度(du)回(hui)饋(kui)信(xin)號(hao),來(lai)完(wan)成(cheng)恒(heng)線(xian)速(su)度(du)的(de)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)。由(you)於(yu)台(tai)達(da)VE係(xi)列(lie)變(bian)頻(pin)器(qi)內(nei)建(jian)有(you)卷(juan)徑(jing)計(ji)算(suan)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai),在(zai)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong),當(dang)實(shi)際(ji)卷(juan)徑(jing)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi),我(wo)們(men)隻(zhi)要(yao)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)判(pan)斷(duan)出(chu)現(xian)有(you)卷(juan)徑(jing),就(jiu)可(ke)以(yi)調(tiao)整(zheng)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv),從(cong)而(er)達(da)到(dao)線(xian)速(su)度(du)恒(heng)定(ding)的(de)目(mu)的(de),這(zhe)樣(yang)我(wo)們(men)就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)開(kai)環(huan)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)實(shi)現(xian)恒(heng)線(xian)速(su)度(du)的(de)運(yun)行(xing)。
目前VE內建的卷徑計算功能模塊如下:

我們能夠采用的是第一、第二、第三種模式。第二種模式,我們隻需要采用一個帶編碼器的電機即可實現,安裝簡單方便;第一種模式,我們就需要在收卷輥上安裝一個接近開關,主要作用是計算收卷輥旋轉了多少圈;第三種模式,就需要借助專門的檢測裝置了,價格相對較高。這裏需要特別提出的是:使用第一/第二種方式來計算卷徑,有一定的局限性,即需要設定材料厚度,材料厚度不均勻的話,做出來的效果就不會太好;而且對於線材來說,除非每排排列的很整齊,否則也不太適合使用。此種模式比較適合用於材料厚度均勻的片材。
為了達到這種工作模式,我們需要借助於張力死循環速度模式。下麵我們來看看是如何實現的。
張力死循環速度模式的典型應用係統框圖如圖3。


圖3 張力死循環速度模式係統框圖
與我們提到的開環恒線速度相比,以上部分多了PID的部分,所以我們隻需要將PID的功能關閉即可。下麵我們來看看參數的設定步驟。
步驟一:調用恒線速度的模塊,將參數08-21設定為1。

步驟二:設定線速度命令來源08-37。

一般來說,使用模擬量的場合較多,即選項1。
設定最高線速度08-38和最低線速度08-39

步驟三:設定機械相關參數。
機械齒輪比08-23和08-24。

卷徑的情況,如最大卷徑08-43,最小卷徑08-44以及當前卷徑08-54。


對於卷徑計算,我們介紹一下剛才提到的三種方法需要設定的參數。
當08-42=1時,我們需要08-49,08-50,08-51;

當08-42=2時,我們需要08-50,08-51,10-00,10-01;


當08-42=3時,我們隻需要將對應的仿真量端子功能定義為13即可。

步驟四:設定PID的相關參數。
 
由於此模式沒有線速度的回饋,所以關閉PID功能即可,也就是將08-29=0,08-30=0。
3 結束語
以上談到的兩種模式經過分切機的測試,完全能夠達到恒線速度的要求:使用第一種恒線速度模式,隨著實際卷徑的變化,線速度能夠保持與設定值一致,且基本無誤差;使用第二種方式(開環恒線速度模式),實際線速度與設定值的誤差量也很小。客戶對第一種方式表示非常滿意,在要求不高的場合,對第二種方式也可以接受。
作者簡介:
王浩,男,1978年出生,畢業於武漢科技大學自動化專業,目前任職於中達電通變頻器產品開發處,負責台達變頻器新產品的測試、推廣和培訓工作,經驗豐富,知識全麵。
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