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3.2 臺達BW系列變頻器應用設計
基于臺達BW系列變頻器的恒張力控制系統如圖6所示。
圖6 BW系列變頻器恒張力控制系統
整個系統由12臺2.2kw電機構成，每臺電機由一臺2.2kw BW系列臺達卷取工藝客制化專用變頻器控制，由于臺達BW系列變頻器具有收放卷專用控制功能，不需要依靠PLC就能夠完成恒張力控制，具有自動卷徑計算以及PID自動調整功能，所以在此系統中能夠獨立完成對放卷動作的控制，其中變頻器AMD1-AMD10需要配置PG-03卡完成速度檢測及反饋閉環。張力控制由變頻器來完成，臺達BW系列變頻器的AVI端子接受張力棍的張力輸入信號，經過變頻器內部的預設張力平衡參數比對計算，對張力誤差做出放卷速度的獨立張力實時控制。PLC只負責給定啟動信號以及完成一些輔助動作。
⑴ 牽伸機構接線圖7所示。
圖 7 BW變頻器恒張力牽引控制
AMD11牽引變頻器中AVI為主調速信號，通過一個可調電位器接入；DFM為頻率數字輸出，對應實際輸出頻率H（也可選擇對應給定頻率F），作為實際線速度信號提供給AMD10變頻器。AMD10牽伸變頻器中AVI為擺桿信號，做為PID的反饋量進行微調；PG03中-B接受上級發送的線速度信號作為理論頻率的計算基礎；DFM信號作為實際線速度信號傳送給下一級。牽伸變頻器控制的塔輪直徑固定，通過參數設定。FWD為運轉信號，統一由PLC給定；MI6為1/2加減速信號，作為急停時使用。
⑵ 收卷機構接線圖八8所示。
圖8 BW變頻器恒張力收卷控制
AMD11牽引變頻器中AFM為模擬量輸出信號，對應實際輸出頻率H，作為實際線速度信號提供給AMD12變頻器。AMD12收卷變頻器中AVI為擺桿信號，做為PID的反饋量；MI1為卷徑復位開關，當收卷棍換棍時需要進行卷徑復位操作。由于收卷變頻器控制的收卷棍直徑會變化，所以需要打開卷徑自動計算功能。BW系列變頻器能夠自動計算當前卷徑。
3.3 臺達BW張力控制變頻器參數調試
⑴ 設置電機銘牌參數。由于對電機低速特性有要求，所以需要使用向量控制方式。調試時需要對電機進行自整定。
⑵設置機械齒輪比。按照機械實際情況填寫齒輪比。
⑶計算理論線速度。由于本機器設計的最高線速度（牽引輪）為2.5m/s，根據公式計算，牽引 變頻器工作在47hz就能夠滿足要求，于是將牽引變頻器的工作范圍定在0-50hz。有了這個基礎線速度，根據客戶提供的模具尺寸，就可以計算出每個塔輪上的理論線速度；根據理論線速度就可以計算出每臺變頻器的最高工作頻率。假設客戶按照下表的模具尺寸數據來選用：
|
模具位置 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
直徑（mm） |
1.36 |
1.33 |
1.3 |
1.27 |
1.24 |
1.21 |
1.18 |
1.15 |
1.12 |
1.09 |
1.06 |
則對應的每級牽伸的理論線速度如下表數據：
|
塔輪 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
線速度（m/s） |
1.54 |
1.61 |
1.68 |
1.76 |
1.85 |
1.94 |
2.04 |
2.15 |
2.27 |
2.40 |
2.53 |
對應電機的最高工作頻率如下表數據：
|
電機 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
最高頻率（hz） |
78 |
71 |
68 |
66 |
60 |
59 |
55 |
55 |
51 |
48 |
47 |
表四
⑷PID參數的設置。根據實際運行情況，測試出一組合適的PID參數填入到相關變頻器中。
4 結束語
經過在客戶處長期的實際拉絲運行，整機已經得到客戶的認可。通過與使用國外知名品牌元件的控制設備相比，在保證性能上一致的前提下，加工效率比其提高1/3，成本上也有大幅降低。
2008-1-20
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