引言
吹膜機(jī)是一種將塑料粒子加熱融化并吹成薄膜的設(shè)備，主要由吹膜和收卷兩部分組成。其中收卷部分的作用是將吹制出的薄膜卷取成卷，并使成卷的薄膜平整無皺紋, 卷邊整齊, 卷軸上的薄膜要松緊適中，以防止薄膜拉伸變形，保證質(zhì)量，因此收卷時(shí)必須采用恒張力控制。目前行業(yè)內(nèi)主要使用力矩電機(jī)來實(shí)現(xiàn)上述控制，但在使用過程中存在著需手動(dòng)調(diào)節(jié)，操作不方便，長時(shí)間運(yùn)行時(shí)力矩電機(jī)發(fā)熱較高，其控制器較易損壞，可靠性不高的缺點(diǎn)。本文擬結(jié)合四方V360變頻器，介紹一種針對吹膜機(jī)收卷的恒張力控制系統(tǒng)，在保證收卷工藝的同時(shí)可顯著提高設(shè)備的操作簡易性和可靠性。
吹膜機(jī)收卷工藝介紹
1. 在整個(gè)收卷過程中都必須保持恒定的張力，且無需人工調(diào)節(jié);
2. 空卷啟動(dòng)時(shí)不能張力過大，防止薄膜起皺，滿盤運(yùn)行時(shí)不能張力過小，防止薄膜卷取過松;
3. 系統(tǒng)響應(yīng)靈敏，加、減速過程中能夠根據(jù)前級速度及張力的變化快速調(diào)節(jié)，保證張力恒定;
4. 要求將張力量化，即能根據(jù)不同薄膜生產(chǎn)的工藝要求來設(shè)定張力大小。
針對以上的幾點(diǎn)要求，利用V360變頻器設(shè)計(jì)了如下的控制系統(tǒng)。
控制方案
如下圖1所示，收卷的恒張力控制，是由系統(tǒng)中的張力傳感器輸出電壓信號回饋給變頻器的PID控制系統(tǒng)，經(jīng)過PID控制器的自動(dòng)運(yùn)算，變頻器改變輸出頻率從而調(diào)節(jié)收卷電機(jī)的運(yùn)行速度以維持張力恒定。實(shí)際上，這是一種直接張力控制方式，因?yàn)镻ID的調(diào)節(jié)是基于張力傳感器反饋值進(jìn)行運(yùn)算的，其反饋值的大小直接反應(yīng)了收卷過程中張力的大小，所以可實(shí)現(xiàn)恒張力控制的要求。
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吹膜機(jī)收卷上的應(yīng)用" src="http://ftp.ruigongye.com/2013-6/2013062409250800001.jpg" height="300" width="534">
圖1
系統(tǒng)原理框圖、接線圖及控制原理說明
系統(tǒng)原理框圖如下圖2所示：
圖2
系統(tǒng)接線圖如下圖3所示：
圖3
系統(tǒng)采用閉環(huán)矢量模式，將PID輸出作為轉(zhuǎn)矩給定。張力傳感器的反饋信號接入模擬輸入AI1(0～10V)，將期望的張力值按百分比設(shè)定為PID給定值。系統(tǒng)運(yùn)行過程中始終將反饋信號與給定值做比較，PID控制器根據(jù)其差值自動(dòng)運(yùn)算，以PID的輸出值來確定電機(jī)當(dāng)前的輸出轉(zhuǎn)矩，從而改變變頻器的輸出頻率以調(diào)節(jié)收卷電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證收卷過程中薄膜張力的恒定。
變頻器參數(shù)設(shè)置表
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功能代碼
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名稱
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出廠值
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設(shè)定值
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F0.0.09
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電機(jī)類型與控制模式選擇
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0000
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0010
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F3.0.00
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多功能輸入端子DI1
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0
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15
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F3.0.01
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多功能輸入端子DI2
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0
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16
|
|
F3.0.02
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多功能輸入端子DI3
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7
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22
|
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F7.0.00
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過程PID功能選擇
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0000
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0102
|
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F7.0.02
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過程PID設(shè)定通道1
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0
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6
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F7.0.13
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與100%反饋對應(yīng)的模擬反饋量
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5.00
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2.5
|
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F7.0.17
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比例增益
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2.0
|
0.1
|
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F7.0.18
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積分時(shí)間
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20.0
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5.0
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F8.3.39
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轉(zhuǎn)矩控制模式選擇
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0
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1
|
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F8.3.40
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轉(zhuǎn)矩指令通道選擇
|
0
|
7
|
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F8.3.45
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正向轉(zhuǎn)速限制數(shù)值
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1500
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750
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F8.3.46
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反向轉(zhuǎn)速限制數(shù)值
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1500
|
750
|
|
F8.3.47
|
轉(zhuǎn)矩設(shè)定限制設(shè)置
|
0000
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0202
|
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F8.3.48
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最小轉(zhuǎn)矩限定1
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-200
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-100
|
|
F8.3.49
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最小轉(zhuǎn)矩限定2
|
-200
|
-100
|
|
F8.3.50
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最大轉(zhuǎn)矩限定1
|
200
|
10
|
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F8.3.51
|
最大轉(zhuǎn)矩限定2
|
200
|
100
|
|
F8.3.52
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轉(zhuǎn)矩零點(diǎn)偏置
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0.0
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5.0
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FF.0.00
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FF配置參數(shù)鎖定功能
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0000
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0001
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FF.0.01
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虛擬輸出節(jié)點(diǎn)定義（SDO1）
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0
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57
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FF.0.02
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虛擬輸出節(jié)點(diǎn)定義（SDO2）
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0
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57
|
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FF.0.09
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虛擬輸入功能定義（SDI1）
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0
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35
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FF.0.10
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虛擬輸入功能定義（SDI2）
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0
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36
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結(jié)束語
本文介紹了一種基于四方V360矢量型變頻器的恒張力收卷控制系統(tǒng)，該方案可使收卷過程中薄膜張力非常穩(wěn)定，并能根據(jù)前級速度及收卷過程中張力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，對于具有多個(gè)收卷系統(tǒng)的機(jī)型還可實(shí)現(xiàn)相互間的平穩(wěn)切換，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，目前已成功的應(yīng)用于多個(gè)吹膜機(jī)收卷系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn)：
《V360系列高性能矢量變頻器說明書》 深圳市四方電氣技術(shù)有限公司
