四方變頻器在吹膜機收卷上的應用

　　工控摘要：吹膜機是一種將塑料粒子加熱融化并吹成薄膜的設備，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，保證質量，因此收卷時必須采用恒張力控制。
　　
　　目前行業內主要使用力矩電機來實現上述控制，但在使用過程中存在著需手動調節，操作不方便，長時間運行時力矩電機發熱較高，其控制器較易損壞，可靠性不高的缺點。本文擬結合四方V360變頻器，介紹一種針對吹膜機收卷的恒張力控制系統，在保證收卷工藝的同時可顯著提高設備的操作簡易性和可靠性。
　　
　　唐山變頻器吹膜機收卷工藝介紹
　　
　　在整個收卷過程中都必須保持恒定的張力，且無需人工調節；
　　
　　空卷啟動時不能張力過大，防止薄膜起皺，滿盤運行時不能張力過小，防止薄膜卷取過松；
　　
　　系統響應靈敏，加、減速過程中能夠根據前級速度及張力的變化快速調節，保證張力恒定；
　　
　　要求將張力量化，即能根據不同薄膜生產的工藝要求來設定張力大小。
　　
　　針對以上的幾點要求，利用V360變頻器設計了如下的控制系統。
　　
　　控制方案
　　
　　如下圖1所示，收卷的恒張力控制，是由系統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，經過PID控制器的自動運算，變頻器改變輸出頻率從而調節收卷電機的運行速度以維持張力恒定。實際上，這是一種直接張力控制方式，因為PID的調節是基于張力傳感器反饋值進行運算的，其反饋值的大小直接反應了收卷過程中張力的大小，所以可實現恒張力控制的要求。
　　
　　圖1
　　
　　系統原理框圖、接線圖及控制原理說明
　　
　　系統原理框圖如下圖2所示：
　　
　　圖2
　　
　　系統接線圖如下圖3所示：
　　
　　圖3
　　
　　系統采用閉環矢量模式，將PID輸出作為轉矩給定。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定為PID給定值。系統運行過程中始終將反饋信號與給定值做比較，PID控制器根據其差值自動運算，以PID的輸出值來確定電機當前的輸出轉矩，從而改變變頻器的輸出頻率以調節收卷電機的轉速，保證收卷過程中薄膜張力的恒定。
　　
　　變頻器參數設置表
　　
　　功能代碼名稱出廠值設定值
　　
　　F0.0.09電機類型與控制模式選擇00000010
　　
　　F3.0.00多功能輸入端子DI1015
　　
　　F3.0.01多功能輸入端子DI2016
　　
　　F3.0.02多功能輸入端子DI3722
　　
　　F7.0.00過程PID功能選擇00000102
　　
　　F7.0.02過程PID設定通道106
　　
　　F7.0.13與*反饋對應的模擬反饋量5.002.5
　　
　　F7.0.17比例增益2.00.1
　　
　　F7.0.18積分時間20.05.0
　　
　　F8.3.39轉矩控制模式選擇01
　　
　　F8.3.40轉矩指令通道選擇07
　　
　　F8.3.45正向轉速限制數值1500750
　　
　　F8.3.46反向轉速限制數值1500750
　　
　　F8.3.47轉矩設定限制設置00000202
　　
　　F8.3.48zui小轉矩限定1-200-100
　　
　　F8.3.49zui小轉矩限定2-200-100
　　
　　F8.3.50zui大轉矩限定120010
　　
　　F8.3.51zui大轉矩限定2200100
　　
　　F8.3.52轉矩零點偏置0.05.0
　　
　　FF.0.00FF配置參數鎖定功能00000001
　　
　　FF.0.01虛擬輸出節點定義（SDO1）057
　　
　　FF.0.02虛擬輸出節點定義（SDO2）057
　　
　　FF.0.09虛擬輸入功能定義（SDI1）035
　　
　　FF.0.10虛擬輸入功能定義（SDI2）036
　　
　　唐山變頻器結束語
　　
　　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，該方案可使收卷過程中薄膜張力非常穩定，并能根據前級速度及收卷過程中張力的變化自動調節，對于具有多個收卷系統的機型還可實現相互間的平穩切換，整個系統運行穩定可靠，目前已成功的應用于多個吹膜機收卷系統中。