四方變頻器伸線機上的應(yīng)用
發(fā)布時間:2019-08-02 16:19:29來源:
一、前言
雙變頻伸線機為電線電纜的主要加工設(shè)備,它的加工對象主要為金屬銅、鋁、以及銅包鋁等。簡單工作流程:通過主拉電機,控制機械機構(gòu)傳動內(nèi)導(dǎo)輪,牽引金屬線經(jīng)過多道拉絲模,逐級牽伸,達到產(chǎn)品目標直徑規(guī)格。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,通過張力桿動態(tài)平衡,達到調(diào)節(jié)絲線直徑均勻的目的。保證張力桿的平衡,是保證線徑均勻,保證好的產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件,而張力桿的平衡穩(wěn)定度,完全由卷繞電機的速度決定,為了實現(xiàn)其動態(tài)平衡和穩(wěn)定,卷繞電機速度控制使用簡單的開環(huán)控制和普通PID調(diào)節(jié)是遠遠達不到要求的。因此,現(xiàn)有市場上針對此,有不同的控制方案:
1、使用PID控制板:PID控制板有不同的應(yīng)用形式,部分國產(chǎn)甚至國外的變頻廠家,在早期為推廣使用其變頻器,專門制作了PID反饋板,在應(yīng)用時,由于作為一個變頻器的附屬產(chǎn)品,通用性較差。而部分拉絲廠家工程師在深入研究了拉絲機的各項性能和功能后,也有推出針對拉絲設(shè)備的PID控制板,很多方案甚至使用人性化界面設(shè)計,此類控制方案通用性較強,也應(yīng)用較廣,但是控制板的電子元器件參數(shù)調(diào)試不夠方便,為達到調(diào)節(jié)穩(wěn)定度的目的,必須讓直接客戶在使用過程中不斷進行參數(shù)修正以優(yōu)化性能。而部分硬件實現(xiàn)的PID控制板由于電子元器件隨溫度等外界環(huán)境的變化而變化,導(dǎo)致PID參數(shù)變化,需要隨時維護。
2、使用外部PLC控制:這種方式的控制多見于部分大型拉絲機制造廠家,PID算法與PLC內(nèi)部集成,穩(wěn)定性比較好,也比較可靠,但是PLC的應(yīng)用增加了系統(tǒng)本身的造價和成本,在綜合考慮成本和性能上面,此方案的選擇并非比較佳選擇。
3、使用單片機控制系統(tǒng):單片機系統(tǒng)可做到控制的人性化,將系統(tǒng)PID功能集成于MCU的軟件里面,通過友好人機界面,實現(xiàn)拉絲設(shè)備方便操作,方便維護,但是此種方案涉及到比較復(fù)雜的軟硬件開發(fā),而且開發(fā)周期較長,難以推廣。
4、使用拉絲機專用卷繞變頻器。拉絲機專用變頻器的較早出現(xiàn)于國外和我國的臺灣地區(qū),將卷繞功能的前饋PID集成于變頻器的軟件算法,通過優(yōu)化專用的參數(shù)設(shè)置,便可實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的運行。這種方式是市場上應(yīng)用比較廣,也是比較值得推廣的方案,但是此種方案的國產(chǎn)專用變頻器在早期的推廣遇到了不小的阻礙,主要是由于產(chǎn)品本身的性能和穩(wěn)定性達不到部分現(xiàn)場的要求,部分客戶暫時難以接受。隨著國產(chǎn)變頻器的應(yīng)用逐步深入高端場合,其穩(wěn)定性和使用性能也被已經(jīng)完全被市場接受,加上國產(chǎn)變頻器的服務(wù)到位,較之國外廠家有不小的優(yōu)勢,也使國產(chǎn)變頻器的市場份額越來越大,使用越來越廣。
二、四方E380產(chǎn)品功能特點:
E380系列變頻器是四方電氣技術(shù)有限公司于2007年年初推出的集成型產(chǎn)品,在E350系列的基礎(chǔ)上,改進完善了硬件和軟件設(shè)計,集成了多種專用功能,針對拉絲機行業(yè),E380改進了PID設(shè)計,通過算法融入主拉機頻率的前饋PID設(shè)計,實現(xiàn)了主機和卷繞的穩(wěn)定同步,達到收線張力的動態(tài)平衡。針對客戶現(xiàn)場模擬量信號的誤差較大以及電壓模擬量抗干擾性差的特點,E380系列拉絲專用功能獨特RS485數(shù)字通訊進行聯(lián)動控制的方式,在很大程度上克服了模擬信號傳輸?shù)娜毕荨?/p>
E380系列拉絲專用軟件特點:
1、 內(nèi)置前饋PID功能,無需外部PLC,MCU控制系統(tǒng),PID控制板。
2、 自適應(yīng)PID參數(shù)調(diào)整,變頻器自動優(yōu)化PID參數(shù)調(diào)節(jié)性能。
3、 簡單易懂的拉絲專用參數(shù)組,大大減少客戶調(diào)試時間和難度。
4、 轉(zhuǎn)速檢測和顯示,線長計長設(shè)定、檢測、顯示等功能,可節(jié)省客戶轉(zhuǎn)速顯示表,計米表等設(shè)備成本。
5、 多種斷線檢測和報警方式,避免出現(xiàn)意外情況下的事態(tài)擴大。
6、 RS485聯(lián)動控制,且可隨意調(diào)節(jié)的聯(lián)動比例,增加了聯(lián)動信號的精度,更易于實現(xiàn)張力桿的穩(wěn)定控制。
7、 集成化的軟件設(shè)計,模塊化軟件設(shè)計,可切換到通用模式。
三、拉絲機系統(tǒng)實現(xiàn)方案:
方案1:四方E380變頻器為主拉驅(qū)動和卷繞驅(qū)動,主拉與卷繞的頻率信號通過RS485聯(lián)動。
方案2:使用東元7200系列做主拉變頻器,通過四方E380拉絲專用變頻器替代PID控制板。主拉與卷繞通過主機(東元變頻器)模擬信號輸出,卷繞(四方變頻器)模擬信號讀取進行頻率同步。
四、方案介紹:
下面,將此兩種方案逐一進行詳細介紹。
方案一 四方變頻器聯(lián)動控制方案
一、系統(tǒng)控制簡圖:二、外部元器件功能說明:
名稱 | 功能描述 | 名稱 | 功能描述 |
R1 | 系統(tǒng)頻率設(shè)定電位器 | R2 | 從機制動電阻 |
R3 | 張力桿高 | S1 | 主機點動腳踏開關(guān) |
S2 | 主機啟動自鎖按鈕 | S3 | 主機,從機復(fù)位觸發(fā)按鈕 |
S4 | 外部急停機械自鎖按鈕 | S5 | 擺桿位置檢測接近開關(guān) |
MC1 | 抱閘控制輸出繼電器 | MC2 | 排線啟動控制輸出繼電器 |
三、功能描述和實現(xiàn)方法:
1、主機點動獨立控制
初次穿線或者在由于偶然因素導(dǎo)致斷線時,需要單獨控制主拉機牽引滑輪運轉(zhuǎn),此時應(yīng)避免啟動卷繞機。
實現(xiàn)方法:通過多功能端子X1實現(xiàn)主機點動輸入,點動頻率不同步可通過參數(shù)設(shè)置。
主機參數(shù)設(shè)置:F3.0=6,F(xiàn)9.3=*1*1。
2、卷繞機的啟動控制
卷繞電機的運行應(yīng)與主機保持同步,但是啟動過程為了保持啟動平滑,可通過RS485通訊,使卷繞機在主機運行到一定頻率后開始執(zhí)行卷繞操作。使用四方專用卷繞功能,不需要給出單獨的啟動控制指令,而可通過主機RS485通訊控制,只需要設(shè)定從機的起始頻率。
卷繞機參數(shù)設(shè)置:F8.1=2。
3、主從頻率聯(lián)動
主機與從機的頻率存在一定的對應(yīng)關(guān)系,四方變頻器可以自適應(yīng)地尋找主從頻率對應(yīng)比,但合理的設(shè)置主從聯(lián)動比例和機械傳動比,可以使拉絲機較快進入穩(wěn)定狀態(tài)。使用RS485通訊,實現(xiàn)主機與從機的頻率信號信息互享,從機根據(jù)主機的當(dāng)前頻率,根據(jù)其自動搜尋的頻率比,確定前饋PID的基頻。
主機參數(shù)設(shè)定:F9.0=0014,F(xiàn)9.3=1111,F(xiàn)9.5=1.0。
從機參數(shù)設(shè)定:F9.0=0014,F(xiàn)0.1=2。
注意事項:主機必須以輸出頻率做為同步頻率源,不能以設(shè)定頻率作為頻率源,否則會導(dǎo)致前饋PID算法誤差較大,而出現(xiàn)卷繞平衡桿不穩(wěn)定。
4、主機速度頻率給定。
主拉變頻器的速度,決定了整個拉絲機系統(tǒng)的工作效率,為方便現(xiàn)場操作,主機變頻器頻率設(shè)定通過外接電位器實現(xiàn)。系統(tǒng)上限頻率80Hz,通過VC2模擬輸入,調(diào)節(jié)電位器,實現(xiàn)0-80Hz的范圍調(diào)頻。
主機參數(shù)設(shè)定:F0.1=5,F(xiàn)0.8=80,F(xiàn)2.2=0,F(xiàn)2.3=10,F(xiàn)2.8=0,F(xiàn)2.9=80,F(xiàn)0.10=50,F(xiàn)0.11=50。
注意事項:為保證效率,主機的上限頻率設(shè)置到80Hz,但主機的加減速時間不宜過短,需要設(shè)定在40S-100S。
5、排線機啟動控制:
排線機是為了均勻整齊將金屬絲排繞的目的而使用,在卷繞速度一定時,也必須保證排線機的速度均勻,現(xiàn)有的排線機一般都通過工頻電機驅(qū)動,需要注意的只是在卷繞機啟動后,及時啟動排線機,本系統(tǒng)中,使用集電極端子OC1輸出,當(dāng)卷繞從機高于2Hz時,驅(qū)動輔助繼電器實現(xiàn)。
卷繞機參數(shù)設(shè)定:F3.6=2,F(xiàn)3.10=2,F(xiàn)3.11=0.1。
6、卷繞機的張力反饋:
張力桿的穩(wěn)定度是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。如果張力桿不穩(wěn)定,產(chǎn)品的線徑均勻度不夠,將嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)。與大部分系統(tǒng)相似,通過張力桿帶動一高精度電位器,電位器的反饋信號反應(yīng)了擺桿的位置,通過變頻器的5V電平輸出供應(yīng)電源,反饋輸入接入VC1。
卷繞機參數(shù)設(shè)定:F0.0=0001,F(xiàn)2.0=0,F(xiàn)2.1=5,F(xiàn)7.0=0,F(xiàn)7.1=0021,F(xiàn)8.11=50。
注意事項:并非每個現(xiàn)場的平衡位置都位于中心點,為方便確定平衡點,四方卷繞機專用變頻器可通過監(jiān)控D-9監(jiān)測當(dāng)前擺桿位置,可在調(diào)試前確定平衡位置后,再相應(yīng)設(shè)定參數(shù)值。
7、線速度檢測功能,計米功能實現(xiàn)
卷繞機的線速度檢測一般通過導(dǎo)輪的接近開關(guān)實現(xiàn),通過檢測接近開關(guān)的輸入頻率,實現(xiàn)計米功能和自動計長功能。四方卷繞專用變頻器的頻率速度檢測可以低之1Hz以內(nèi),完全達到系統(tǒng)精度需求。
卷繞機參數(shù)設(shè)定:F8.8=4,F(xiàn)2.6=0,F(xiàn)2.7=0.2。
注意事項:卷繞機的線速度是對應(yīng)的比較大線速度需要根據(jù)導(dǎo)輪的半徑具體計算。當(dāng)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動一圈,接近開關(guān)輸出一個脈沖時的計算方法如下:F8.9=2*(3.14)*R*(F2.7)*1000,其中R為導(dǎo)輪的半徑,單位為m,F(xiàn)8.9的單位為m/S。
8、斷線故障檢測以及抱閘信號輸出
斷線檢測功能是為了系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)故障,及時停機檢測,一般采用接近開關(guān)信號輸入檢測,為了防止誤檢測,從機需要正確設(shè)定下列參數(shù):
參數(shù)設(shè)定:F8.12=1,F(xiàn)8.13=10,F(xiàn)8.14=20,F(xiàn)8.15=2,F(xiàn)8.16=1,F8.17=1,F(xiàn)8.18=7,F(xiàn)8.20=7S,F(xiàn)3.7=21。
當(dāng)變頻器斷線檢測功能在從機高于10Hz,延時2秒以后,且擺桿位置低于20%時間1秒以上有效。當(dāng)卷繞機檢測到斷線故障時,需要及時輸出抱閘信號到機械系統(tǒng),實現(xiàn)緊急停車,此時變頻器自由停車,使用OC2信號輸出功能。
9、卷繞機停機參數(shù)設(shè)定:
卷繞機在停機過程中,當(dāng)頻率較低時候,反饋系統(tǒng)較容易不穩(wěn)定,為了保證停機時避免較大的張力桿擺幅而造成斷線,一般在低于一定頻率時候,對卷繞機采用直流制動停機方案。
參數(shù)設(shè)定:F8.19=1.5Hz,F(xiàn)8.20=7。
10、平滑啟動功能:
卷繞機在啟動時,由于算法中預(yù)先給定了前饋頻率,容易造成啟動速度沖擊而使張力桿不穩(wěn)定。四方E380拉絲專用變頻器優(yōu)化了啟動過程的算法,通過參數(shù)F8.0合適的設(shè)置,可以達到平穩(wěn)啟動,起停基本不斷線的功能。
四、參數(shù)表:
四方變頻器主機參考參數(shù)設(shè)置表:
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F0.0 | 運行模式 | 0 | 0 | 使用通用模式 |
F0.1 | 頻率通道 | 2 | 5 | 選擇VC2作為頻率設(shè)定 |
F0.4 | 運行命令方式 | 0002 | 0001 | 外部端子控制起停 |
F0.6 | 轉(zhuǎn)向控制 | 0010 | 0010 | 反向防止有效 |
F0.7 | 下限頻率 | 0 | 0 | 下限頻率0 |
F0.8 | 上限頻率 | 50 | 80 | 上限頻率80 |
F0.10 | 加速時間1 | 1 | 50 | 加速時間50 |
F0.11 | 減速時間1 | 1 | 50 | 減速時間50 |
F2.1 | 模擬量比較小值 | 0 | 0 | 比較小模擬量輸入0 |
F2.2 | 模擬量比較大值 | 10 | 10 | 比較大模擬量輸入10 |
F2.8 | 比較小對應(yīng)頻率 | 0 | 0 | 比較小模擬量對應(yīng)頻率0 |
F2.9 | 比較大對應(yīng)頻率 | 50 | 80 | 比較大模擬量對應(yīng)頻率80 |
F3.0 | X1功能 | 1 | 6 | X1點動控制 |
F3.1 | X2功能 | 16 | 17 | X2外部故障輸入 |
F3.2 | X3功能 | 3 | 16 | X3自由停機指令 |
F9.0 | 通訊設(shè)置 | 0014 | 0014 | 通訊基本設(shè)置 |
F9.3 | 通訊設(shè)置 | 0010 | 1111 | 主機通訊設(shè)置 |
四方變頻器從機對應(yīng)參數(shù)表:
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F0.0 | 模式選擇 | 0001 | 0001 | 拉絲專用模式 |
F0.1 | 頻率輸入通道 | 2 | 2 | RS485頻率輸入選擇 |
F0.4 | 運行命令通道 | 0002 | 0002 | RS485起停控制選擇 |
F0.6 | 轉(zhuǎn)向控制 | 0010 | 0010 | 反向防止有效 |
F0.7 | 下限頻率 | 0 | 0 | |
F0.8 | 上限頻率 | 50 | 80 | 上限頻率設(shè)定為80Hz |
F0.10 | 加速時間 | × | 1 | 加速時間1S |
F0.11 | 減速時間 | × | 1 | 減速時間1S |
F2.0 | VC1輸入下限 | 0 | 0 | 擺桿反饋電壓比較小0V |
F2.1 | VC1輸入上限 | 5 | 4.5 | 擺桿反饋電壓比較大4.5V |
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F2.6 | PLS輸入下限 | 0 | 0 | 線速度脈沖比較小0Hz |
F2.7 | PLS輸入上限 | 10 | 0.2 | 線速度脈沖比較大200Hz |
F3.0 | 輸入端子1選擇 | 1 | 34 | 斷線接近開關(guān)輸入端子 |
F3.1 | 輸入端子2選擇 | 16 | 17 | 外部故障急停 |
F3.6 | 輸出端口1選擇 | 0 | 2 | OC1選擇排線機輸出 |
F3.7 | 輸出端口2選擇 | 22 | 22 | OC2抱閘輸出 |
F3.8 | 繼電器輸出 | 16 | 16 | 變頻器故障輸出 |
F3.10 | FDT水平設(shè)定 | 2 | 2 | 排線機2Hz啟動 |
F3.11 | FDT輸出延遲 | 0.1 | 0.1 | 排線機延遲0.1S |
F4.5 | 斷線等待時間 | 0.1 | 0.1 | 斷線后等待0.1秒輸出抱閘 |
F4.17 | 第二加速時間 | 1 | 0.7 | PID環(huán)加速時間 |
F4.18 | 第二減速時間 | 1 | 0.7 | PID環(huán)減速時間 |
F7.0 | PID反饋通道 | 1 | 0 | 反饋桿通道選擇VC1 |
F7.1 | PID功能設(shè)置 | 0021 | 0021 | 根據(jù)運行頻率調(diào)整PID |
F7.2 | 比例增益1 | 1 | 0.95 | 比例增益1為0.95 |
F7.3 | 積分時間1 | 10 | 10 | 積分時間常數(shù)1為10 |
F7.4 | 微分時間1 | 2 | 4 | 微分時間常數(shù)1為4 |
F7.5 | 比例增益2 | 1 | 0.5 | 比例增益2為0.5 |
F7.6 | 積分時間2 | 15 | 20 | 積分時間常數(shù)2為20 |
F7.7 | 微分時間2 | 5 | 4 | 微分時間常數(shù)2為4 |
F7.8 | PID上限限幅 | 20 | 20 | PID限幅20 |
F8.0 | 啟動延時增益 | 10 | 8 | 啟動延遲為8 |
F8.1 | 起始動作頻率 | 6 | 1.5 | 等待主機頻率1.5HZ后啟動 |
F8.8 | 線速度輸入源 | 0 | 4 | 脈沖輸入 |
F8.9 | 比較大線速度 | 2500 | 2500 | 比較大線速度2500m/s |
F8.12 | 斷線檢測方式 | 0 | 1 | 根據(jù)反饋桿接近開關(guān)檢測 |
F8.13 | 斷線檢測比較低頻率 | 10 | 10 | 從機超過10Hz開始檢測 |
F8.14 | 斷線檢測下限值 | 10% | 20% | 擺桿下限20%檢測 |
F8.16 | 斷線檢測判斷延時 | 2 | 0.5 | 斷線延時判斷時間0.5秒 |
F8.17 | 斷線故障自動復(fù)位 | 0 | 1 | 故障自動復(fù)位有效 |
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F8.18 | 斷線故障自動復(fù)位 | 15 | 7 | 斷線故障自動復(fù)位時間 |
F8.20 | 剎車時間 | 3 | 7 | 剎車保持時間 |
F9.0 | 通訊設(shè)置 | 0014 | 0014 | 通訊基本設(shè)置 |
F9.3 | 通訊輔助配置 | 0010 | 0010 | 設(shè)置本站為從機 |
五、調(diào)試注意事項說明
1、擺桿反饋位置調(diào)試:
四方變頻器啟動過程不需要人為參與,因此,啟動初始時,需保證擺桿位置反饋值穩(wěn)定且低于設(shè)定平衡點。通過監(jiān)測參數(shù)d-9,調(diào)節(jié)參數(shù)F2.2,F2.3實現(xiàn)(即保證擺桿比較低位置d-9=0,擺桿比較高位置d-9=100,擺桿平衡位置d-9=50)。
2、 啟動停機過程調(diào)試:
四方變頻器使用獨特的啟動算法,比較大限度保持卷繞機擺桿啟動過程的平穩(wěn),實現(xiàn)啟停不斷線。影響起停的關(guān)鍵的參數(shù)有:(1)主機的加減速時間。主機加減速時間越長,從機頻率跟蹤沖擊越小,則啟停穩(wěn)定度越好,一般推薦使用50S以上。(2)從機的加減速時間。從機加減速時間相關(guān)的有加減速時間1和加減速時間4,其中加減速時間1為變頻器的輸出頻率加減速,加減速時間4為前饋PID的PID環(huán)輸出加減速時間。為了保證變頻器啟動停機以及平穩(wěn)運行時的快速響應(yīng),在保證變頻器無故障輸出時,應(yīng)該盡量減少此兩個加減速時間。(3)啟動平滑時間。平滑時間是指啟動過程中擺桿被拉起的時間,時間越長,擺桿啟動平穩(wěn)度越好,擺桿超調(diào)越小;時間越短,擺桿啟動越快,可能導(dǎo)致的超調(diào)越大,甚至導(dǎo)致斷線,需要折中選擇。(4)聯(lián)動設(shè)定比。四方變頻器具有自動識別聯(lián)動比例功能,但在第一次使用時,如果沒有正確設(shè)置聯(lián)動比例,則可能出現(xiàn)啟停不穩(wěn)定的情況。可以通過人為調(diào)節(jié)正確的聯(lián)動比例實現(xiàn)啟動停機穩(wěn)定,也可以通過第一次啟動,使變頻器自動識別穩(wěn)定參數(shù),在后續(xù)運行過程,均可以保證變頻器穩(wěn)定啟停。
3、 擺桿平穩(wěn)度調(diào)試:
擺桿的平穩(wěn)度是檢驗變頻器控制性能的標準,四方變頻器使用的是前饋PID功能算法,比較大限度保證了擺桿平穩(wěn)運行。四方變頻器可以選擇單一參數(shù)組,也可以選擇根據(jù)運行頻率實際自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)組。以下論述PID參數(shù)組基本調(diào)試方法:
(1)比例增益:比例增益影響PID環(huán)節(jié)的快速響應(yīng)。當(dāng)擺桿在啟停或者穩(wěn)定運行時出現(xiàn)較大超調(diào)時,可適當(dāng)增加此參數(shù)值。
(2)積分時間:積分時間常數(shù)使保證PID環(huán)節(jié)穩(wěn)定的關(guān)鍵參數(shù),增加積分時間,可以減少在穩(wěn)定運行時的擺桿振幅。過大的積分時間常數(shù)容易形成擺桿的大幅超調(diào)。
(3)微分時間:微分時間常數(shù)可使PID環(huán)節(jié)做出預(yù)先判斷,抑制擺桿超調(diào),但是此參數(shù)值設(shè)置過大,容易出現(xiàn)振蕩。
六、調(diào)試過程問題解決:
調(diào)試過程中容易出現(xiàn)問題如下:
1、啟動斷線:
如是第一次上電啟動出現(xiàn)斷線,可能是機械傳動比或者主機和從機頻率比例設(shè)置不夠合理,導(dǎo)致變頻器算法誤判正確的機械或主從頻率比,此種狀況在第二次試機時可消除,四方專用模塊可在第一次啟動過程中正確檢測合理傳動比。
如非第一次啟動斷線,擺桿被拉升到高位斷線,此種情況可能由于主機的加減時間過短,或卷繞從機加減速過大,導(dǎo)致頻率跟蹤和算法頻率響應(yīng)過慢,此時適當(dāng)增加主機的加減速時間,在變頻器不出現(xiàn)故障的情況下減小從機的加減速時間。一般推介主機加減速時間大于50S,從機加減速時間小于3S。
2、快速啟動過程以及提高擺桿穩(wěn)定度:
四方變頻器在啟動過程中使用了獨特的算法,啟動振幅大,可能由于主機加減速時間過短,導(dǎo)致主機的輸出頻率變化過快,而使從機頻率跟蹤速度不穩(wěn)定,比較終導(dǎo)致擺桿穩(wěn)定度不夠。同時此情況可能與啟動增益參數(shù)有關(guān),延長啟動增益時間,可以提高啟動過程的擺桿穩(wěn)定度。從機開始啟動后,系統(tǒng)要求必須快速爬升到擺桿的平衡位置,此過程時間在3S左右,通過降低起始動作頻率減少此過程時間,同時啟動增益延時可適當(dāng)減少。
3、手動擺桿到目標位置,從機啟動過慢:
很多客戶原來使用其他品牌變頻器或者PID控制板,由于啟動過程不夠穩(wěn)定,習(xí)慣將擺桿預(yù)先放置在目標位置,四方變頻器的獨特算法,可以不需要人為參與,因每次啟動過程均為參數(shù)的自校正過程,人為參與會導(dǎo)致參數(shù)的自校正錯誤,而使擺桿啟動速度過慢。
4、擺桿在拉絲過程中,出現(xiàn)振幅較大,或者出現(xiàn)振蕩斷線情況:
合理的PID參數(shù)和四方前饋PID算法完全能夠保證擺桿的穩(wěn)定度,但是如果隨頻率的變化,固定的PID參數(shù)可能不夠適用當(dāng)前運行頻率時,可能會出現(xiàn)振幅過大或者出現(xiàn)振幅過大導(dǎo)致的斷線。此時有兩個解決辦法,第一是PID參數(shù)的設(shè)置根據(jù)運行頻率,當(dāng)高頻時使用第一組參數(shù),低頻時使用第二組參數(shù),中間過程斜率變化,具體參數(shù)可以參考從機參數(shù)表。第二是適當(dāng)降低當(dāng)前PID控制器的微分參數(shù)。微分參數(shù)在保證擺桿穩(wěn)定度時,也增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,適當(dāng)減少此參數(shù),可大大增加系統(tǒng)的穩(wěn)定度。
七、拉絲專用監(jiān)控參數(shù)及說明:
d-0 | 變頻器輸出頻率 | d-6 | 前饋疊加頻率 |
d-8 | 擺桿位置設(shè)定值 | d-9 | 擺桿位置反饋值 |
d-10 | 從機運行線速度 | d-11 | 累計卷繞線長 |
d-20 | 卷徑當(dāng)前值 | d-21 | PID環(huán)輸出頻率 |
d-22 | 自適應(yīng)同步增益 |
方案二 四方E380變頻器與東元變頻器細拉機上的聯(lián)動應(yīng)用
一、系統(tǒng)概述
伸線動力: 東元7200MA-4T0037變頻器
收卷動力: 四方E380-4T0022拉絲專用變頻器
進線徑: ф0.5
出線徑: ф0.06
張力反饋方式: 360度高精度旋轉(zhuǎn)電位器,重力式擺桿反饋。
模數(shù):22
二、拉絲伸線機系統(tǒng)實現(xiàn):
1、外圍器件功能說明:
名稱 | 功能描述 | 名稱 | 功能描述 |
R1 | 拉絲機主拉調(diào)節(jié)電位器 | R2 | 反饋桿高精度旋轉(zhuǎn)電位器 |
R3 | 從機外接制動電阻 | S1 | 主機啟動常開自鎖按鈕 |
S2 | 主機停機常閉自鎖按鈕 | S3 | 主機點動腳踏點動開關(guān) |
S4 | 主機以及從機故障復(fù)位非自鎖開關(guān) | S5 | 斷線檢測接近開關(guān) |
M1 | 抱閘信號控制繼電器 | M2 | 排線機啟動信號控制接觸器 |
2、主機接線功能說明:
名稱 | 功能描述 | 名稱 | 功能描述 |
15V VIN GND | 主機頻率給定 | DI1 DG | 主機正轉(zhuǎn)-停機指令 |
DI3 DG | 從機故障反饋信號 | DI5 DG | 主機點動指令 |
DI4 DG | 主機,從機外部復(fù)位 | RA RB RC | 主機故障輸出報警 |
AO1 GND | 主機頻率類比信號輸出 | DO1 DOG | 主機頻率到達信號 |
3、從機接線功能說明:
VC2 GND | 主機聯(lián)動頻率信號 | PLS CM | 測速轉(zhuǎn)盤脈沖信號 |
X1 CM | 斷線檢測信號 | RST CM | 從機外部復(fù)位信號 |
FWD CM | 從機正轉(zhuǎn)啟動信號 | TA TB TC | 從機故障反饋信號 |
VS VC1 GND | 反饋模擬輸入信號 | OC2 CM | 斷線抱閘輸出信號 |
OC1 CM | 排線機啟動信號 | PB P+ | 從機外接制動電阻 |
三、控制功能簡述
除與方案一中部分需要注意的事項外,使用與東元變頻器聯(lián)動方案還需要注意以下幾點:
1、主機點動信號與主機控制從機啟動
為了確保主機的點動獨立,從機的啟動在主機啟動后執(zhí)行,方案中使用主機的集電極輸出作為控制從機的啟動信號,需要設(shè)定主機的點動頻率低于DO1的頻率檢出對應(yīng)頻率。
2、主機與從機的故障復(fù)位
在運行中,如從機出現(xiàn)故障,通過主機的DI3端口檢測,使主機做出對應(yīng)的處理,當(dāng)故障排除后,可通過S4開關(guān)進行手動復(fù)位,S4的復(fù)位是同時對主機和從機進行復(fù)位。
3、主機和從機的同步控制
主拉變頻器輸出頻率決定了整個拉絲機械的工作效率,同時也為卷繞機的PID環(huán)節(jié)提供前饋頻率信號,從而使卷繞變頻器的PID功能輸出穩(wěn)定,保證擺桿的穩(wěn)定運行。主機 通過類比輸出AO1,輸入到從機VC2模擬信號輸入端。
附錄1:東元變頻器主機主要參數(shù)表:
主機參數(shù)參考表及簡單說明:
功能 代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
AN-17 | 寸動頻率 | 6.00 | 3.0 | 點動頻率3HZ |
BN-01 | 加速時間1 | 10 | 60 | 主機加速時間60S |
BN-02 | 減速時間1 | 10 | 60 | 主機減速時間60S |
CN-02 | 比較大輸出頻率 | 60 | 75 | 上限運行頻率75HZ |
CN-04 | 比較大電壓時輸出頻率 | 60 | 75 | 比較高運行頻率75Hz |
CN-29 | 加速頻率檢出 | 0 | 3.60 | 加速頻率檢出為3.6HZ |
CN-30 | 減速頻率檢出 | 0 | 3.60 | 減速頻率檢出為3.6HZ |
CN-31 | 頻率檢出幅度 | 2.00 | 0.50 | 頻率檢出幅度0.5HZ |
SN-04 | 運行命令選擇 | 0 | 1 | 外部端子控制運轉(zhuǎn)指令 |
SN-05 | 運行頻率指令 | 0 | 1 | 控制回路端子控制頻率 |
SN-06 | 停止方式選擇 | 0 | 0 | 減速停機 |
SN-08 | 反轉(zhuǎn)機能選擇 | 0 | 1 | 反轉(zhuǎn)禁止 |
SN-24 | 頻率類比特性 | 0 | 0 | VIN頻率輸入 |
SN-25 | 端子5功能選擇 | 02 | 12 | DI5輸入功能選擇點動運行 |
SN-31 | DO1功能選擇 | 0 | 5 | DO1輸出選擇FDT |
SN-33 | AO1功能選擇 | 0 | 1 | 輸出頻率對應(yīng)模擬量輸出 |
附錄2:四方變頻器從機對應(yīng)參數(shù)表:
從機參數(shù)參考表及簡單說明:
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F0.0 | 模式選擇 | 0001 | 0001 | 拉絲機模式 |
F0.1 | 頻率輸入通道 | 0 | 5 | 前饋電壓輸入源 |
F0.4 | 運行命令通道 | 0000 | 0001 | 主機控制從機啟動 |
F0.7 | 下限頻率 | 0 | 0 | |
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F0.8 | 上限頻率 | 50 | 75 | 上限頻率設(shè)定為75Hz |
F0.10 | 加速時間 | × | 1 | 加速時間1S |
F0.11 | 減速時間 | × | 1 | 減速時間1S |
F2.2 | VC2輸入下限 | 0 | 0 | 前饋電壓比較小0V |
F2.3 | VC2輸入上限 | 10 | 10 | 前饋電壓比較大10V |
F2.6 | PLS輸入下限 | 0 | 0 | 線速度脈沖比較小0Hz |
F2.7 | PLS輸入上限 | 10 | 0.2 | 線速度脈沖比較大200Hz |
F2.8 | 比較小設(shè)定頻率 | 0 | 0 | 前饋電壓對應(yīng)頻率 |
F2.9 | 比較大設(shè)定頻率 | 50 | 75 | 前饋電壓對應(yīng)頻率 |
F3.0 | 輸入端子1選擇 | 1 | 34 | 斷線接近開關(guān)輸入端子 |
F3.6 | 輸出端口1選擇 | 0 | 2 | OC1選擇FDT電平輸出 |
F3.7 | 輸出端口2選擇 | 22 | 22 | OC2抱閘輸出 |
F3.8 | 繼電器輸出 | 16 | 16 | 變頻器故障輸出 |
F3.10 | FDT水平設(shè)定 | 10 | 2 | 排線機2HZ啟動 |
F3.11 | FDT輸出延遲 | 2 | 0.1 | 排線機延遲0.1S |
F4.5 | 斷線等待時間 | 0.1 | 0.1 | 斷線后等待0.1秒輸出抱閘 |
F4.17 | 第二加速時間 | 1 | 0.7 | PID環(huán)加速時間 |
F4.18 | 第二減速時間 | 1 | 0.7 | PID環(huán)減速時間 |
F7.0 | PID反饋通道 | 1 | 0 | 反饋桿通道選擇VC1 |
F7.1 | PID功能設(shè)置 | 0021 | 0021 | 根據(jù)運行頻率調(diào)整PID |
F7.2 | 比例增益1 | 1 | 0.95 | 比例增益1為0.95 |
F7.3 | 積分時間1 | 10 | 10 | 積分時間常數(shù)1為10 |
F7.4 | 微分時間1 | 2 | 5 | 微分時間常數(shù)1為5 |
F7.5 | 比例增益2 | 1 | 0.6 | 比例增益2為0.6 |
F7.6 | 積分時間2 | 15 | 30 | 積分時間常數(shù)2為30 |
F7.7 | 微分時間2 | 5 | 5 | 微分時間常數(shù)2為5 |
F7.8 | PID上限限幅 | 20 | 20 | PID限幅20 |
F8.0 | 啟動延時增益 | 10 | 8 | 啟動延遲為8 |
F8.1 | 起始動作頻率 | 6 | 3.5 | 等待主機頻率3.5HZ后啟動 |
F8.8 | 線速度輸入源 | 0 | 4 | 脈沖輸入 |
功能代碼 | 名稱 | 出廠值 | 參考設(shè)定值 | 參數(shù)簡述 |
F8.9 | 比較大線速度 | 2500 | 2500 | 比較大線速度2500m/s |
F8.12 | 斷線檢測方式 | 0 | 1 | 根據(jù)反饋桿接近開關(guān)檢測 |
F8.13 | 斷線檢測比較低頻率 | 10 | 12 | 從機超過12HZ開始檢測 |
F8.14 | 斷線檢測下限值 | 10% | 20% | 擺桿下限20%檢測 |
F8.16 | 斷線檢測判斷延時 | 2 | 0.5 | 斷線延時判斷時間0.5S |
F8.17 | 斷線故障自動復(fù)位 | 0 | 1 | 故障自動復(fù)位有效 |
F8.18 | 斷線故障自動復(fù)位 | 15 | 7 | 斷線故障自動復(fù)位時間 |
F8.20 | 剎車時間 | 3 | 7 | 剎車保持時間 |