| 丹佛斯FC300变频器在餐巾纸机械上应用 | ||
一． 餐巾纸机简介：
餐巾纸机是纸巾机械一种常见主要由放卷、牵引、印刷、压花、折叠机头等五部分组成，对于这小型的机械目前国内大部分都是采用一个7.5KW电机驱动所有部分，其中间的机械速度同步是靠通过机械精密计算齿轮比来同步传动的，由于采用整体传动，对于传动卫生纸的张力控制都是通过手动机械调整，再说采用的齿轮和同步皮带传动，因机械的磨损而是机械传动的精度变差，系统运行的速度低致使生产效率底下。人们为了提高机器生产效率而努力寻找一种简单有效合理解决办法就是将机械化整为零，也就是说向分立传动方向发展，特别是希望将放卷部分单独分立出来由单独的电机做平面放卷功能同事还需要卫生纸传送的张力可调节。下面就是丹佛斯FC300系列变频器在广东东莞佳明纸巾机械厂餐巾纸机应用方案介绍。
  一． 餐巾纸机的FC300系列变频器应用方案
1. 技术指标
1） 本系统要求独立的放卷，也就是说把系统分两大部分传动，第一部分就是放卷，其放卷为平面放卷；第二部分就是牵引、印刷、压花、折叠机头组成，这两部分分别由两台电机驱动，其中第一部分平面放卷部分驱动电机为1.5KW,第二部分整个由一台4KW电机驱动。
2） 第一部分与第二部分的减速比经过计算为1.0738：1。
3） 整个系统运行的线速度为300米/分。
4） 放卷部分要求张力可以单独调节和显示的，在整个系统运行张力要保持恒定可调，张力稳定精度要求在+1%。
5） 本系统采用继电器控制，速度0-300米/分（电机频率0-50HZ）可以调节。
6） 整个系统分手动和自动，其中手动为系统点动（也是联动）。
1. 设计思想
1） 根据技术要求，我们将其中第二部分的牵引、印刷、压花、折叠机头电机的变频器作为主机，第一部分的放卷部分电机的变频器作为从机，其速度为从机跟随主机速度的变化。
2） 由于主机只需要速度调节，不需要任何附加功能控制，所以就采用丹佛斯FC301系列变频器；而放卷部分需要张力调节，充分利用丹佛斯FC300系列变频器内置平面转绕功能，针对系统的运行速度最高速度300米/分时候，放卷部分要能够跟随上而保持放卷的张力恒定，因此就选用FC302系列变频器来驱动放卷电机。
3） 放卷张力反馈采用摆杆配重来带动一个电位器输出0-10V电压信号来作为张力检测信号。张力大小设定也采用外部电位器0-10V给定，其实还可以装一个0-10V的电压表来作为张力显示大小百分比。
  1） 丹佛斯FC300系列变频器具有两个模拟量输入，端子53和端子54，可以同事设定为0-10V的电压输入。对于放卷FC302变频器是将端子53作为放卷张力给定，端子54作为张力反馈，而做平面转绕功能的前馈速度可以是模拟量0-10V(或者4-20MA)信号，也可以采用变频器本身具有脉冲输入频率给定即用端子33的脉冲输入频率给定，由于变频器本身的模拟量端子用完，扩展一块输入输出模块MCB101会造成增加成本，所以采用端子33脉冲输入来作为前馈速度给定。
2） 对于主机FC301变频器，利用其数字量输入输出端子27，设定为输出功能用，作用设定为主机速度的脉冲输出给从机FC302的端子33来作为从机的前馈速度给定。
3） 联动控制（自动和点动）系统启动运行时候，将主机变频器的运行信号输出直接来作为从机放卷变频器的启动信号。
1. 传动控制图以及主要参数设置
1）传动控制原理图
 系统传动控制原理图 5
本系统的传动实质就是保持传动的线速度恒定，由于放卷采用丹佛斯变频器内置的平面转绕功能，而该功能就是先保证线速度同步的同时，而对放卷张力进行过程PID控制微调，就相当于速度微调，这样就保证传动过程中张力恒定。平面转绕功能的控制对象就是放卷张力，实质就是对放卷变频器的频率调节和控制，也就是说放卷变频驱动电机速度表达式为：放卷电机速度V=主机速度V+PID输出,对于PID输出是正负双向输出，并且PID输出可以按照正负0-100%比例输出，这样就能保证PID输出作为速度的微调。
2）重要参数的设置和注意事项
充分利用丹佛斯变频器的监控软件MCT10,很方便的进行对变频器参数设置、上载、下载功能。下面就是采用MCT10软件对主机FC301变频器和从机FC302变频器参数设置
  参数调试设置说明：
A. 放卷的张力反馈电位器输出最小和最大值设定，是根据摆杆在最低位置和最高位置时候所输出信号大小。其张力给定调节的电位器的输出最小和最大值也是根据系统最小张力和最大张力设定的。
B. 由于从机的前馈速度采用的是来自主机的速度脉冲信号，为了减少变频器的频率输出延时，所以对于从机的加减速度时间尽量设定小点，但不能在加速度的时候引起放卷摆杆摆动很大。
C. 对于主机启动加速没有什么要求可以长可以短，但减速是有严格要求，要求越短越好，但不能停机出现过压报警，根据负荷惯性情况设定为3S.主机变频器是没有带制动单元的。为了避免停机变频器输出为零而克服机械惯性，增加直流制动功能。
D. 由于放卷从机的启动运行是靠主机变频器运行继电器信号输出，所以在主机减速停机的时候，主机变频器输出为零时候，该运行输出的继电器进行时间延时设定，其设定时间为10S，这样是为了停机继续保持张力。
E. 放卷从机变频器的前馈速度最大值是根据参数P413（RPM）或P414(HZ)。
F. 放卷变频器增加了PID的积分复位功能，在变频器停止输出后，进行积分复位，启动运行后又重新积分。
G. 对于放卷的张力摆杆维持在恒定的位置，必须对其变频器的前馈速度设置为与主机同步速度，也就是说先保持从机与主机线速度同步的前提下进行PID叠加，这样尽可能的设定好PID的正负百分比输出部分来作为张力速度微调。
1. 总结
本系统充分利用丹佛斯FC300系列控制功能优越性，设计线路简单直观，不需要任何附加的电气控制原件，从而方便的实现了恒定张力可调的同步传动功能。从上面设计思想上可以看出丹佛斯FC300系列变频器本身强大的控制功能和特性对自动化设计者带来不可想象的方便性。我们从这个简单传动系统上看，应用了FC300系列变频器主要功能如下：
1） 变频器的数字量输出输入功能。比如，主机数字量端子27，设定为输出功能。
2） 变频器的数字量脉冲输出功能。比如，主机数字量端子27设定为脉冲输出，其输出频率为0-32000。输出脉冲的对象可以自己定义的，本系统是速度（RPM）输出。
3） 变频器的数字量脉冲输入功能。比如，放卷变频器的前馈速度给定就采用的数字量输入端子33作为脉冲输入速度调节。
4） 变频器的平面转绕功能（Surface winder）。比如，从机放卷变频器FC302控制配置模式为该功能，这样能够保证放卷张力恒定可调节的。
5） 模拟量输入的输入线性度以及对应的工程参数量大小可设定调节的。正常模拟量输入标准信号为0-10V,其最大最小比例是可以调节，这样很方便实现张力检测信号的范围设定。也就是说对于张力摆杆最高位置和最低位置很方便的设定。
6） 丹佛斯变频器的过程PID的双向输出功能（即正负输出）和PID输出比例可调功能。这样可以保证放卷张力作为速度微调，使得张力摆杆稳定在固定位置，从而张力恒定。
7）图型面板的显示和参数上载功能。丹佛斯图形面板能够正常显示5个变频器运行参数值和一个状态文字，这样对于变频器的模拟量输入输出以及脉冲输入输出可以直观的显示出来，不需要带任何测量表；利用图形面板上载下载功能，可以方便的对变频器的更换以及同种类机器不需要进行参数设置而直接下载参数就OK。
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