(2)張力系統選擇 •采用速度差建立張力系統(速度建張)普通變頻器可以滿足,張力值不準確,在實際工藝中驅動板材運行的張力輥和卷曲軸都是主動輥,對速度匹配要求極高,當速度出現偏差就會使板材出現褶皺或偏中,板材卷曲會出現松緊不一致,精度控制不穩。 •采用張力計檢測系統張力,系統控制精度高,工藝全過程要求張力閉環控制,成本造價高,工藝繁瑣,不被采用。 •零速建張力系統,在開始卷曲的同時建立起張力系統,有足夠大的張力使板材之間繃緊,卷起板材全過程恒張力運行,通過SM-PROFIBUS-DP總線方式控制把張力輥AO1的線速度輸出作為卷取機TD3300變頻器的線速度輸入。張力恒定速度匹配精準受到客戶的高度認同,實現無人看守操作,控制線路維護簡單方便。
3電氣方案解析 根據工藝要求,對變頻器進行如圖3的設計 本系統采用的是siemens公司的S7系列PLC與艾默生TD3300,EV3000變頻器通訊,筆者提供相應的GSD文件配置在上位機的應用程序中,并帶有指令解析的對照表,與PROFIBUS總線接口模塊之間進行通訊連接,通過上位機“控制字”的發送和對變頻器“狀態字”的讀取來進行控制。將FF.20連接到PZD區,對運行張力進行時時監控,使設備穩定運行。 主速度通過總線適配器TDS-PA01與SM-PROFIBUS-DP總線網絡連接對張力輥變頻器EV3000進行給定。通過網絡信號傳輸,采樣張力輥輸出的線速度作為卷曲機變頻器TD3300-4T1320G的線速度輸入。卷曲系統工作在張力開環控制模式下,為了更好的零速建張,使板材不出現松弛,把(X3)做為點動與閉環矢量切換。有卷徑計算,每次工作完成后需要把卷徑復位,故將(X2)端子設定為卷徑復位。 在張力開環控制下旋轉編碼器選擇正確十分重要,編碼器輸出與變頻器接口相匹配,否則直接影響變頻器準確工作。現場電機與變頻器之間距離有130米,對編碼器的硬件指標要求很高,選擇長線驅動型,差動型輸出,8-24V HTL型編碼器,將碼盤+V接到變頻器PGP 端子上0V與COM相連,編碼器與變頻器的A+與A+,A-與A-,B+與B+,B-與B-,相對應連接,把CN4跳到DI側。 張力開環系統中,電機運行有兩種狀態,即電動狀態或發電狀態。在卷曲張力開環系統中(張力輥與卷曲機之間構成卷曲張力系統),張力輥在運行的時候永遠處于發電狀態。所以,把控制張力輥的變頻器配置相應的制動單元及自動電阻,將發電狀態下的多余能量消耗掉。同樣,在開卷張力開環系統中(開卷機與五輥矯直之間構成開卷張力系統),把控制開卷機的變頻器也配置相應的自動單元及自動電阻。
4 調試過程: 1. 初步檢查變頻器,電機,旋轉編碼器的接線及參數設定。 •電機銘牌參數: 準確記錄電機參數,并把數值分別設定到F1.00-F.05中。 •旋轉編碼器: 型號:EC40A6-L6AR-1024 瑞士(宜科) 注:原旋轉編碼器型號:E6B2-CWZ6C(歐姆龍)為客戶選定 1024線輸出,工作電壓24VDC 長線驅動型,差動輸出,8-24V HTL型編碼器 注:重點檢查旋轉編碼器與變頻器的接線方式是否為差動式接線方式。 Fb.00=1024 Fb.01=0 Fb.02=0 Fb.03=5s 2.變頻器對電機的自動調諧 正確輸入電機銘牌參數,并認真核對。 檢查電機與負載完全脫離,使電機處于完全空載狀態,對電機進行自動調諧,以獲得被控電機的準確電氣參數,自動存入F1.11-F1.16參數組中。 注:電機運行時不能進行自動調諧。
3.在鍵盤控制模式下測試電機的驅動能力是否正常,編碼器工作是否正常 在開環矢量狀態下,用鍵盤控制變頻器對電機進行空載旋轉,觀察變頻器運行狀態一切正常,到電機旁,對電機進行仔細觀察,看電機的安裝平穩狀況,電機軸的動平衡,電機是否有異常的聲音。一切正常后,分別加不同頻率進行空轉。 在閉環矢量狀態下 (F0.02=1,F3.06=3)運行,變頻器起車報E001或E010故障,轉到開環矢量狀態后就恢復正常,經過幾次測試結果相同。初步確定故障原因不在變頻器,測量編碼器開環矢量輸出脈沖電壓A,B與M之間8-13V波動,靜態輸出脈沖電壓幅值為3.5V,檢查屏蔽線接線完好,是單端接地。可能傳輸信號受干擾,現場沒有歐姆龍編碼器E6B2-CWZ6C的說明書,為了拿出充足依據讓客戶更換編碼器,與歐姆龍客服反復溝通,得知E6B2-CWZ6C型的編碼器傳輸距離只有10米,根本滿足不了實際需求,旋轉編碼器為TTL輸出。開路集電極輸出編碼器抗干擾能力差,不適合遠距離工作。建議更換HTL型差動輸出旋轉編碼器傳輸距離為100米。更換編碼器后,變頻器在閉環矢量模式下運行繼續報E010故障。測量旋轉編碼器靜態脈沖幅值電壓A與A-,B與B-之間電壓為22.5V,A、A-、B、B-與M之間電壓為10.5V與旋轉編碼器正常工作狀態相同,客戶開始懷疑變頻器有問題,經過反復調試結果不理想。詢問客戶,旋轉變頻器到變頻器柜之間準確距離,可能是不足100米,為了逐步排除故障原因,自己親自拿皮尺重新測量變頻器柜與編碼器之間的實際距離為130米,測試另外一組卷曲系統故障相同。最后,客戶同意再次更換,把旋轉編碼器改型號為EC40A6-L6AR-1024 瑞士(宜科)。更換后測量旋轉編碼器靜態幅值電壓為20V,運行狀態幅值電壓為A與A-,B與B-之間電壓為0V,A、A-、B、B-與M之間電壓為10.9V符合TD3300變頻器接口的要求,在張力開環模式下運行一切正常。
4.慣量補償的應用 在張力開環模式運行時,發現電機運行的不太平滑,頻率有些波動,不管怎樣調節參數的設置都無法消除。 啟動調諧(F2.21= 1),變頻器會自動辨識系統慣量。在現場進行辨識時,機器在加速過程中出現過流,將加減速時間延長,消除過流現象。機器兩次加速到40HZ后,獲取的系統慣量補償系數和摩擦補償系數,分別存入FC.12和FC.10。補償之后運行發現電機經常運行到50HZ,速度也很快,滿足不了工藝要求,時常報過流故障。改變加減速時間也不起作用,檢查參數設置正確,考慮到不會有其它因素影響電機運行,試著減少摩擦補償發現系統運行趨于平穩,同時對系統的慣量補償也進行調節。經過多次調整,電機運行平穩,頻率穩定,達到預期效果。 幾次試車發現TD3300變頻器啟動時力矩突加較大,
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