變頻器在塑料薄膜機(jī)械中的應(yīng)用（2）
3 變頻器在薄膜制袋機(jī)中的應(yīng)用
塑料薄膜制袋機(jī)的控制系統(tǒng)如圖2所示，制袋封口機(jī)的溫控系統(tǒng)可以自動(dòng)保持溫度恒定，焊刀封壓時(shí)間可以隨意調(diào)節(jié)，以保證焊線牢固美觀。
佳工機(jī)電網(wǎng)
圖2 制袋機(jī)變頻控制
薄膜料卷經(jīng)輸送膠輥(由供料電機(jī)M1傳動(dòng))以主機(jī)制袋速度帶動(dòng)后，依次進(jìn)入光電眼、焊刀、焊口校正器，最后由切刀按照設(shè)定的長(zhǎng)度切斷后退料。
供料電機(jī)功率一般都較小，可由單相匯川變頻器MD320驅(qū)動(dòng)，采用主速度與輔助速度合成的方式以保證送料的自動(dòng)化。主速度由制袋電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度A01決定，輔助速度為數(shù)字設(shè)定UP/DOWN端子(DI2和DI3)，合成方式為主速度+輔助速度。具體如下：當(dāng)塑料在薄膜監(jiān)視電眼2范圍時(shí)，供料電機(jī)的頻率降低(即DOWN)，當(dāng)塑料薄膜不在監(jiān)視電眼1范圍時(shí)，供料電機(jī)的頻率增加(即UP)。也就是用監(jiān)視電眼來(lái)自動(dòng)控制供料速度。
制袋機(jī)的主傳動(dòng)M2由三相變頻器MD320進(jìn)行調(diào)速，其核心是凸輪裝置，并形成制袋工作循環(huán)系統(tǒng)。在一般情況下，都建議安裝制動(dòng)電阻以保證快速制動(dòng)，同時(shí)也可以啟動(dòng)直流制動(dòng)功能。
主要的參數(shù)設(shè)置可以參考如下：
M1： F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-04=0(數(shù)字設(shè)定UP/DOWN，不記憶)； F0-07=1(主頻率源X+輔助頻率源Y)； F4-00=1(正轉(zhuǎn)運(yùn)行)； F4-01=6(端子UP)； F4-02=7(端子DOWN)； F4-12=2HZ(調(diào)整自動(dòng)變化率)。
M2： F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-07=0(主頻率源X)； F0-17=3(加速時(shí)間)； F0-18=0.2(減速時(shí)間)；F5-07=0(A01輸出運(yùn)行頻率)； F6-13=50%(停機(jī)直流制動(dòng)電流)； F6-14=0.1(停機(jī)直流制動(dòng)時(shí)間)
4 變頻器在塑料復(fù)合機(jī)中的應(yīng)用
干式復(fù)合機(jī)是薄膜機(jī)械的一個(gè)重要設(shè)備，如圖3所示，復(fù)合基材薄膜卷通過(guò)放卷架，進(jìn)入牽引輥后，在復(fù)合干燥箱中進(jìn)行加熱處理，再與第二材料的薄膜進(jìn)行復(fù)合，最后由中心收卷電機(jī)進(jìn)行收卷。
佳工機(jī)電網(wǎng)
圖3 干式復(fù)合機(jī)變頻控制
為了控制收卷的張力穩(wěn)定，復(fù)合機(jī)通過(guò)浮動(dòng)輥的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)牽引電機(jī)和復(fù)合輥電機(jī)的速度同步。在中心卷取的過(guò)程中，隨著卷徑的不斷增加，收卷電機(jī)的速度必須不斷減少，同時(shí)又要保證薄膜的張力相對(duì)平穩(wěn)。對(duì)于收卷系統(tǒng)而言，進(jìn)行張力控制是核心技術(shù)，也是變頻調(diào)速的難點(diǎn)。在一般情況下，可以采用由直徑、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和速度計(jì)算等模塊組成的匯川張力卡。
帶有張力卡的MD320變頻器具有卷取控制的各種功能：
(1) 各種卷徑的計(jì)算，包括線速度計(jì)算、繞圈計(jì)算、模擬設(shè)定、上位機(jī)給定等；
(2) 卷徑模擬輸出，實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交互功能；
(3) 多種線速度測(cè)量方式，包括脈沖輸入、模擬輸入、數(shù)字輸入等；
(4) 實(shí)現(xiàn)張力錐度的設(shè)定；
(5) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)墓δ?，如彎曲力矩補(bǔ)償、靜態(tài)力矩補(bǔ)償、慣性力矩補(bǔ)償?shù)龋?nbsp;
(6) 具有自動(dòng)換卷邏輯功能，實(shí)現(xiàn)在線換卷功能。
MD320變頻器共有3種張力控制方式，開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式、閉環(huán)速度控制模式、閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式。此三種方案的配置主要是考慮系統(tǒng)的張力控制精度要求、系統(tǒng)的成本要求以及裝設(shè)傳感器的位置等，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況決定采用哪種張力控制方式。
在本系統(tǒng)中選用了經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式，即變頻器工作在轉(zhuǎn)矩控制模式，只需設(shè)定所要控制對(duì)象的張力。此用法變頻器必須工作在閉環(huán)矢量方式，電機(jī)需要加裝旋轉(zhuǎn)編碼器。此方式控制最為簡(jiǎn)單，無(wú)需加裝張力反饋裝置，而且可獲得比較穩(wěn)定的張力效果。通常用于復(fù)合機(jī)、分切機(jī)等張力精度不是特別高的應(yīng)用場(chǎng)合。
在本方案中，復(fù)合輥電機(jī)的線速度通過(guò)AI1口進(jìn)入變頻器MD320，張力設(shè)定值和張力錐度通過(guò)高精度電位器輸入到AI2、AI3口。數(shù)字輸入端子應(yīng)包括啟動(dòng)停止命令、卷徑復(fù)位命令；另外需外加PG接口卡，以保證轉(zhuǎn)矩控制方式的正常進(jìn)行。
為保證操作者的正常使用，MD320變頻器具有直徑信號(hào)、張力信號(hào)模擬量輸出值，因此可以方便地外接數(shù)顯表來(lái)實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)，卷徑得到指示，方便操縱者換卷和卷徑復(fù)位。
在本方案中，M1的參數(shù)設(shè)置比較簡(jiǎn)單，就是速度控制；M2的參數(shù)設(shè)定與吹膜機(jī)中卷取主動(dòng)輥的設(shè)置基本差不多；M3的設(shè)置比較復(fù)雜，具體為：
M3主要有張力參數(shù)F0-01=1(有速度傳感器矢量控制方式)； F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-07=0(主頻率源X)； F4-00=1(正轉(zhuǎn)運(yùn)行)； F5-07=0(A01輸出運(yùn)行頻率)； FH-00=1(開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制)； FH-01=0(收卷)； FH-03=XX(機(jī)械傳動(dòng)比，由用戶決定)；FH-04=2(張力設(shè)定AI2)； FH-06=XXXX(最大張力)； FH-00=1(開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制)； FH-07=10%(零速?gòu)埩μ嵘?； FH-08=XX(零速閾值，即當(dāng)變頻器運(yùn)行速度在此參數(shù)所設(shè)定的速度以下時(shí)，認(rèn)為變 頻器處于零速工作狀態(tài))； FH-09=XX(張力錐度系數(shù))； FH-10=0(卷徑來(lái)源為線速度計(jì)算法)； FH-11=XX(最大卷徑)；FH-12=XX(卷軸直徑)； FH-13=0(初始卷徑為面板輸入，并通過(guò)多功能端子選擇其中之一)； FH-24=1(線速度輸入AI1)； FH-25=XX(最大線速度)； FH-26=XX(卷徑計(jì)算最低線速度)； FH-34=1(斷料自動(dòng)檢測(cè)有效，自動(dòng)報(bào)警)……
5 結(jié)束語(yǔ)
與傳統(tǒng)的變頻器相比，在滿足客戶不同性能、功能需求方面，MD320變頻器不是通過(guò)多個(gè)系列產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)(從而增加額外的制造、銷售、使用、維護(hù)成本)，而是在客戶需求合理細(xì)分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)單系列產(chǎn)品的多模塊靈活組合，創(chuàng)建一個(gè)客戶化量身定做的平臺(tái)。
MD系列變頻器開(kāi)創(chuàng)了未來(lái)變頻器領(lǐng)域的三個(gè)新概念：
(1) 首創(chuàng)了新一代變頻器三層模塊化的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；
(2) 首創(chuàng)了將用戶需求進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)、通用功能和專用功能等主模塊及各種子模塊劃分的物理標(biāo)準(zhǔn)；
(3) 引領(lǐng)了將矢量控制技術(shù)大眾化的行業(yè)新趨勢(shì)。
正是基于MD320系列變頻器完善的功能、高可靠性和優(yōu)秀的性能價(jià)格比，能夠滿足用戶對(duì)于塑料薄膜機(jī)械的各個(gè)領(lǐng)域的不同要求。(end)
塑料薄膜制袋機(jī)的控制系統(tǒng)如圖2所示，制袋封口機(jī)的溫控系統(tǒng)可以自動(dòng)保持溫度恒定，焊刀封壓時(shí)間可以隨意調(diào)節(jié)，以保證焊線牢固美觀。
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圖2 制袋機(jī)變頻控制
薄膜料卷經(jīng)輸送膠輥(由供料電機(jī)M1傳動(dòng))以主機(jī)制袋速度帶動(dòng)后，依次進(jìn)入光電眼、焊刀、焊口校正器，最后由切刀按照設(shè)定的長(zhǎng)度切斷后退料。
供料電機(jī)功率一般都較小，可由單相匯川變頻器MD320驅(qū)動(dòng)，采用主速度與輔助速度合成的方式以保證送料的自動(dòng)化。主速度由制袋電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度A01決定，輔助速度為數(shù)字設(shè)定UP/DOWN端子(DI2和DI3)，合成方式為主速度+輔助速度。具體如下：當(dāng)塑料在薄膜監(jiān)視電眼2范圍時(shí)，供料電機(jī)的頻率降低(即DOWN)，當(dāng)塑料薄膜不在監(jiān)視電眼1范圍時(shí)，供料電機(jī)的頻率增加(即UP)。也就是用監(jiān)視電眼來(lái)自動(dòng)控制供料速度。
制袋機(jī)的主傳動(dòng)M2由三相變頻器MD320進(jìn)行調(diào)速，其核心是凸輪裝置，并形成制袋工作循環(huán)系統(tǒng)。在一般情況下，都建議安裝制動(dòng)電阻以保證快速制動(dòng)，同時(shí)也可以啟動(dòng)直流制動(dòng)功能。
主要的參數(shù)設(shè)置可以參考如下：
M1： F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-04=0(數(shù)字設(shè)定UP/DOWN，不記憶)； F0-07=1(主頻率源X+輔助頻率源Y)； F4-00=1(正轉(zhuǎn)運(yùn)行)； F4-01=6(端子UP)； F4-02=7(端子DOWN)； F4-12=2HZ(調(diào)整自動(dòng)變化率)。
M2： F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-07=0(主頻率源X)； F0-17=3(加速時(shí)間)； F0-18=0.2(減速時(shí)間)；F5-07=0(A01輸出運(yùn)行頻率)； F6-13=50%(停機(jī)直流制動(dòng)電流)； F6-14=0.1(停機(jī)直流制動(dòng)時(shí)間)
4 變頻器在塑料復(fù)合機(jī)中的應(yīng)用
干式復(fù)合機(jī)是薄膜機(jī)械的一個(gè)重要設(shè)備，如圖3所示，復(fù)合基材薄膜卷通過(guò)放卷架，進(jìn)入牽引輥后，在復(fù)合干燥箱中進(jìn)行加熱處理，再與第二材料的薄膜進(jìn)行復(fù)合，最后由中心收卷電機(jī)進(jìn)行收卷。
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圖3 干式復(fù)合機(jī)變頻控制
為了控制收卷的張力穩(wěn)定，復(fù)合機(jī)通過(guò)浮動(dòng)輥的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)牽引電機(jī)和復(fù)合輥電機(jī)的速度同步。在中心卷取的過(guò)程中，隨著卷徑的不斷增加，收卷電機(jī)的速度必須不斷減少，同時(shí)又要保證薄膜的張力相對(duì)平穩(wěn)。對(duì)于收卷系統(tǒng)而言，進(jìn)行張力控制是核心技術(shù)，也是變頻調(diào)速的難點(diǎn)。在一般情況下，可以采用由直徑、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和速度計(jì)算等模塊組成的匯川張力卡。
帶有張力卡的MD320變頻器具有卷取控制的各種功能：
(1) 各種卷徑的計(jì)算，包括線速度計(jì)算、繞圈計(jì)算、模擬設(shè)定、上位機(jī)給定等；
(2) 卷徑模擬輸出，實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交互功能；
(3) 多種線速度測(cè)量方式，包括脈沖輸入、模擬輸入、數(shù)字輸入等；
(4) 實(shí)現(xiàn)張力錐度的設(shè)定；
(5) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)墓δ?，如彎曲力矩補(bǔ)償、靜態(tài)力矩補(bǔ)償、慣性力矩補(bǔ)償?shù)龋?nbsp;
(6) 具有自動(dòng)換卷邏輯功能，實(shí)現(xiàn)在線換卷功能。
MD320變頻器共有3種張力控制方式，開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式、閉環(huán)速度控制模式、閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式。此三種方案的配置主要是考慮系統(tǒng)的張力控制精度要求、系統(tǒng)的成本要求以及裝設(shè)傳感器的位置等，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況決定采用哪種張力控制方式。
在本系統(tǒng)中選用了經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式，即變頻器工作在轉(zhuǎn)矩控制模式，只需設(shè)定所要控制對(duì)象的張力。此用法變頻器必須工作在閉環(huán)矢量方式，電機(jī)需要加裝旋轉(zhuǎn)編碼器。此方式控制最為簡(jiǎn)單，無(wú)需加裝張力反饋裝置，而且可獲得比較穩(wěn)定的張力效果。通常用于復(fù)合機(jī)、分切機(jī)等張力精度不是特別高的應(yīng)用場(chǎng)合。
在本方案中，復(fù)合輥電機(jī)的線速度通過(guò)AI1口進(jìn)入變頻器MD320，張力設(shè)定值和張力錐度通過(guò)高精度電位器輸入到AI2、AI3口。數(shù)字輸入端子應(yīng)包括啟動(dòng)停止命令、卷徑復(fù)位命令；另外需外加PG接口卡，以保證轉(zhuǎn)矩控制方式的正常進(jìn)行。
為保證操作者的正常使用，MD320變頻器具有直徑信號(hào)、張力信號(hào)模擬量輸出值，因此可以方便地外接數(shù)顯表來(lái)實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)，卷徑得到指示，方便操縱者換卷和卷徑復(fù)位。
在本方案中，M1的參數(shù)設(shè)置比較簡(jiǎn)單，就是速度控制；M2的參數(shù)設(shè)定與吹膜機(jī)中卷取主動(dòng)輥的設(shè)置基本差不多；M3的設(shè)置比較復(fù)雜，具體為：
M3主要有張力參數(shù)F0-01=1(有速度傳感器矢量控制方式)； F0-02=1(端子運(yùn)行命令)； F0-03=2(AI1)； F0-07=0(主頻率源X)； F4-00=1(正轉(zhuǎn)運(yùn)行)； F5-07=0(A01輸出運(yùn)行頻率)； FH-00=1(開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制)； FH-01=0(收卷)； FH-03=XX(機(jī)械傳動(dòng)比，由用戶決定)；FH-04=2(張力設(shè)定AI2)； FH-06=XXXX(最大張力)； FH-00=1(開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制)； FH-07=10%(零速?gòu)埩μ嵘?； FH-08=XX(零速閾值，即當(dāng)變頻器運(yùn)行速度在此參數(shù)所設(shè)定的速度以下時(shí)，認(rèn)為變 頻器處于零速工作狀態(tài))； FH-09=XX(張力錐度系數(shù))； FH-10=0(卷徑來(lái)源為線速度計(jì)算法)； FH-11=XX(最大卷徑)；FH-12=XX(卷軸直徑)； FH-13=0(初始卷徑為面板輸入，并通過(guò)多功能端子選擇其中之一)； FH-24=1(線速度輸入AI1)； FH-25=XX(最大線速度)； FH-26=XX(卷徑計(jì)算最低線速度)； FH-34=1(斷料自動(dòng)檢測(cè)有效，自動(dòng)報(bào)警)……
5 結(jié)束語(yǔ)
與傳統(tǒng)的變頻器相比，在滿足客戶不同性能、功能需求方面，MD320變頻器不是通過(guò)多個(gè)系列產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)(從而增加額外的制造、銷售、使用、維護(hù)成本)，而是在客戶需求合理細(xì)分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)單系列產(chǎn)品的多模塊靈活組合，創(chuàng)建一個(gè)客戶化量身定做的平臺(tái)。
MD系列變頻器開(kāi)創(chuàng)了未來(lái)變頻器領(lǐng)域的三個(gè)新概念：
(1) 首創(chuàng)了新一代變頻器三層模塊化的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；
(2) 首創(chuàng)了將用戶需求進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)、通用功能和專用功能等主模塊及各種子模塊劃分的物理標(biāo)準(zhǔn)；
(3) 引領(lǐng)了將矢量控制技術(shù)大眾化的行業(yè)新趨勢(shì)。
正是基于MD320系列變頻器完善的功能、高可靠性和優(yōu)秀的性能價(jià)格比，能夠滿足用戶對(duì)于塑料薄膜機(jī)械的各個(gè)領(lǐng)域的不同要求。(end)
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