安川变频器在冷弯生产线上的应用

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1、安川变频器在冷弯生产线上的应用昆山天普物流设备有限公司张卫国摘　要(Abstract)    本文介绍了安川G7系列变频器在冷弯生产线上的应用，详细阐述了系统的构成情况，并在实际工程中得到了验证。This paper introduces the application of the VarispeedG7 in  the rollforming,detaildescribes thestructureof the system and has been testified in the practi

2、cal engineering.   关键词(Keywords)    可编程控制器   货架冷弯生产线   Programmable logic controller    rackingrollforming    1．变频器调速控制系统简介1.1VARISPEEPG7系列变频器是日本安川公司成功推出的世界上第一台采用三电平控制的通用变频器，解决了浪涌问题。是一款真正意义上的电流矢量控制通用变频器，其调速范围广（1:200无PG，1:1000带PG），控制精度达到0.02%，具备在零速启动力矩可以

3、达到150％的特色。VARISPEEPG7系列变频器可以接受控制器如PLC等的多段速频率指令或者模拟电压、电流指令；可以通过自学习适应各种电机并获得良好的矢量控制特性；低速下平稳启动性极好；硬件可靠性与性价比极高。在冷弯产品生产线上获得了广泛应用，一般冷弯生产线的上位控制系统选用PLC来实现控制，针对控制精度或运行性能要求较高的上位控制系统，可通过DOS操作系统或WINDOWS操作平台来开发设计（即PC+控制板卡模式），下面以货架冷弯生产线上的具体应用展开讨论。2．系统构成。2.1货架冷弯成型工艺流程

4、：开卷——校平——切头焊接——在线伺服送料冲孔——成型冷弯轧制——矫直——定尺切断（或伺服跟踪切断）——打包——后期喷涂处理等。VARISPEEPG7系列变频器主要应用于成型冷弯轧制过程，也可应用于开卷和校平机组的速度匹配系统。图一：货架冷弯成型生产线简图2.2根据货架组件（横梁）的冷弯成型孔型设计及冷弯成型工艺要求，货架组件（横梁）冷弯机组共有12站牌楼构成，货架组件（立柱）冷弯机组一般有17站以上牌楼构成，其基本工作原理相同，只是工作负荷和选用的变频器功率大小有差异；下面主要以横梁冷弯机组的应用为

5、例进行讨论，钢卷料由第一站牌楼前的带料导引装置将钢带穿入冷弯机组进行冷弯成型加工，该冷弯机组主动力由22KW的VARISPEEPG7电流矢量控制通用变频器和异步变频电机驱动系统构成，各牌楼间的动力传递可采用链传动或齿轮组来实现；主控系统选用MELSECFX2N-32MR可编程控制器，闭环控制反馈信号由2000脉冲/转的旋转编码器被动测量提供信号开关量并测长，根据所选的编码器的线数以及你要走的位置量，确定好对应的计测脉冲数，然后设置PLC，使其在计测到相应的脉冲数时产生相应的动作以实现产品定长切断的精确

6、控制，其基本长度控制精度可达±0.5mm以上，可重复长度控制误差分布范围最大不超过1mm。2.3系统硬件结构的主要配置：　　1）、选用是FX2N-32MR，外加FX2N-232-BD通讯模块。各1只　　2）、触摸屏选用型号为：GP37W2-BG41-24V，或采用微机控制上位机系统。　　3）、KOYO旋转编码器TRD－NH1200-RZ及测量辊、24V开关电源，各1台4）、30KW的VARISPEEPG7电流矢量控制通用变频器CIMR-G7A4030，1台5）、三相笼型交流异步电动机：Y系列，4极，2

7、2kW，1台。6）、其它电气选配件，如：配置PG速度控制卡获得编码器的速度反馈信号，内置直流电抗器。通常变频器在实际应用中还需要制动单元与制动电阻在再生状态时获得足够的制动力矩。3电气闭环无级控制系统原理3.1要实现货架组件（横梁）的冷弯成型机组的闭环无级控制，必须根据变频器和变频电机的特性，即：在一定载荷下变频器所存在的理想加速和减速特性曲线，或根据不同的品牌和规格的变频器的特性参考资料、冷弯机组加工件的负荷特性、电机的负荷特性等进行适时调整。本系统采用带PGv/f控制模式，基本控制原理如图1：图1

8、系统闭环无级控制原理图3.2基本控制思想为：CIMR-G7A4030变频器和变频电机构成内闭环控制系统，旋转编码器与PLC构成系统外部闭环控制系统；即1）、根据旋转编码器测量反馈的当前速度信号适时调整变频器的输出驱动频率值，从而保证变频电机能以要求的速度平稳运行；其还表现在必须根据具体冷弯产品的成型工艺要求、负荷波动规律等选择相应的速度控制模式，即初时运动加速度与加速控制时间、平稳运行速度与距离、减速运动加速度与控制时间等进行变频器的适时调整，确保主机运