台达机电产在氨纶整经机上的应用.doc

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1、台达机电产品在氨纶整经机上的应用前言：氨纶纤维是一种具有高弹性的特种化学纤维，氨纶是目前已知最富有弹性的合成纤维，其牵伸率高达500％－800％，而且具有优良的耐疲劳性和极高的弹性恢复率，弹力持久不变。正是由于氨纶纱线具有弹力，在整经过程中动态牵伸一致性难以控制，一直是氨纶整经机的控制难点。针对氨纶整经机的特殊工艺要求，中达电通南京分公司与常州某纺机厂联合开发了此设备的控制系统，全套采用台达的机电产品，本文介绍的就是此方案的控制架构及技术难点。一、主要技术参数：1、卷绕纱线长度可任意设置；2、预牵伸0－300%,最终牵伸15%－100%；3、

2、电机功率：纱线和整经电机功率均为5.5kw；牵伸罗拉电机4kw4、制动时间少于0.6秒，制动时三电机按比例牵伸进行同步制动；5、线速度0－300m/min；二、主要特点：1、采用先进的矢量变频器控制系统，不用齿轮传动。三台电机严格按牵伸比精确驱动，控制精度高、响应快。2、全新的友好人机界面，操作方便。3、具有断电保护、快速制动、失电制动功能；三、主要电气配置清单如下：1.PLC:40EH00T22.HMI:DOPB07S2013.变频器：VFD055V43A-2*34.编码器：1000线差分输出*3（变频器用），1000线OC输出*3（PLC

3、用）5.PG卡：EMV-PG02L*3四、设备控制原理，方案及调试要点：此机要求此设备有三台电机，分别控制盘头，牵伸罗拉，和纱架电机。三台电机之间要求严格同步，也就是无论启动加速，恒动运行，及减速停车时，这三台电机必须按照固定速比关系同步运行，就像齿轮传动机械同步一样。设备如下图所示：纱架电机牵伸罗拉盘头电机控制的难点也就在于此。此前，客户试过另一厂家的系统，是通过PLC实时计算前级电机的速度，通讯控制下一台电机的运行频率，由于PLC测算前级电机需要一定的采样时间a，通讯时，从命令下达到三台变频器接到命令并执行的时间b,还有PLC的扫描周期c

4、,这三个时间加起来（a+b+c）,有几百个毫秒之多，达不到系统要求的响应速度。我们给客户的方案是，PLC根据用户设置的参数，预牵伸率（牵伸罗拉和纱架电机的速比关系），最终牵伸率（纱架电机和盘头电机的速度关系），以及机械参数（减速比，辊直径），根据这些参数，PLC计算出牵伸罗拉变频器的电子齿轮比和纱架电机的电子齿轮比，然后用485通讯，将这些参数写入到变频器10-17和10-18号参数。（以下是参数设置画面及控制架构）盘头变频器盘头电机电机编码器牵伸罗拉变频器牵抻罗拉电机电机编码器纱架变频器纱架电机电机编码器PG分频输出PG分频输出主控PLC4

5、85通讯变频器的控制方式采用FOC+PG,盘头变频器为主控变频器，频率由通讯设定，00-20设为1；两台跟踪的变频器（牵伸罗拉，纱架）的频率命令来源00-20设为4（脉冲输入不带转向控制），接线时，前一级的PG输出（AO,BO）接入后一级的脉冲输入（A2,B2），这样这三台电机的同步性能完全由变频器保证，无需PLC参与运算，大大提高了系统的响应速度。实际调试中，系统的同步性能（也就是响应速度）主要调变频器的控制频宽，而调频宽最重要的是测出系统的惯量，以下是变频器的调试步骤，4.1．变频器调试接好电源电机线，让电机空载，并设好以下参数00-10

6、=0，控制方式为V/F01-00=最大操作频率01-01=电机额定频率01-02=电机额定电压05-02=电机额定功率05-03=电机客户转速05-04=4电机极数然后将05-00=1（动态测量电机参数），按面板RUN键，电机开始自学习。自学习成功后，将00-10=3控制方式为FOC+PG01-12=1加速时间01-13=1减速时间10-00=1000编码器线数10-01=1编码器输入形式改变面板上的设定频率值，并按RUN/STOP,看电机闭环运行速度正常否？（以上是测电机参数及判断编码器是否正常）如果正常，将电机联上负载，再将00-02=2

7、，将面板拔下来，再插上去，将11号群组功能打开，11-00=2，测量负载惯量让面板显示参数11-01的值然后让变频器测负载惯量，通过PU面板让电机分别以低速（10hz），中速（25hz），及高速（45hz）正转10秒，再反转10秒，重复5-10次。观察11-01的值，当11-01的值变化不大后，再根据实际情况调整以下参数11-02低速频宽11-03高速频宽11-11零速频宽变频器调试工作完毕。实际调试中，当测出的负载惯量很大时，即使很小频宽，电机运行时声音会很大，而且停车时，电机会抖动，此时，可手动将负载惯量（11-01）设小一点，会解决此问

8、题。另外，系统有两组加减速时间，一组是正常运行的参数，加减速时间在5秒左右；另一组，在发生紧急情况下，要求能在0.6秒内快速停车。（两种加减速通过485通讯来切换）