丹佛斯中心卷繞卡在熱定型機(jī)中的應(yīng)用
The application ofDanfoss Center Winder Option in the heat settingmachine
上海津信變頻器有限公司 夏明
摘要：熱定型機(jī)末道收卷如果有張力錐度控制的要求，一般解決辦法比較困難。丹佛斯的運(yùn)動(dòng)控制卡有很高精度的控制能力，加上丹佛斯專為卷繞行業(yè)開發(fā)的中心卷繞程序，能很好地解決這個(gè)問題。本文介紹了用丹佛斯變頻器和中心卷繞卡實(shí)現(xiàn)帶張力錐度控制要求的中心卷繞的辦法和經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：丹佛斯變頻器 張力錐度 中心卷繞
Abstract: It is difficult to control the winder of heatsetting machine if the tapered tension control is needed. Danfoss’smotion control card has high precision control ability, add thesoftware developed by Danfoss specially for center winder, it canbeen used in these application. The document will discuss thesolution and experience of Danfoss center winder option card usedin stress-relieving control.
Key words: Danfoss VLT Tapered-Tension Center-Winder
引言：
上海太平洋紡織機(jī)械成套設(shè)備有限公司印染機(jī)械分公司生產(chǎn)的的LSR800熱定型機(jī)可供**織物浸扎肋劑拉幅整理之用，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中收卷控制系統(tǒng)為滿足**外貿(mào)客戶張力錐度控制的高難度要求，特采用丹佛斯FC302系列高性能變頻器和中心卷繞卡，取得了很好的控制效果和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、 LSR800熱定型機(jī)收卷機(jī)的工作原理：
如圖一所示，LSR800熱定型機(jī)收卷機(jī)前級(jí)為冷水輥，采用Danfoss VLT AutomationDriveFC301系列驅(qū)動(dòng)器，恒速度控制，電機(jī)上裝有編碼器，既用作冷水輥驅(qū)動(dòng)器的速度反饋，又可以作為收卷控制的織物線速度前饋檢測(cè)。收卷卷筒空筒時(shí)直徑170毫米，滿筒時(shí)為1400毫米，卷徑變化約8倍。收卷卷筒采用DanfossAutomation FC302系列高性能驅(qū)動(dòng)器，加裝中心卷繞卡。中間裝有張力檢測(cè)輥。
圖一、LSR800熱定型機(jī)收卷機(jī)結(jié)構(gòu)圖 |
丹佛斯中心卷繞卡上的接口端子如右圖所示：
X55為編碼器2輸入接口，缺省用于連接本機(jī)編碼器；
X56為編碼器1輸入接口，缺省用于連接線速度檢測(cè)編碼器；
X57為10端口數(shù)字量控制信號(hào)輸入；
X58為24VDC電源；
X59為8端口數(shù)字量控制信號(hào)輸出。
丹佛斯中心卷繞卡的關(guān)鍵的功能是卷徑計(jì)算。一般卷徑有3中檢測(cè)方式，一為傳感器直接測(cè)量，由于需要現(xiàn)場(chǎng)安裝傳感器，成本會(huì)提高，而且故障率增加，所以實(shí)際一般較少采用；其二為厚度積分法，優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，但是缺乏靈活性，當(dāng)產(chǎn)品品種變化時(shí)需要調(diào)整參數(shù)；第三種方式為線速度計(jì)算法，根據(jù)公式
，由于
D線速度檢測(cè)是固定不變的，所以通過檢測(cè)線速度檢測(cè)輪的轉(zhuǎn)速和卷筒的轉(zhuǎn)速就能算出卷筒的當(dāng)前直徑。這種辦法計(jì)算精度較高，而且由于線速度檢測(cè)和卷筒轉(zhuǎn)速檢測(cè)本來(lái)就是系統(tǒng)中已有的，所以在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中采用得多。
有了卷筒直徑，就能根據(jù)張力和錐度設(shè)定給出張力錐度的設(shè)定值。丹佛斯中心卷繞卡的張力錐度設(shè)定值變化曲線如圖四，當(dāng)張力錐度設(shè)為0時(shí)，表示恒張力，張力設(shè)定值與卷徑無(wú)關(guān)；當(dāng)張力錐度設(shè)為100%時(shí)，表示恒轉(zhuǎn)矩，卷徑每增加一倍張力就減小一半。
三、 丹佛斯中心卷繞卡的參數(shù)設(shè)置及調(diào)試：
首先進(jìn)行開環(huán)調(diào)試：
1. 設(shè)置參數(shù)1924，“線速度標(biāo)定系數(shù)”
先不上織物或線材，卷筒處于空筒狀態(tài)；然后開機(jī)；將線速度開到大；這時(shí)候一邊調(diào)節(jié)參數(shù)1924，一邊觀察變頻器操作面板LCP上線速度檢出值的讀書，直到此讀數(shù)等于100000為止；如果線速度檢出值讀數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明主編碼器方向是反的，則要互換主編碼器的A、B相接線。
2. 設(shè)置參數(shù)1925，“速度匹配”
先檢查參數(shù)1905“小卷徑”設(shè)置是否正確，參數(shù)1905的設(shè)定值應(yīng)該等于
，然后將卷徑復(fù)位到小卷徑，并將PID調(diào)節(jié)器關(guān)閉（將增益和積分設(shè)為0），接著開機(jī)，線速度開到大值；這時(shí)卷繞速度完全由線速度前饋決定，然后一邊調(diào)整參數(shù)1925，一邊觀測(cè)卷繞的輸出線速度，直到卷繞的輸出線速度與前段線速度的實(shí)際值相同。
3. 設(shè)置參數(shù)1926，“卷繞轉(zhuǎn)速標(biāo)定系數(shù)”
在**步的基礎(chǔ)上繼續(xù)，因?yàn)檫@時(shí)卷筒正好運(yùn)行于高轉(zhuǎn)速。一邊調(diào)整參數(shù)1926，一邊觀察卷繞轉(zhuǎn)速檢出值的讀數(shù)，直到卷繞轉(zhuǎn)速檢出值的讀數(shù)等于100000。
然后進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試：
將織物或線材按正常生產(chǎn)方式裝到設(shè)備上，將線速度設(shè)為0，然后開機(jī)；這時(shí)PID調(diào)節(jié)器應(yīng)該開始工作，觀察PID調(diào)節(jié)器的輸出方向，如果實(shí)際張力小于設(shè)定值，卷筒應(yīng)該增速（注意放卷時(shí)的狀況正好與此相反），反之卷筒減速，說(shuō)明PID調(diào)節(jié)器的方向正確；如果不是這樣則，則將PID輸出設(shè)為反向；接著設(shè)置PID調(diào)節(jié)參數(shù)，使卷筒轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；再慢慢提高線速度，一邊提速一邊優(yōu)化PID調(diào)節(jié)參數(shù)，直到整機(jī)開到全速，系統(tǒng)也能穩(wěn)定運(yùn)行。
四、 運(yùn)行效果：
由于事先準(zhǔn)備工作充分，加上丹佛斯提供的調(diào)試工具—MCT10軟件操作簡(jiǎn)便，功能強(qiáng)大，在用戶現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試一次就成功，系統(tǒng)開機(jī)至今未遇任何故障。
參考文獻(xiàn)
[1] MCO352中心卷繞卡使用說(shuō)明.MG.33.T1.02. Danfoss A/S
[2] FC300編程指南. MG.33.M3.41 DanfossA/S
作者簡(jiǎn)介
夏明：上海津信電氣有限公司技術(shù)部經(jīng)理，主要從事丹佛斯變頻器產(chǎn)品的應(yīng)用和研究。聯(lián)系方式：上海市新市路248弄5號(hào)，郵編：200083，電話：021-65618877