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3.2 台达BW系列变频器应用设计
基于台达BW系列变频器的恒张力控制系统如图6所示。
图6 BW系列变频器恒张力控制系统
整个系统由12台2.2kw电机构成，每台电机由一台2.2kw BW系列台达卷取工艺客制化专用变频器控制，由于台达BW系列变频器具有收放卷专用控制功能，不需要依靠PLC就能够完成恒张力控制，具有自动卷径计算以及PID自动调整功能，所以在此系统中能够独立完成对放卷动作的控制，其中变频器AMD1-AMD10需要配置PG-03卡完成速度检测及反馈闭环。张力控制由变频器来完成，台达BW系列变频器的AVI端子接受张力棍的张力输入信号，经过变频器内部的预设张力平衡参数比对计算，对张力误差做出放卷速度的独立张力实时控制。PLC只负责给定启动信号以及完成一些辅助动作。
⑴ 牵伸机构接线图7所示。
图 7 BW变频器恒张力牵引控制
AMD11牵引变频器中AVI为主调速信号，通过一个可调电位器接入；DFM为频率数字输出，对应实际输出频率H（也可选择对应给定频率F），作为实际线速度信号提供给AMD10变频器。AMD10牵伸变频器中AVI为摆杆信号，做为PID的反馈量进行微调；PG03中-B接受上级发送的线速度信号作为理论频率的计算基础；DFM信号作为实际线速度信号传送给下一级。牵伸变频器控制的塔轮直径固定，通过参数设定。FWD为运转信号，统一由PLC给定；MI6为1/2加减速信号，作为急停时使用。
⑵ 收卷机构接线图八8所示。
图8 BW变频器恒张力收卷控制
AMD11牵引变频器中AFM为模拟量输出信号，对应实际输出频率H，作为实际线速度信号提供给AMD12变频器。AMD12收卷变频器中AVI为摆杆信号，做为PID的反馈量；MI1为卷径复位开关，当收卷棍换棍时需要进行卷径复位操作。由于收卷变频器控制的收卷棍直径会变化，所以需要打开卷径自动计算功能。BW系列变频器能够自动计算当前卷径。
3.3 台达BW张力控制变频器参数调试
⑴ 设置电机铭牌参数。由于对电机低速特性有要求，所以需要使用向量控制方式。调试时需要对电机进行自整定。
⑵设置机械齿轮比。按照机械实际情况填写齿轮比。
⑶计算理论线速度。由于本机器设计的最高线速度（牵引轮）为2.5m/s，根据公式计算，牵引 变频器工作在47hz就能够满足要求，于是将牵引变频器的工作范围定在0-50hz。有了这个基础线速度，根据客户提供的模具尺寸，就可以计算出每个塔轮上的理论线速度；根据理论线速度就可以计算出每台变频器的最高工作频率。假设客户按照下表的模具尺寸数据来选用：
|
模具位置 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
直径（mm） |
1.36 |
1.33 |
1.3 |
1.27 |
1.24 |
1.21 |
1.18 |
1.15 |
1.12 |
1.09 |
1.06 |
则对应的每级牵伸的理论线速度如下表数据：
|
塔轮 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
线速度（m/s） |
1.54 |
1.61 |
1.68 |
1.76 |
1.85 |
1.94 |
2.04 |
2.15 |
2.27 |
2.40 |
2.53 |
对应电机的最高工作频率如下表数据：
|
电机 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
最高频率（hz） |
78 |
71 |
68 |
66 |
60 |
59 |
55 |
55 |
51 |
48 |
47 |
表四
⑷PID参数的设置。根据实际运行情况，测试出一组合适的PID参数填入到相关变频器中。
4 结束语
经过在客户处长期的实际拉丝运行，整机已经得到客户的认可。通过与使用国外知名品牌元件的控制设备相比，在保证性能上一致的前提下，加工效率比其提高1/3，成本上也有大幅降低。
2008-1-20
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