一、復(fù)合機(jī)概述
復(fù)合機(jī)是包裝印刷行業(yè)中重要設(shè)備，所謂復(fù)合是指通過某種工藝方法，將兩種或兩種以上的材料層合在一起，形成新的一體材料，經(jīng)過復(fù)合后的材料一方面保持原有材料的優(yōu)點，另一方面還能彌補(bǔ)彼此的缺點。
一般復(fù)合機(jī)放卷部分采用磁粉離合器加張力控制器做張力控制。磁粉離合器是靠磁栗子的結(jié)合力和磁粒子與工作面間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，在高速運行時，磁粉高速摩擦，產(chǎn)生高溫，造成磁粉離合器發(fā)熱進(jìn)而縮短其壽命。同時，磁粉作為一種磨料，產(chǎn)生微細(xì)粉末通過轉(zhuǎn)子密封處泄露到軸承或其他間隙部位，對工藝過程產(chǎn)生污染。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器的控制精度越來越高，變頻器在很多場合已經(jīng)可以替代磁粉離合器，實現(xiàn)張力的精確控制。
二、技術(shù)要求
以東莞一家機(jī)械制造商為例，設(shè)備放卷材料是厚度為0.08mm，寬度為900~1200mm 的薄紙，對放卷有如
下要求：
1、放卷速度穩(wěn)定。放卷速度為20~200m/min，可平穩(wěn)啟動停止。
2、張力均衡并可調(diào)。按照設(shè)定的張力，保持最小的波動范圍，保證紙張放卷的松緊度。同時，根據(jù)材料的寬幅和最大卷徑不同，可方便調(diào)節(jié)設(shè)定張力。
3、放卷輥力矩方向能切換。紙張上膠水面不同時，需要翻轉(zhuǎn)，力矩方向就必須改變。
4、由于是被動放卷，放卷電機(jī)是工作在發(fā)電狀態(tài)，為保證變頻器不過壓，必須加剎車電阻。
三、系統(tǒng)方案
放卷變頻器用張力專用型，功率為11kw。采用開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制模式，被動放卷，并加編碼器，做閉環(huán)矢量控制，保證轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性。生產(chǎn)速度由原系統(tǒng)主驅(qū)動變頻器西門子G120 給定。下圖為系統(tǒng)配置的原理圖。
開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制不需要張力反饋，變頻器靠輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到控制張力的效果，故系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。但當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的輸出值依賴卷徑計算，設(shè)置好卷徑計算相關(guān)參數(shù)是非常重要的。在該案例中，采用線速度信號方法計算當(dāng)前卷徑。即采用主驅(qū)動變頻器西門子G120 的運行頻率模擬輸出信號作為線速度信號，將G120 的最高頻率對應(yīng)的最大線速度200m/min 輸入?yún)?shù)P50.16 即可。
四、電氣配線圖
張力變頻器通過端子進(jìn)行啟?？刂?，張力方向切換，初始卷徑復(fù)位，故障輸出，故障復(fù)位，主驅(qū)動線速度給定，電氣配線圖如下：
說明：編碼器PG輸出為集電極開路信號，端子上A+和B+都短接到+5C 端子
五、參數(shù)設(shè)置
張力專用型變頻器，參數(shù)設(shè)置包括電機(jī)參數(shù)和編碼器設(shè)置、端子功能設(shè)置、張力專用參數(shù)設(shè)置及剎車電阻設(shè)置。
功能碼 | 功能描述 | 設(shè)定值 | 設(shè)置參數(shù)說明 |
P00.00 | 菜單模式選擇 | 1 | 顯示所有功能參數(shù) |
P02.00 | 電機(jī)與模式選擇 | 0001 | 帶 PG矢量控制，異步電機(jī) |
P02.02 | 運行命令通道選擇 | 1 | 端子運行命令通道 |
P02.13 | 加速時間 | 8 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P02.14 | 減速時間 | 5 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P03.00 | 電機(jī)額定功率 | 11 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P03.01 | 電機(jī)額定電壓 | 380 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P03.02 | 電機(jī)額定電流 | 21.9 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P03.03 | 電機(jī)額定頻率 | 60 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P03.04 | 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 | 1470 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P04.00 | 速度反饋編碼器選擇 | 10 | 本地差分編碼器 |
P04.01 | PG每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) | 1024 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P04.02 | PG旋轉(zhuǎn)方向 | 1 | B超前 A |
P08.20 | 能耗制動使用率 | 100 | 使用率 100% |
P09.00 | 多功能輸入端子 X1功能選擇 | 1 | 正轉(zhuǎn) FWD |
P09.01 | 多功能輸入端子 X2功能選擇 | 109 | 張力方向切換 |
P09.02 | 多功能輸入端子 X3功能選擇 | 107 | 卷徑復(fù)位 |
P09.03 | 多功能輸入端子 X4功能選擇 | 22 | 故障復(fù)位 |
P09.20 | 繼電器R2輸出功能選擇 | 16 | 變頻器故障 |
P16.01 | LED運行顯示參數(shù)選擇 | 300 | 顯示設(shè)定張力和卷徑 |
P16.02 | LED停機(jī)顯示參數(shù)選擇 | 3009 | 顯示設(shè)定張力和卷徑 |
P50.00 | 張力控制選擇 | 1 | 開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩模式 |
P50.01 | 卷曲模式 | 1 | 放卷模式 |
P50.02 | 張力設(shè)定選擇 | 2 | 數(shù)字設(shè)定，鍵盤 UP,DOWN可調(diào) |
P50.13 | 線速度輸入選擇 | 1 | AI模擬量設(shè)定 |
P50.16 | 最大線速度 | 200 | 主驅(qū)動變頻器輸出最大頻率時系統(tǒng)的線速度 |
P50.17 | 卷徑計算最小線速度 | 20 | 低于此線速度，不計算卷徑 |
P50.18 | 卷徑來源選擇 | 1 | 線速度計算 |
P50.19 | 最大卷徑 | 600 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P50.20 | 空心卷徑 | 95 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P50.21 | 卷徑濾波時間 | 20 | 卷徑計算的濾波時間 |
P50.30 | 初始卷徑選擇 | 0 | 數(shù)字設(shè)定，鍵盤 UP,DOWN可調(diào) |
P50.34 | 當(dāng)前卷徑 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 | |
P50.36 | 機(jī)械傳動比 | 1.36 | 根據(jù)實際情況設(shè)定 |
P50.44 | 高速力矩補(bǔ)償系數(shù) | 20 | 設(shè)置高速摩擦補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩系數(shù) |
P50.67 | AI1張力功能選擇 | 23 | 線速度輸入 |
六、結(jié)束語
張力型專用變頻器，對張力有很好的控制精度，在該客戶復(fù)合機(jī)生產(chǎn)線 200m/min的線速度下張力控制效果良好，替代了客戶原來采用的三菱磁粉離合器加三菱張力控制器的方案，為客戶節(jié)約了成本并解決了線速度高時磁粉離合器發(fā)熱嚴(yán)重等問題。
