请教变频器在漂染机械上的应用 点击：1041 | 回复：9
发表于：2006-02-11 08:29:00
2楼
这是英威腾的改造原型方案，请参考！
浙江某纺机所生产的ZHGR系列卷染机采用双直流电机（放卷+收卷）方案进行布匹等纺织品的染色加工。
原型方案缺点：
采用双直流电机,是在较大误差情况下的一种近似的恒张力控制, 控制工艺不理想,且能耗大、制造成本高。
卷染机的主要技术要求：
卷染机能够满足多品种、小批量布匹的不同染色要求,可间断式生产,同时要求具备自动道数记录、自动圈数计数、自动换向掉头、自动停车等功能,并且要求在整个染色过程中,保持布匹的拉伸张力和线速度恒定。
设计方案：
卷染机是一个典型的中心卷曲控制系统，方案设计采用双变频控制。系统需要配备CHV高性能矢量变频器、张力控制卡、PG测速反馈卡。
放卷采用有PG矢量控制（恒线速度控制），电机转速由光电编码器通过PG卡测速反馈给变频器，形成有PG闭环速度控制，以提高放卷的速度控制精度。频率的给定方式通过线速度（用户设定）与当前转径计算出匹配频率作为频率的给定。
计算公式为：f = (V×N×i) / (π×D)
其中：f 变频器当前匹配频率 V 布匹线速度
N 电机极对数 i 机械传动比 D 辊筒卷径
其中，当前转径通过厚度积分法获得，用户只需要输入布匹的厚度，再通过接近开关计数卷辊的运行道数，就可以计算出当前的转径;
收卷直径D = D0 + 2nd；放卷直径D = D0 - 2nd；
D0:辊筒直径 n: 接近开关计数值 d: 布匹厚度
收卷采用的是无张力反馈的转矩控制（恒张力控制），同样需要测速反馈通道，即需配备编码器加PG卡，形成闭环反馈回路，以达到对输出转矩的精确控制。
计算公式为：T =（F×D）/（2×i）
其中：T 变频器输出转矩 F 张力设定
D 辊筒的转径 i 机械传动比
在上面的公式中，张力（F）由用户给定，当前转径依然通过厚度积分法获得，计算方式与放卷相似。
收、放卷变频器采用共直流母线方式连接，放卷电机发电所产生的能量通过共用母线回馈给电动状态的收卷电机使用，可以有效降低能耗，提供机械系统的使用效率。另外，当收、放卷同处于减速停车时，为防止减速过压，需安装制动电阻，将回馈的能量通过电阻发热消耗，以提高系统的可靠性。
此外，接近开关所产生的脉冲信号，通过HDI1输入给变频器，用于收、放卷实时的卷径计算。
系统配备了HMI（人机界面）触摸屏，与变频器之间采用异步串口RS485通讯，其通讯协议采用国际标准的MODBUS协议（详情请查阅《CHV矢量变频器串行通讯协议说明》），触摸屏完成对系统各控制参数的设置及系统运行状态参数的监视。
该方案结构简单，连线少，便于维护，且节能效果好，控制精度高，能满足在卷染机上布匹恒张力、恒线速度的工艺要求。
方案工艺要求及处理：
1、 计数处理 待加工布匹首次手动上卷前，左右辊筒上的计数器需清零一次。卷染过程中，控制系统会自动记录整匹布的上卷圈数并且可掉电保存。上卷开始后计数器无需再清零（原系统手动上卷过程中需清零两次）。
2、 线速度控制 系统会依据当前的转径与用户设定的线速度，计算出变频器运行的匹配频率，接受起动运行命令以后，在合适的加速时间的加速作用下，达到要求的线速度。
3、 张力控制 收卷变频器依据用户设定的张力与当前的收卷半径，计算出电机的输出转矩，由于在接受起动命令以后，放卷做加速运动，收卷控制部分也要进行加速运行，因此系统需要进行系统惯量补偿，以满足在收卷加速过程也可保持布匹的张力恒定。
4、 自动运行时的停车处理 自动运行过程中突然停车，如手动急停、电网断电等，计数器的当前值会被及时保存。当再次按下自动按钮后，控制系统会按原方向继续完成剩余的卷染次数。（原系统再次自动启动时，需先按手动按钮再按自动按钮才能继续运行）
5、 自动掉头处理 停车掉头时左右电机将使用不同的加减速参数并进行一定的惯量补偿，以确保证布匹张力恒定、不会松弛。同时，当前总道数值（即卷染次数）会自动加一。
6、 自动完成确认 当前总道数值达到设定的总道数值后，系统将立即终止自动程序，并且在人机界面HMI上显示“自动完成确认”对话框。按下确认按钮时，当前总道数值会自动清零。
需设置的功能参数：
1、 张力PF.06#340（N）
2、 线速度PF.54#388（m/min）
3、 布厚度PF.28#362（mm）
4、 总道数（HMI内部存储:RW6）
5、 空辊圈数（HMI内部存储:RW7）
6、 辊筒直径PF.14 #348（m）
7、 机械传动比PF.11#345
8、 惯量补偿PF.33#367
需监视的功能参数：
1、 线速度PF.25#359（m/min）
2、 总道数（HMI内部存储:RW15）
3、 左圈数1#12308
4、 右圈数2#12308
需安装的控制按钮：
1、 自动(S1)
2、 停车(S2)
3、 上卷(S3)
4、 退卷(S4)
5、 左计数器清零(1#S7)
6、 右计数器清零(2#S7)
人机界面（HMI）的画面：
1、 HMI开机画面
2、 运行参数监视画面
3、 用户参数设定画面
4、 厂家参数设定画面
5、 自动完成确认窗口
方案电气配置及相关外围设备简图：
变频器端子接线图
浙江某纺机所生产的ZHGR系列卷染机采用双直流电机（放卷+收卷）方案进行布匹等纺织品的染色加工。
原型方案缺点：
采用双直流电机,是在较大误差情况下的一种近似的恒张力控制, 控制工艺不理想,且能耗大、制造成本高。
卷染机的主要技术要求：
卷染机能够满足多品种、小批量布匹的不同染色要求,可间断式生产,同时要求具备自动道数记录、自动圈数计数、自动换向掉头、自动停车等功能,并且要求在整个染色过程中,保持布匹的拉伸张力和线速度恒定。
设计方案：
卷染机是一个典型的中心卷曲控制系统，方案设计采用双变频控制。系统需要配备CHV高性能矢量变频器、张力控制卡、PG测速反馈卡。
放卷采用有PG矢量控制（恒线速度控制），电机转速由光电编码器通过PG卡测速反馈给变频器，形成有PG闭环速度控制，以提高放卷的速度控制精度。频率的给定方式通过线速度（用户设定）与当前转径计算出匹配频率作为频率的给定。
计算公式为：f = (V×N×i) / (π×D)
其中：f 变频器当前匹配频率 V 布匹线速度
N 电机极对数 i 机械传动比 D 辊筒卷径
其中，当前转径通过厚度积分法获得，用户只需要输入布匹的厚度，再通过接近开关计数卷辊的运行道数，就可以计算出当前的转径;
收卷直径D = D0 + 2nd；放卷直径D = D0 - 2nd；
D0:辊筒直径 n: 接近开关计数值 d: 布匹厚度
收卷采用的是无张力反馈的转矩控制（恒张力控制），同样需要测速反馈通道，即需配备编码器加PG卡，形成闭环反馈回路，以达到对输出转矩的精确控制。
计算公式为：T =（F×D）/（2×i）
其中：T 变频器输出转矩 F 张力设定
D 辊筒的转径 i 机械传动比
在上面的公式中，张力（F）由用户给定，当前转径依然通过厚度积分法获得，计算方式与放卷相似。
收、放卷变频器采用共直流母线方式连接，放卷电机发电所产生的能量通过共用母线回馈给电动状态的收卷电机使用，可以有效降低能耗，提供机械系统的使用效率。另外，当收、放卷同处于减速停车时，为防止减速过压，需安装制动电阻，将回馈的能量通过电阻发热消耗，以提高系统的可靠性。
此外，接近开关所产生的脉冲信号，通过HDI1输入给变频器，用于收、放卷实时的卷径计算。
系统配备了HMI（人机界面）触摸屏，与变频器之间采用异步串口RS485通讯，其通讯协议采用国际标准的MODBUS协议（详情请查阅《CHV矢量变频器串行通讯协议说明》），触摸屏完成对系统各控制参数的设置及系统运行状态参数的监视。
该方案结构简单，连线少，便于维护，且节能效果好，控制精度高，能满足在卷染机上布匹恒张力、恒线速度的工艺要求。
方案工艺要求及处理：
1、 计数处理 待加工布匹首次手动上卷前，左右辊筒上的计数器需清零一次。卷染过程中，控制系统会自动记录整匹布的上卷圈数并且可掉电保存。上卷开始后计数器无需再清零（原系统手动上卷过程中需清零两次）。
2、 线速度控制 系统会依据当前的转径与用户设定的线速度，计算出变频器运行的匹配频率，接受起动运行命令以后，在合适的加速时间的加速作用下，达到要求的线速度。
3、 张力控制 收卷变频器依据用户设定的张力与当前的收卷半径，计算出电机的输出转矩，由于在接受起动命令以后，放卷做加速运动，收卷控制部分也要进行加速运行，因此系统需要进行系统惯量补偿，以满足在收卷加速过程也可保持布匹的张力恒定。
4、 自动运行时的停车处理 自动运行过程中突然停车，如手动急停、电网断电等，计数器的当前值会被及时保存。当再次按下自动按钮后，控制系统会按原方向继续完成剩余的卷染次数。（原系统再次自动启动时，需先按手动按钮再按自动按钮才能继续运行）
5、 自动掉头处理 停车掉头时左右电机将使用不同的加减速参数并进行一定的惯量补偿，以确保证布匹张力恒定、不会松弛。同时，当前总道数值（即卷染次数）会自动加一。
6、 自动完成确认 当前总道数值达到设定的总道数值后，系统将立即终止自动程序，并且在人机界面HMI上显示“自动完成确认”对话框。按下确认按钮时，当前总道数值会自动清零。
需设置的功能参数：
1、 张力PF.06#340（N）
2、 线速度PF.54#388（m/min）
3、 布厚度PF.28#362（mm）
4、 总道数（HMI内部存储:RW6）
5、 空辊圈数（HMI内部存储:RW7）
6、 辊筒直径PF.14 #348（m）
7、 机械传动比PF.11#345
8、 惯量补偿PF.33#367
需监视的功能参数：
1、 线速度PF.25#359（m/min）
2、 总道数（HMI内部存储:RW15）
3、 左圈数1#12308
4、 右圈数2#12308
需安装的控制按钮：
1、 自动(S1)
2、 停车(S2)
3、 上卷(S3)
4、 退卷(S4)
5、 左计数器清零(1#S7)
6、 右计数器清零(2#S7)
人机界面（HMI）的画面：
1、 HMI开机画面
2、 运行参数监视画面
3、 用户参数设定画面
4、 厂家参数设定画面
5、 自动完成确认窗口
方案电气配置及相关外围设备简图：
变频器端子接线图
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